Monitoramento de Dados via Internet Baseado em Telefonia Celular Mestrando: Getúlio Teruo Tateoki Prof. Orientador: Jozué Vieira Filho

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1 Monitoramento de Dados via Internet Baseado em Telefonia Celular Mestrando: Getúlio Teruo Tateoki Prof. Orientador: Jozué Vieira Filho

2 -Utilização de um Sistema de T elefonia Celular para implementação de Sistema de Aquisição de Dados formando uma Rede de T elemetria para diver sas aplicações tendo como suporte para a vis ualização destes dados a Platafor ma Web.

3 I ntrodução I déia Básica de Monitoramento e Aquisição de dados: -Digitalização de Sinais. Primeiros Sistemas de Aquisição de Dados(DAQ): -Sistemas de conversão A/D acoplados em um Microcomputador. Atualmente: -Sistemas independentes controlados por Microprocessador. Evolução de T elecomunicações: -T ransmissão de dados via rádio.

4 I ntrodução Sistemas de Aquisição de Dados Moderno: -Portabilidade e Mobilidade Diversas aplicações em várias áreas: -Agricultura,medicina, geologia, oceanografia, aeronáutica, engenharia, etc. Agregada à Rede Mundial de Computadores: -I nternet, para se obter maior abrangência de serviços.

5 I ntrodução Proposta deste T rabalho: -Desenvolver e implementar um sistema de aquisição de dados baseado em tecnologia de ponta, que garanta flexibilidade e eficiência, que inclui a captação de dados usando microcontrolador, a transmissão dos dados via telefonia celular, mais especificamente usando a tecnologia GPRS (General Packet Radio Service), e o monitoramento dos dados via uma página WEB (World Web Browser).

6 I ntrodução Metodologia: -Desenvolvimento de atividades de estudo teórico e pesquisa baseada principalmente na literatura disponível sobre Redes de T elefonia Celulares em geral, Plataformas de Aplicação Web e Dispositivos Microcontroladores. -Atividades de aplicação da tecnologia e conhecimento disponível para a solução de um problema específico, mas relevante no contexto atual do mundo em que vivemos.

7 I ntrodução Estabelecimento e Cumprimento de metas: -Estudo dos diversos sistemas de comunicação sem fio (telefonia celular) e identificação do mais adequado ao projeto proposto; -Estudo dos princípios de comunicação de dados via GPRS e Bluethooth, dois sistemas aparentemente semelhantes, mas que guardam muitas peculiaridades diferentes;

8 I ntrodução Estabelecimento e Cumprimento de metas: -Definição dos contornos, requisitos básicos e funcionalidade de um sistema automatizado de monitoramento remoto de temperatura, pesquisando e estudando a operação de diversas placas/módulos GSM/GPRS existente no mercado; -Desenvolvimento de uma alternativa moderna para o projeto, estudando e pesquisando os microcontroladores PI C e suas aplicações, com o objetivo de se obter uma interface eficiente entre a aplicação e o ambiente WEB de monitoramento;

9 I ntrodução Estabelecimento e Cumprimento de metas: -Estudo dos diversos tipos de dispositivos medidores de temperatura existentes no mercado e suas aplicações; -Estudo de tecnologias de plataformas WEB para captura e armazenamento de dados, bem como os mecanismos de disponibilização dos dados através de uma paginação de I nternet; -Consideração da poss ibilidade da aplicação os resultados obtidos em outros cenários similares que envolvam necessidades de comunicação com dispositivos dispersos em grandes áreas geográficas.

