UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETRÔNICA /INFORMÁTICA CURSO DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO

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1 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETRÔNICA /INFORMÁTICA CURSO DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO ÁLVARO LUIZ SORDI FILHO JÁDER ANDRÉ MURILO CASTAGNOLI DE QUADROS RICARDO FARINHAKI GARÇOM ELETRÔNICO MONOGRAFIA CURITIBA, PARANÁ AGOSTO DE 2010

2 ÁLVARO LUIZ SORDI FILHO JÁDER ANDRÉ LOURENÇO RIBEIRO MURILO AUGUSTO CASTAGNOLI QUADROS RICARDO FARINHAKI GARÇOM ELETRÔNICO Monografia apresentada a Unidade Curricular de Oficina de Integração III do Curso de Engenharia da Computação da Universidade Tecnológica Paraná. prof. João Alberto Fabro prof. Heitor Silvério Lopes CURITIBA, PARANÁ AGOSTO DE 2010 Federal do

3 RESUMO SORDI, Álvaro; ANDRÉ, Jáder; CASTAGNOLI,Murilo; FARINHAKI, Ricardo. Garçom Eletrônico Curso Engenharia de Computação, Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Curitiba, Este projeto tem como objetivo a montagem de um sistema de pedidos para praças de alimentação. O sistema será composto por sistemas embarcados. Estes sistemas serão compostos por um teclado alfanumérico, cujos botões são utilizados para a movimentação dos estados do pedido, visíveis no LCD gráfico. Após ser finalizado, o pedido será enviado a estação central, e esta encaminhará para o(s) quiosque(s) respectivo(s). No quiosque, os funcionários responsáveis pela execução do pedido poderão visualizar os pedidos, e o gerente de cada quiosque poderá alterar os produtos disponíveis, ambos por meio do software da interface gráfica. Palavras-chave: garçom eletrônico, LCD Gráfico, sistema de pedidos.

4 ABSTRACT SORDI, Álvaro; ANDRÉ, Jáder; CASTAGNOLI,Murilo; FARINHAKI, Ricardo. Electronic Waiter Computer Engineering, Federal University of Technology of Paraná. Curitiba, This Project objective is the assembling of an order system to food courts. The system is composed of a alphanumeric keyboard, which buttons are used to move around the states of the order, visible at the graphic LCD. After the order is made, the order will be sent to the main station, and this one will route for the respective kiosk. In the kiosk the staff responsible for deliver the order can see the orders made, and the manager of each kiosk can change the available products, both thought the software graphic interface. Keywords: Electronic Waiter, Graphic LCD, ordering system.

5 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Diagrama de casos de uso da Estação Final...44 Figura 2 - Diagrama de Classes da Estação Final...47 Figura 3 - Diagrama de Entidade-Relacionamento...49 Figura 4 - Interface Admin (excluir franquia)...50 Figura 5 - Diagrama de Casos de Uso da Estação Central...52 Figura 6 - Diagrama de Classes da Estação Central...54 Figura 7 - Alterar código de acesso...55 Figura 8 - Alterar disponibilidade...56 Figura 9 - Alterar preço...57 Figura 10 - Autenticar usuário...58 Figura 11 - Cadastrar franquia...59 Figura 12 Deletar Produto...60 Figura 13 - Enviar Franquia...61 Figura 14 - Enviar notificação de pedido iniciado...62 Figura 15 - Enviar pacote...63 Figura 16 - Enviar produtos...64 Figura 17 - Enviar seção...65 Figura 18 - Enviar tempo estimado...66 Figura 19 - Excluir franquia...67 Figura 20 - Gerar relatório...68 Figura 21 - Identificar Embarcado...69 Figura 22 - Inserir produto...70 Figura 23 - Marcar número de cozinheiros...71 Figura 24 - Marcar pedido finalizado...72 Figura 25 - Marcar pedido iniciado...73 Figura 26 - Monitorar cozinha...74 Figura 27 - Monitorar pedido...75 Figura 28 - Receber pacote...76 Figura 29 - Receber pedido...77 Figura 30 - Alterar c;odigo de acesso...78 Figura 31 - Receber requisição de franquia...79

