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Identif. Remota Inteligente c/ Sistemas Embarcados


No dia-a-dia de nossa empresa, nos deparamos com situações em que o encaminhamento de um projeto implica na adoção de dispositivos embarcados e que, em um tamanho físico reduzido, associam soluções de hardware e de software.

Estes dispositivos com software embarcado podem ser utilizados na solução de problemas específicos e estão cada vez mais presentes emequipamentos de todos os tipos.

Neste artigo veremos qual foi a abordagem adotada, para adicionar inteligência e conectividade remotaemumsistema de controle de acesso distribuído, possibilitando o controle via TCP/IP de equipamentos antes acessíveis somente via interface serial.

Requisitos do projeto

O desafio inicial consistia em adicionar conectividade remota em um sistema de controle de acesso de edifícios. Inicialmente seriam em torno de 150 coletores de dados espalhados em diversos locais, cada coletor trabalhando com um fluxo entre 500 e 1000 eventos diários. Originalmente a leitura dos dados coletados nos edifícios era feita localmente, em cada um dos equipamentos através de suas respectivas interfaces seriais, o que dificultava o gerenciamento e expansão da rede.

Para centralizar e automatizar este processo de leitura, a idéia era adicionar dispositivos conversores que disponibilizassem as diversas portas seriais em diferentes endereços IP. Desta maneira seria possível a um software central efetuar a leitura de cada um dos pontos via Internet, através deumarede TCP/IP.

A solução como um todo deveria ter um custo relativamente baixo. Decidiu-se por aproveitar os acessos à internet já presentes na maioria dos prédios. Emgeral, estas conexões são feitas por redes telefônicas (ADSL) ou de TV a cabo (através de cable modens), por seremtecnologias mais populares e baratas.

Neste ponto, nos deparamos com o nosso principal problema, poisemgeral acessos viaADSL/ TVCabo, não fornecem um endereço de IP fixo para o usuário e sim fazem uma atribuição dinâmica para cada conexão. Desta forma, o software central ficaria impossibilitado de se conectar com os endereços remotos, uma vez que estes estariamcomseus endereços IPemconstante alteração.

Afigura abaixo mostra o esboço da situação desejada, assim comonos foi apresentada.

Solução genérica adotada

Diante do problema da variação dos endereços IP dos pontos remotos, concluiu-se que não seria possível a utilização de simples conversores seriais para Ethernet (TCP/IP), uma vez que estes, apenas transferem as informações recebidas na porta serial para a rede Ethernet e vice-versa, não possuindo nenhum mecanismo que ajudasseemsua identificação.

A opção foi adotar dispositivos que, além de desempenhar a função de conversor, pudessem ser programados internamente, possibilitando assim o desenvolvimento de uma solução personalizada para o projeto. De alguma maneira, os diversos pontos remotos precisariam, periodicamente, oferecer condições para que a central determinasse seus respectivos endereços de IP.

A solução foi fazer com que cada um dos dispositivos remotos (módulos embarcados, agindo como um Cliente TCP/IP), enviasse em intervalos regulares requisições ao software central. No corpo destas requisições, cada módulo envia um código que o identifique. O software central, por sua vez, atuando como um Servidor TCP/IP recebe as requisições e analisando o cabeçalho do pacote TCP, determina o endereço de IPde origem da mensagem.

Uma vez que o endereço IP de um determinado ponto remoto seja conhecido, o software central pode então, armazenar uma tabela de associação entre o código de cada módulo e seu endereço de IP atual (Vide Programação do Servidor para mais detalhes).

Em alguns casos (notadamente ADSL), o acesso utilizado necessita de autenticação pelo protocolo PPPoE (Point-to-Point Protocol over Ethernet), nestes casos, para reduzir a complexidade do programa interno do módulo, optou-se pela utilização de roteadores ADSL que se encarregam desta autenticação. Não obstante, em um segundo tempo é possível integrar o protocolo PPPoE ao módulo embarcado.

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