10 I ntrodução Estrutura da Dissertação: Capítulo 2 - Discutidas as tecnologias de comunicação sem fio usados em telefonia celular e os aspectos básicos que regem a rede mundial de computadores. Capítulo 3 - Apresentada a propos ta completa do sistema desenvolvido, discutindo-se a vis ualização via internet e os aspectos básicos da tecnologia GPRS usada no projeto; Capítulo 4 - Apresentados os detalhes da implementação, com destaque para o sistema que faz a interface entre a rede GSM e a aplicação, que é baseado em microcontrolador;

11 I ntrodução Estrutura da Dissertação: Capítulo 4 Apresentados os detalhes da implementação, com destaque para o sistema que faz a interface entre a rede GSM e a aplicação, que é baseado em microcontrolador; Capítulo 5 - Apresentados os resultados obtidos; Capítulo 6 - Apresentados as conclusões.

12 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet Histórico: Defesa da Tese de Mestrado 1º Geração Analógica 2º Geração Digital 2.5 Voz+Dados -CDMA -Code Division Multiple Access -GSM - Global System for Mobile

13 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet CDMA: -Desenvolvida em grande parte pela empresa americana Qualcomm; -T I A (T elecommunications Industry Association) padronizou baseados no padrão I S-95; -T ecnologia de espalhamento espectral (spread spectrum) de sinais como meio de acesso para permitir que vários usuários compartilhem uma mesma banda de freqüências.

14 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet CDMA:

15 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet CDMA: Defesa da Tese de Mestrado -Quanto maior o número de usuários, maior será o ruído e as interferências. Assim, existe um número máximo de canais por banda de freqüência que permite um uso com qualidade aceitável. O pr oblema se torna mais grave quando as potências de transmissão individuais aumentam.

16 3G: Defesa da Tese de Mestrado Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet - WCDMA WideBand CDMA Padronizada pela 3GPP - 3rd Generation Partnership Proj ect. -Exigência de definição de um novo padrão para a interface entre Estação Móvel e ERB com canais de RF de 5 MHz nos sistemas utilizados em CDMA. -Necessidade de mudanças na estr utur a de canalização do GSM e exigência uma banda adicional de freqüências para implementação do serviço por parte das operadoras.

17 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet GSM Global System for Mobile: -Em 1982 foi realizada a Conference of European Posts and T elegraphs (CEPT ) onde se formou um grupo denominado Group Special Mobile (GSM), com o objetivo de estudar e desenvolver um sistema móvel baseado nas seguintes diretrizes básicas:

18 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet GSM-Global System for Mobile: -Boa qualidade de voz; -Eficiência espectral; -T erminais pequenos e baixos custos; -Suporte para " roaming" internacional; -Capacidade para suportar "handheld" (terminais); -Suportar uma larga área de novos serviços e utilidades; -Compatibilidade RDSI Rede Digital de Serviços I ntegrados.

19 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet GSM - Global System for Mobile: -1989: -A responsabilidade passou para o European T elecomunication Standards Institute(ET SI ); -1990: -Publicação das especificações do GSM. A sigla GSM passou a denominar então Global System for Mobile Communication ; -Atualmente considerado um padrão digital de segunda geração do celular adotado na maior parte do mundo. -Desenvolvido inicialmente para a faixa de 900 MHz, o GSM teve posteriormente uma versão adaptada para as faixas de 1800 e 1900 MHz ;

20 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet GSM Global System for Mobile: GSM 900 (MHz) DCS 1800 (MHz) PCS 1900 (MHz) Estação Móvel -> ERB ER B -> Estação Móvel Espaçamento entre Freqüências de T ransmissão e R ecepção

21 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet GSM Descrição do Sistema:

22 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet GPR S General Packet R adio Service: -Publicação em 1997 pelo ET SI do modo de funcionamento do GPRS (General Packet Radio Service) na especificação da FASE 2+ do GSM; -Desenvolvidas para aceitar serviços de dados com base em transmissão por comutação de pacotes utilizando-se mais eficientemente a fonte de rádio para tráfego em rajadas, característica da maioria dos serviços de dados; -Pode ser considerada como um revestimento à rede GSM, acrescentando tráfego orientado a pacotes mediante leves modificações da arquitetura. ( GSM + dados ); -I ntegração com a rede I nternet.