6 Figura 32 - Receber requisição de produtos...80 Figura 33 - Receber requisição de seção...81 Figura 34 - Reinicializar tabela pedidos...82 Figura 35 - Tratar pacote...83 Figura 36 - Máquina de estados do sistema embarcado...84 Figura 37 - Máquina de estados Requisita Franquia...85 Figura 38 - Máquina de estados Requisita Sessão...86 Figura 39 - Máquina de estados Requisita Produtos...86 Figura 40 - Máquina de estados Concluir Pedido...87 Figura 41 - Máquina de estados Erro na Comunicação...87 Figura 42 - Diagrama de casos de uso do sistema microcontrolado...91 Figura 43 - Pacote TX Request...93 Figura 44 - Pacote TX Status...94 Figura 45 - Pacote RX Packet...94 Figura 46 - Diagrama de blocos do sistema geral Figura 47 - Interface do Gerente (aba de gerência) Figura 48 - Interface do Gerente (aba da cozinha) Figura 49 - Interface do Gerente (relatorios) Figura 50 - Interface do Gerente (acessos) Figura 51 - Interface da Cozinha Figura 52 - Interface Admin (inserir franquia) Figura 53 - Ligação do teclado com o conversor AD Figura 54 - Diagrama esquemático do sistema embarcado...124

7 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Opções de displays dispníveis no mercado...19 Tabela 2 - Microcontroladores disponíveis...20 Tabela 3 - Opções disponíveis para comunicação wireless...22 Tabela 4 - Frame Xbee...92 Tabela 5 - Campo API Data do XBee...92 Tabela 6 - Campos API utilizados no projeto...93 Tabela 7 - Frame do protocolo de comunicação...95 Tabela 8 - Tipos do frame de comunicaçao...95

8 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO DECLARAÇÃO DE ESCOPO ESPECIFICAÇÃO DE OBJETIVOS E METAS Objetivos Metas PREMISSAS E RESTRIÇÕES Premissas Restrições FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA REFERÊNCIAS A TRABALHOS SEMELHANTES REQUISITOS Estação Final Estação Central Comunicação ESTUDO DE ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS Banco de Dados Linguagem de programação alto nível PLANEJAMENTO DE RISCOS PLANEJAMENTO SOFTWARE Estação Final Estação Central Diagrama de Casos de Uso da Estação Final Diagrama de Classes Diagrama de Entidade-Relacionamento Casos e subcasos de uso da Estação Central Comunicação entre Estação Central e Final Diagramas de Sequência Sistema Embarcado PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO PROTOCOLO XBEE PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO ESTAÇÃO CENTRAL SISTEMA EMBARCADO HARDWARE MICROCONTROLADOR AvrStudio ArduinoISP AVRdude DESENVOLVIMENTO PRÁTICO ARQUITETURA GERAL SOFTWARE JAVA Interface...102

9 5.3 SISTEMA EMBARCADO DISPLAY LCD TIMER TECLADO MATRICIAL COMUNICAÇÃO COMUNICAÇÃO SERIAL COMUNICAÇÃO WIRELESS - XBEE CRONOGRAMA RISCOS PLANEJADOS OCORRIDOS CUSTO DO PROJETO CONCLUSÃO APÊNDICE A MANUAL DE UTILIZAÇAO DO SISTEMA EMBARCADO APÊNDICE B ESQUEMÁTICO DO SISTEMA EMBARCADO REFERÊNCIAS...125

10 10 1 INTRODUÇÃO 1.1 DECLARAÇÃO DE ESCOPO Este projeto tem como motivação fornecer um maior conforto para os clientes de um shopping que utilizam a praça de alimentação para fazerem suas refeições, por meio de um sistema automatizado de pedidos. O sistema tem como objetivo, funcionar como um garçom eletrônico, o qual anotará o pedido do cliente, e enviará para o respectivo quiosque de sua escolha. Desta forma, o cliente não precisará mais ir até a cabine do quiosque para fazer o seu pedido, podendo fazer da sua própria mesa. Sendo assim, o cliente estará mais confortável e não correrá riscos de perder sua mesa ao ir realizar seu pedido. O sistema final é composto por sistemas embarcados presentes em todas as mesas, e uma estação central, a qual é responsável por enviar informações para todos os sistemas embarcados e, ao receber os pedidos referentes a cada mesa, distribuir para o quiosque correspondente. Os sistemas embarcados são compostos por uma pequena tela, de 11 de tal forma que suporte a exibição de uma lista de pedidos de quantidade razoável, de forma que não se torne um incômodo percorrer diferentes páginas para uma determinada subseção do cardápio. Fazem parte também dos sistemas embarcados, um microcontrolador Atmel1284p, para processar os periféricos e a transmissão dos dados. Além disso, um teclado numérico simples com os dez algarismos e quatro letras. Ao terminar o pedido, este é enviado, via comunicação sem fio, para a estação central. Cada quiosque deverá ter um computador com o software a ser implantado instalado. Este software será responsável por analisar a informação recebida da estação central, e atualizar a lista de pedidos. Este software também será responsável por alterações no cardápio do respectivo quiosque. Cada computador terá um banco de dados, o qual guardará o cardápio do quiosque. Cada computador irá receber o pedido da estação central e, por meio do software, encaminhará este pedido para a lista de pedidos atual. Esta lista será

