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Criação de um protocolo de comunicação aplicado à automação residencial
Rogerio Botelho Lima, Iago Ferret, Gustavo Künzel

Última alteração: 17-10-2016

Resumo


O uso da automação residencial cresceu muito nas últimas décadas, e atualmente ocupa uma posição de destaque no mercado mundial. Alguns dos principais benefícios dela são centralizar e facilitar o uso dos equipamentos, proporcionando maior conforto e possibilitando redução do consumo de energia elétrica, controlando diversos dispositivos como ar condicionado, iluminação, alarme e outros. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um protocolo de comunicação que permita o controle, através de um computador, de diversos dispositivos domésticos. O protocolo deverá funcionar em uma rede, onde o computador centraliza o envio de comandos e acesso às informações dos dispositivos. Será utilizado o mecanismo de acesso ao meio mestre-escravo, onde o computador atua como mestre, iniciando a comunicação com os escravos, que só enviam dados para o mestre. Será utilizada uma rede EIA-485 para a conexão dos dispositivos. Uma interface gráfica será desenvolvida em um computador para a comunicação com diversas placas Arduino, que se comportarão como os escravos. O quadro de dados trocado entre o mestre e os escravos contém um código de inicialização, um código de endereço, os dados desejados a serem enviados, e um código de verificação de erro. O protocolo fará uso de diferentes mecanismos para garantir o sucesso das comunicações, de forma que o mestre e os escravos sejam capazes de identificar e responder quando necessário às solicitações exigidas. Fazem-se necessários alguns cuidados durante as comunicações como, por exemplo, garantir que os dispositivos estão recebendo as mensagens corretamente, portanto os quadros de dados deverão possuir um mecanismo de verificação de erros, como por exemplo CRC-16, e compreendido por todos que estão na rede. Para o protótipo do sistema, foram implementados comandos para acionar lâmpadas, que podem ser realizados através de interruptores ou através da interface gráfica no computador. As placas Arduino analisam os dados recebidos pela rede e realizam as ações de acordo com uma lista de tarefas previamente programada. A interface gráfica conta com um menu com as opções que podem ser solicitadas aos escravos, como status das lâmpadas e controle de temperatura ambiente. O sensor de temperatura foi simulado por um potenciômetro conectado em uma entrada analógica dos Arduinos. Os resultados parciais mostram que o protocolo atende às necessidades de automação residencial e o uso desse sistema em outras aplicações específicas.

Palavras-chave


Automação Residencial; mestre-escravo; EIA-485.