23 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet GPR S Arquitetura da R ede:

24 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet GPR S Elementos Internos de uma R ede:

25 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet GPRS Forma de I dentificação em uma Rede: -Cada usuário tem sua I MS I (I nternational Mobile Subscriber I dentity), única em todas as redes GSM ao redor do mundo; - T MSI (T emporary Mobile Subscriber Identity) estabelece uma relação com I MSI quando o aparelho móvel é ligado no VLR. Na rede só trafega T MSI. GPRS - Autenticação de um assinante na Rede: -Mecanismo de desafio e resposta (challenge-response mechanism). A BT S envia para a MS um número aleatório de 128 bits (RAND). O SI M-Card então recebe o número RAND e computa, fornecendo RAND e uma chave Ki (compartilhada entre o SI M-card e a AUC) como parâmetro do algoritmo A3 uma função de Hash dependente de chave um número (SRES) de 32 bits. O número SRES é verificado pela AUC, que também conhece A3, Ki e RAND. O S RES calculado pelo SI M só será igual, portanto, caso ele tenha a mesmo Ki.

26 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet GPRS Conexão de T erminais: 1- Um terminal GPRS, ao ser energizado, será reconhecido pela rede de forma semelhante ao que ocorre com um terminal GSM para Voz. É então criado um enlace lógico entre o terminal e o SGSN. O T er minal é dito " attach, o que significa que ele está registrado e autenticado na rede; 2- É conseguido um endereço I P dinâmico estabelecendo uma conexão em GPRS, através da ativação do contexto do Packet Data Protocol; 3- O T er minal GPRS está então pronto para enviar e receber pacotes. Ele pode então assumir os seguintes estados de forma a economizar energia: I dle (ocioso), Ready (pronto) em que ele pode enviar e receber pacotes instantaneamente ou stand-by (Espera).

27 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet GPRS Classe de T erminais: Classe A: Terminais que podem tratar voz e dados ao mesmo tempo. Classe B: Terminais que podem tratar voz e dados, mas não ao mesmo tempo. Classe C: Terminais que podem tratar apenas dados, como cartões GPRS PCM/CIA para computadores portáteis. -Devido ao alto custo dos terminais Classe A, a maior parte dos terminais lançados comercialmente é de classe B.

28 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet GPRS I nterface R : -Definição de especificações GSM de uma interface de referência entre o terminal móvel e o equipamento terminal, quando estes estão fisicamente separados. Foram definidos comandos de atenção (AT ), de acordo com a recomendação I T U V.25 ter SADC(Serial Asynchronous Dialing and Control). A especificação GSM descreve o conjunto de comandos AT para terminais GSM. GPRS - APN (Access Point Name) -A conexão entre o operador e uma rede I P externa é feita através de um APN (Access Point Name). O oper ador estabelece APNs para as várias redes, sendo um tipicamente definido para a rede pública WAP. O número de APNs de um terminal varia com o modelo e fabricante.

29 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet I nternet A R ede Mundial de Computadores: - A Grande Rede ou Rede das Redes ; - Criada em meados do ano de 1962 pelo governo norte americano com objetivos militares; - I nterface gráfica denominada de WWW (World Wide Web) foi efetivamente implementada em 1993; - Uso comercial e doméstico; - Cada conexão abre uma porta de comunicação; - Diversas modalidades de serviços.

30 Capítulo 2-Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet I nternet Serviços: Hospedagem de Páginas e Banco de Dados em um Servidor de R ede -As informações podem estar em formato de texto, imagem, som e, atualmente, até em vídeo; -Páginas com protocolo padrão HTTP (Hiper T ext T ransfer Protocol) com caráter dinâmico que pode interagir com com o usuário. Pode haver inclusive interação com o banco de dados do servidor se este houver integração com a interface Web. T ransferência de Arquivos -Utiliza-se o Protocolo FT P (File T ransfer Protocol), que permite através de uma conexão virtual uma transferência rápida e segura. -Utiliza o protocolo POP3 (Post Office Protocol), que serve para o acesso remoto a uma caixa de correio eletrônico, e também o SMT P (Simple Mail Transfer Protocol), que permite o envio e a pos tagem de uma mensagem eletrônica.