11 11 mostrada em uma tela, onde os funcionários responsáveis pelo preparo do alimento saberão em qual ordem deverão ser feitos os pedidos. Visando preservar a opção de escolha de cancelar o pedido, o cliente poderá ainda cancelá-lo, até o momento em que o pedido saia da lista de espera de pedidos e entre em processo de preparo. O funcionário encarregado de preparar o pedido deverá clicar em um botão no computador do quiosque no momento em que começar a preparar o pedido, a partir deste momento, o pedido não poderá mais ser cancelado. Ao encerrar o preparo do pedido, um funcionário da franquia respectiva do quiosque, irá levar o pedido até a mesa responsável por ele, e cobrará a taxa estipulada 1.2 ESPECIFICAÇÃO DE OBJETIVOS E METAS Objetivos O principal objetivo deste projeto é construir um sistema capaz de prover maior conforto aos clientes de uma praça de alimentação ao realizarem seus pedidos, não precisando mais ir até o restaurante de sua escolha para realizarem seus pedidos, que poderão ser feitos diretamente de suas mesas. Em cada mesa estará presente um aparelho que será constituído de um display LCD, no qual estarão disponíveis os cardápios de cada franquia e teclas que serão utilizadas para a seleção dos pedidos. Ao pedido ser finalizado, o aparelho enviará o pedido para o respectivo quiosque via wireless, onde o computador receptor do quiosque por meio do software, ao receber o pedido, colocará em uma tela onde os funcionários encarregados de preparar o pedido, saberão qual pedido está na frente da lista de pedidos. Cada cardápio poderá ser alterado diretamente do software presente no computador presente na franquia, com o intuito de tornar o sistema mais prático caso determinado pedido não esteja mais disponível.

12 Metas Em busca do sucesso total do projeto, algumas metas foram determinadas. Espera-se que o custo do projeto não seja elevado, em vista que será necessário ter 1 (um) aparelho emissor em cada mesa da praça de alimentação, e um receptor central que será interligado com todas as franquias presentes na praça de alimentação. Este valor não deverá ultrapassar o valor estimado no item 6, Estimativa de Custo do Projeto. Outra meta do projeto é utilizar tecnologias que já estão fixadas no mercado como soluções, visando uma futura expansão do mesmo para diferentes funcionalidades. Utilizando tecnologias bastante conhecidas, o custo do projeto será reduzido, visando cumprir com a meta de um projeto com um custo mais baixo possível. Devido ao projeto ser um protótipo e o custo total equivalente a aparelhos em quantidade suficiente para atender a uma praça de alimentação, não serão desenvolvidos muitos aparelhos. Serão feitos 2 sistemas embarcados, com a meta de provar a funcionalidade em paralelo de mais de uma unidade, e será feita a comunicação com um computador no papel de estação central, e deste para outros computadores representando pontos finais com a meta de provar a eficiência da comunicação entre os emissores e o receptor. 1.3 PREMISSAS E RESTRIÇÕES Premissas O projeto será realizado por 4 integrantes com conhecimentos e capacidade suficiente para a elaboração do produto final. Os equipamentos utilizados serão: microcontrolador, placa de circuito impresso, alimentação via baterias, display gráfico, computador para utilização de software, placa e componentes eletrônicos básicos. Estes equipamentos serão adquiridos tão cedo quanto forem escolhidos quais serão usados. A entrega deles pode demorar, por isso quanto mais cedo

13 13 possível forem adquiridos, menores os riscos. O tempo de duração do projeto será de 2 meses e meio. Já deverá haver uma rede pré-existente entre os computadores dos quiosques, e a estação central. Além da rede, deverão existir computadores conectados a ela Restrições Problemas com a aquisição dos componentes que serão utilizados devido ao custo. Tempo limitado, necessitando que as datas e planejamentos da equipe sejam devidamente obedecidas. Comunicação entre os membros da equipe deverá ser feita de forma eficiente, caso contrário, ocorrerão falhas no desenvolvimento do produto. O produto a ser desenvolvido possui restrições quando à comunicação sem fio e seu alcance. Há limitações de conhecimento, necessitando que os integrantes da equipe busquem conhecer mais sobre os elementos que constituem o projeto.