31 Capítulo 2 -Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e Internet I nternet - Endereçamento na R ede: -Utiliza o endereçamento I P (I nternet Protocol) para identificar uma máquina conectada a s ua rede T CP/I P, que normalmente é um computador ou um roteador composto de 4 octetos separados por pontos. [x.y.z.w] único na I nternet; -A definição dos números de identificação da rede e dos números de identificação da máquina é feita através de uma máscara de sub-rede (subnet mask); Exemplo: Endereço I P: Máscara de Sub-rede: Endereço de Rede: Endereço de Broadcast:

32 Capítulo 2-Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e I nt ernet I nternet - Endereçamento na R ede: Defesa da Tese de Mestrado

33 Capítulo 2-Aspectos Básicos de Comunicação sem fio e I nt ernet I nternet: DNS-Domain Name Server:

34 Capítulo 3 -AR QUI T ET UR A PR OPOST A PAR A O S I S T EMA DE MONI T OR AMENT O DE DADOS VIA I NT ER NET USANDO T EL EFONI A CELULAR -Arquitetura simples e custo bastante reduzido, tanto na implementação como também na utilização do serviço; -Utilização da tecnologia GS M/GPRS que explora as redes de celulares e I nternet já disponíveis, o que isenta o usuário de construir e manter a sua própria rede. A grande vantagem é a integração com a I nternet; I nterface GPR S I NT ER NET -É um dispositivo que permite realizar a conexão do equipamento do usuário com uma Rede GPRS-I nternet; -Microprocessados, configurados através de programa (softwares ) bastante compactos, como por exemplo o javame ou J2ME (Java Micro Edition).

35 Capítulo 3 -AR QUI T ET UR A PR OPOST A PAR A O S I S T EMA DE MONI T OR AMENT O DE DADOS VIA I NT ER NET USANDO T EL EFONI A CELULAR

36 Capítulo 3 -AR QUI T ET UR A PR OPOST A PAR A O S I S T EMA DE MONI T OR AMENT O DE DADOS VIA I NT ER NET USANDO T EL EFONI A CELULAR Pontos que influenciaram a adoção de uma de I nterface GPRS-I nternet neste projeto: 1- Facilidade de Conexão com a Rede I nternet; 2- Baixo custo operacional em comparação com as alternativas de transmissão de dados usando SMS; Sistema Assinatur a Custo Unitário T otal Mensal SMS R$20,00 R$0,14/ mens R$423,20 GPRS UDP R$10,00 R$5,00 / Mbytes GPRS TCP R$10,00 R$5,00 / Mbytes R$15,00 R$15,00

37 Capítulo 3 -AR QUI T ET UR A PR OPOST A PAR A O S I S T EMA DE MONI T OR AMENT O DE DADOS VIA I NT ER NET USANDO T EL EFONI A CELULAR Pontos que influenciaram a adoção de uma de I nterface GPRS- I nternet neste projeto: 3- Estrutura do sistema reduzido; 4- Existência da pres tadora de serviço de telefonia celular na região em estudo; 5- Facilidade na implementação; 6- Facilidade na aquisição do equipamento.

38 Capítulo 3 -AR QUI T ET UR A PR OPOS T A PAR A O S I S T EMA DE MONI T OR AMENT O DE DADOS VIA I NT ER NET USANDO T ELEFONI A CEL UL AR I nterface de AQUI SI ÇÃO DE DADOS GPRS: -Equipamento que tem por finalidade colher as informações, processá-las enviar à Rede GPRS, ou seja, as informações são devidamente mensuradas e tratadas em forma de valores discretos (números) e enviados para a I nterface GPRS- I NT ERNET (Modem). -I nterface GPS -Sistema de Posicionamento Global; -I nterface de L eitura de Código de Barras; -I nterface com microcontrolador.

39 Capítulo 3 -AR QUI T ET UR A PR OPOS T A PAR A O S I S T EMA DE MONI T OR AMENT O DE DADOS VIA I NT ER NET USANDO T ELEFONI A CEL UL AR I nterface de AQUI S I ÇÃO DE DADOS GPR S: Requisitos do Projeto: -Possuir memória flash; -Conversor A/D (Analógico/Digital); -Comunicação Serial RS-232. Microcontrolador PI C 16f877A

40 Capítulo 3 -AR QUI T ET UR A PR OPOST A PAR A O S I S T EMA DE MONI T OR AMENT O DE DADOS VIA I NT ER NET USANDO T EL EFONI A CELULAR I nterface de AQUI SI ÇÃO DE DADOS GPRS: Microcontrolador PI C 16f877A: -Via de programação com 14 bits e 35 instruções; -33 portas configuráveis como entrada ou saída; -15 interrupções disponíveis; -Memória de programação E2PROM FLASH, que permite a gravação rápida do programa divers as vezes no mesmo chip, sem necessidade de apagá-lo por meio de luz ultravioleta, como acontece com microcontroladores de janela; -Memória de programa com 8kwords;

41 Capítulo 3 -AR QUI T ET UR A PR OPOST A PAR A O S I S T EMA DE MONI T OR AMENT O DE DADOS VIA I NT ER NET USANDO T EL EFONI A CELULAR I nterface de AQUI SI ÇÃO DE DADOS GPRS: Microcontrolador PI C 16f877A: -Memória E 2 PROM (não-volátil) interna com 256 bytes; -Memória RAM com 368 bytes; -T rês timers (2x8 bits e 1x16 bits); -T rês timers (2x8 bits e 1x16 bits); -Comunicações seriais SPI, I2C e USART ; -Conversores analógicos A/D de 10 bits (8x) e dois comparadores analógicos; -Dois módulos CCP (Capture, Compare e PWM); -Programação in-circuit (alta e baixa tensão); -Encapsulamento de 40 pinos.

42 Capítulo 3 -AR QUI T ET UR A PR OPOST A PAR A O S I S T EMA DE MONI T OR AMENT O DE DADOS VIA I NT ER NET USANDO T EL EFONI A CELULAR Arquitetura Final do Sistema:

43 Capítulo 3 -AR QUI T ET UR A PR OPOST A PAR A O S I S T EMA DE MONI T OR AMENT O DE DADOS VIA I NT ER NET USANDO T EL EFONI A CELULAR Sub- Sistemas: Sub-Sistema 1: Aquisição e controle dos dados -Responsável pela amostr agem do sinal a ser monitorado, aquisição dos dados e comunicação com o modem GPRS tendo como núcleo básico é o microcontrolador PI C16F877A da Microchip. Sub-Sistema 2: Comunicação via GPR S -Para a transmitir dados para a I nternet usando uma comunicação via GPRS é utilizado o modem T C45 JAVA desenvolvido pela Siemens. Sub-Sistema 3: Armazenamento e Monitoramento dos Dados via WEB. -As informações recebidas na porta do Servidor de WEB são armazenadas em um banco de dados e em seguida disponibilizada em uma pagina Web.

44 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOS T O O Modem GSM T C45 (ou T erminal ou Java): - Baixo consumo; - I ncorporado um JVM (Java Virtual Machine); Kbytes de memória Flash e 100 Kbytes de Memória RAM; - Alimentação por 12 VDC; - Duas saídas seriais (ASC1 e ASC0); - Conector de antena GSM; - Conectores para cartão SI M; - Conectores para os pinos de I /Os e para os pinos de áudio. - Pode facilmente substituir um PC, CLP (Controlador Lógico Programável) ou um sistema dedicado em várias aplicações que necessitem comunicação sem fio via GPRS ; - T rabalha com banda dual GSM (Dual Band) de 900/1800MHz e GPRS classe 8; - Permite a aquisição de dados via porta serial e o envio destes através do Sistema GSM/GPRS, com integração à I nternet via protocolo T CP/I P;

45 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O Modem GSM T C45 (ou T erminal ou Java): -Utilizado em algumas aplicações comercias como: Telemetria, Pagamento Eletrônico e T ele-medicina.

46 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O Modem GSM T C45 (ou T erminal ou Java): Modos de Operação: Power Down: -O T er minal está desligado e o software do T C45 não está ativo; Operação Normal: -GSM/GPRS Sleep; -GSM I dle (I nativo); -GSM T alk; -GPRS I dle; -GPRS Data. Modo Alarme: - O ter minal está no modo Power Down e só aceita operações restritas às execuções das funções de alerta.

47 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O Modem GSM T C45 (ou T erminal ou Java): I nterface SI M (Subscriber Identification Module): -A interface SI M foi desenvolvida para car tões SIM de 3V que seguem a norma GSM Phase 2; Led s de monitoramento: -Led de Fonte Ligada: é o led vermelho do T erminal que, quando ligado, indica que o T erminal está com a Fonte de Alimentação ligada. -Led de Status: é o led verde do T erminal, que é ativado de acordo com a opção do comando AT ^ SSYNC= 1.

48 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O Modem GSM T C45 (ou T erminal ou Java): Modo do Led Status da Oper ação Desligado T erminal desligado ou em Modo Sleep 600ms Ligado / 600ms Desligado 75ms Ligado / 3s Desligado Não tem SI M Card ou o PI N não foi entrado, ou em procura de rede, ou em processo de login na rede. Registrado na Rede (monitorando os canais de controle e interações do usuário). Não tem chamada em processo. 75ms Ligado / 75ms Desligado / 75ms Ligado / 3s Desligado Um ou mais GPRS contexts estão ativados Piscando Ligado I ndica tr ans fer ência de dados em GPRS. Quando a transferência es tá em processo, o Led fica aces o até 1 segundo após os pacotes de dados for enviado/recebido. Depende do tipo da ligação:chamada de Voz -> Conectado com sistema remoto Chamada de Dados -> Conectado com o sistema r emoto ou durante a tr oca de parâmetros na conexão ou desconexão da chamada.

49 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O Modem GSM T C45 (ou T erminal ou Java): Programação do Modem T C45 -Permite uma programação direta em linguagem JAVA; -Reservados internamente 300 kbytes de memória Flash para o armazenamento de aplicativos; -Para auxiliar no desenvolvimento de aplicativos são fornecidos junto com equipamento três softwares básicos: -RS232Demo, que é um software de testes do T erminal; -T C45 Software Developtment Kit, que contém um conjunto de ferramentas para exploração do terminal e é baseado no SMT K (Siemens Mobile T ools Kit); -SUNONE, que é a plataforma de desenvolvimento de aplicativos em J2ME.

50 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O Modem GSM T C45 (ou T erminal ou Java): T este do Modem T C45 JAVA Foi instalado um conjunto de softwares em um Microcomputador PC com Sistema Oper acional WindowsXP: -J2SDK - aplicativo que cria um ambiente JAVA em um microcomputador; -SUNONE aplicativo para o ambiente de estações SUN; -SMT K (Siemens Mobile T ools Kit) - conjunto de ferramentas para desenvolvimento de software de aparelhos móveis, desenvolvido pela S UN MI CROSYST EMS, que acompanha o software T C45 SOFT WARE DEVELOPMENT KIT;

51 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O Modem GSM T C45 (ou T erminal ou Java): Testes

52 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O Modem GSM T C45 (ou T erminal ou Java): Testes

53 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O Modem GSM T C45 (ou T erminal ou Java): -I mplementação do Programa Defesa da Tese de Mestrado -Programa bcscan.jar monitora continuamente a porta serial do terminal; -Quando um dado é disponibilizado na porta, o mesmo é enviado à rede de acordo com o endereço especificado (I nternet); -No da transmissão é enviado a seqüência de bits (CRCarriage Return); -O dado é recebido na rede via conexão GPRS - HT T P e armazenado num banco de dados tipo MySQL; -O conj unto dos dados é disponibilizado através da I nternet via paginação Web; -Para que o sistema funcione sem a necessidade de estar ligado a um terminal ou console, é preciso estar configurado com o que é denominado de Auto Start.

54 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O Modem GSM T C45 (ou T erminal ou Java): Implementação do Programa I nício Configura o MODEM Lê Porta Serial Existe dado Disponível? NÃO SI M Ativa GPRS e T ransmite o Dado

55 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O har dwar e para aquisição de dados: -Uso o microcontrolador PI C 16F877A - Microchip ; -EAGLE (Easily Applicable Graphical, Layout Editor, Version 4.16 for Windows Light Edition ) para a elaboração do projeto e confecção da placa do circuito impresso; -Utilizado como sensor de temperatura o componente LM35; -A tensão obtida na saída do LM35 é digitalizada pelo PI C 16F877A Conversão A/D (de 10 bits) com resolução de uma casa decimal e intervalo de amostragem é de 20 segundos; -O valor obtido é enviado um Display de Cristal Líquido LCD, para visualização imediata e também para uma porta serial através do MAX232

56 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O har dwar e para aquisição de dados:

57 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O har dwar e para aquisição de dados O S ensor de T emperat ura L M35 -Capta temperatura em níveis de tensão numa escala linear tendo como resultado um sistema que produz na sua saída tensões variáveis proporcionais às variações de temperatura; - Cada grau de temperatura corresponde a 0,1Volts.

58 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O har dwar e para aquisição de dados

59 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O Programação do PI C: -SensorT empvs21 (Anexo 1) I nício Vetor de reset pula p/ início do programa Limpa a RAM através do endereçamento indireto Configurações iniciais Portas, timers, interrupções, option, ADs I nicializa display Configura Regis tr ador TXSTA Habilita T ransmissão Modo assíncrono T ransmissão de 8 bits HIGH SPEED BAUD RAT E Prepara tela principal Unesp-I lha Solteira xx.xx Volts Configura Baud RAT E - SPBRG= 25d -> 9600bps I nicia conversão (ADCON0, GO=1 Reset WDT? Não T rava o programa Aguarda estouro do WDT Limpa WDT 1

60 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O Programação do PI C: -SensorT empvs21 (Anexo 1) 2 1 Aguarda que o Bit GO do Registrador ADCON0 seja 0 Fim Conversão Sim Mostra o valor da conver s ão A/D em decimal no Display LCD T esta bit RCI F do registrador PI R1 Fim Conversão Não Sim T esta bit T RMT do registrador T XST A Buffer TX está vazio? Mostrar o dado recebido no display LCD T ransmite valor de conversão A/d pela USART Delay de 20 segundos I nicia uma nova conversão (ADCON0, GO=1)

61 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O Sistema de Gravação do PI C ut ilizando porta par alela do PC

62 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O Monit or amento via I nt ernet: -Desenvolvimento do Software -Utilizado um sistema de paginação em PHP (Hypertext Preprocessor); - Efetuado em um microcomputador Pentium II, com clock 400 MHz com plataforma do sistema operacional Windows Me da Microsoft; -O ambiente de desenvolvimento foi composto pelo Kit de Software PHPTriad 2.2.1, que instala o PHP, o Servidor de Banco de Dados MySQL e o Servidor de Páginas Web Apache; -Para o desenvolvimento de paginas Web foi utilizado o software MPS PHP DESINER.

63 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O Monit or amento via I nter net : -Funcionamento -Oservidor Web recebe os dados do usuário, processa e envia a resposta de uma forma dinâmica quando então é encerrado o contato entre o servidor e o cliente; -O protocolo HTTP (Protocolo de Transferência de Hiper-Texto) provê dois métodos para enviar informações para o servidor web, além da URL referente ao arquivo solicitado. Estes métodos são o POST e o GET ;

64 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O Método POST: -Permite o envio de informações através de um navegador (Browser); -O Terminal TC 45 JAVA também utiliza este método para o envio da informação IMEI (International Mobile Equipment Identity), que é o número de identificador do Modem Celular TC45 JAVA, e o parâmetro value ; -A linha de comando está contida no arquivo HTTPUploadThread. http: +HOST+? + IMEI= +IMEI= & + value= +str DEFAULT_HOST = "endereço_site/get.php

65 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O O Método GET: -Permite fazer requisição através de um servidor Web conectado diretamente à porta 80 (servidor HTTP); -Toda vez que chega no servidor de rede Web a informação correspondente ao valor IMEI e value que foi enviado do Modem TC 45 JAVA é realizado um processo de captura e armazenamento em um banco de dados; -O comando é executado dentro de um script PHP que está contido na página get.php (Anexo 4) implementado no Servidor Web: if (isset($_get["imei"]) && isset($_get["value"])) { $IMEI = $_GET["IMEI"]; $value = $_GET["value"]; } else

66 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O Informações de Data e Hora: -São registro armazenados no instante da aquisição pelo servidor Web; -Estes valores são armazenados numa variável string (variável temporária) com o formato $date e $time capturados do relógio do servidor no instante em que as informações são armazenadas através dos comandos: $date = date("d-m-y") e $time = date("h:i:s") Armazenamento no Banco de Dados MySQL: -Foi criado no servidor de Bancos de Dados MySql o banco de dados nome_db contendo a tabela tabela_db com os campos: Index, IMEI, Data e Hora; -O script de execução, que também está contido na página de captura get.php,é:

67 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O Armazenamento no Banco de Dados MySQL: $link = mysql_connect( endereço_ip_db_server', 'usuario', 'senha'); if (!$link) { die('not connected : '. mysql_error()); } // make nome_db the current db $db_selected = mysql_select_db( nome_db', $link); if (!$db_selected) { die ('Can\'t use nome_db: '. mysql_error()); } $cadastra = "INSERT INTO tabela_db (IMEI, value, data, hora) VALUES ('$IMEI', '$value', '$date', '$time')"; $resultado = mysql_query($cadastra) or die("falha na execução do cadastro"); echo "Dados adicionados com sucesso";

68 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O Disponibilização de dados via Web: -São disponibilizados para o mundo Web através de uma página denominada consulta.php. -Inicialmente a conexão com o banco de dados através do script: $link = mysql_connect("endereço_ip_db_server", "usuario", "senha") or die("não foi possível conectar"); -Em seguida é selecionado o banco de dados nome_db e a tabela deste banco tabela_db: mysql_select_db("nome_db", $link) or die("não foi possível selecionar o banco de dados"); $consulta = "SELECT * FROM tabela_db ORDER BY numero DESC"; $resultado = mysql_query($consulta) or die("falha na execução da consulta");

69 Capítulo 4 -I MPLEMENT AÇÃO DO S I S T EMA PR OPOST O Disponibilização de dados via Web: -Finalmente, é estruturada uma tabela com os dados e disponibilizada na página através do script: echo "<table border=1 width=60%>"; echo "<tr>"; echo "<td width=10% align=center><b>nº</b></td>"; echo "<td width=10% align=center><b>imei</b></td>"; echo "<td width=10% align=center><b>valor</b></td>"; echo "<td width=10% align=center><b>data</b></td>"; echo "<td width=10% align=center><b>hora</b></td><p>"; echo "</tr>";

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