14 14 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 REFERÊNCIAS A TRABALHOS SEMELHANTES Analisando produtos semelhantes no mercado não encontramos um produto que ofereça o mesmo serviço que este projeto propõe, porém há alternativas que se aproximam dos serviços prestados pelo sistema a ser desenvolvido. As alternativas encontradas estão listadas abaixo com seus respectivos detalhes e características: Sistema tradicional em praça de alimentação: cada quiosque é responsável por gerenciar os seus pedidos que são feitos diretamente no caixa eletrônico e o pedido é retirado no mesmo instante, logo em seguida ao pagamento. Encontrar Garçom: baseia-se em um controle remoto que permite chamar um funcionário para atender o cliente. O dispositivo funciona através de radio freqüência e a mensagem é transmitida para um PocketPc, com a informação de qual o número da mesa que o cliente se encontra. Pedido de Atendimento: funciona de forma semelhante ao sistema anterior, porém, a informação com o número da mesa é enviado para um hardware conectado com um painel eletrônico que fornece a mesa que esta requerendo o atendimento. Comanda Eletrônica: bem semelhante ao sistema que está sendo desenvolvido neste projeto, baseia-se em um Pocket Pc que possui um software que permite o funcionário que irá atender o cliente escolher o pedido diretamente no aparelho e enviar via Wi-fi o pedido para um computador central que será responsável em controlar o pedido. Quando o pedido estiver pronto o computador central avisa o garçom através do envio de uma mensagem para o Pocket Pc para ocorrer a entrega. O próprio software no computador central gera a conta de cada cli-

15 15 ente. Cardápio Eletrônico: é um aplicativo desenvolvido para o Ipad que possui comunicação Wi-fi com um computador central de um determinado estabelecimento, o Cardápio Eletrônico fica disponível aos clientes que a qualquer momento podem escolher o seu pedido e enviar para a central. O cliente decide o momento em que vai encerrar os seus pedidos e pode gerar a sua conta que ira para central e basta pagar o que foi consumido. Após a análise dos recursos disponíveis para o atendimento em geral foi verificado uma deficiência de alternativas para as praças de alimentação de shoppings, visto que a maior parte dos sistemas e projetos relatados anteriormente são preferencialmente focados em restaurantes, bares e estabelecimentos semelhantes. Assim, a alternativa proposta por esse projeto vem, de certa forma, otimizar o atendimento e fornecer maior conforto para os visitantes dos shoppings em geral. 2.2 REQUISITOS Neste tópico serão discutidos quais são os requisitos e as características do sistema definidas para o projeto. As especificações são definições técnicas rigorosas de características ou equipamentos ou materiais que deverão ser utilizados no projeto. Os requisitos do projeto são premissas que devem ser cumpridas para que o projeto tenha sucesso. Contudo, para a definição dos requisitos, é preciso primeiro que seja feita uma análise do problema a ser enfrentado, para então conhecer as necessidades que devem ser satisfeitas e com elas, detectar quais são os requisitos do projeto. Problema: Melhorar o sistema de atendimento de praças de alimentação de shoppings, no sentido de dar mais conforto aos clientes do shopping que usam a praça de alimentação. Necessidade: Criar uma forma de atendimento que seja capaz de anotar o

16 16 pedido de um cliente assim que este chegar a uma mesa livre. Características: O equipamento deve ser pequeno, para não atrapalhar a refeição dos usuários da mesa. Deve ter uma tela para poder mostrar ao consumidor os diferentes cardápios. Deverá funcionar a bateria, e ter uma autonomia razoável. Deverá ser barato, para poder ser comprado para várias mesas. Neste projeto, os requisitos foram divididos em subseções. São elas: estação final, estação central, comunicação, e sistema embarcado Estação Final Deve ter alta velocidade de processamento Deve ter alta capacidade de memória Deve ser capaz de se comunicar com o bando de dados Deve ter controle de acesso Deve ser capaz acessar e editar apenas a franquia acessada Deve ter um administrador do software independente de qualquer franquia Deve ter disponibilidade integral no horário comercial Estação Central Deve ter alta velocidade de processamento Deve ter alta capacidade de memória Deve ser capaz de se comunicar com o bando de dados Deve ser capaz de tratar vários pacotes simultaneamente Deve ter disponibilidade integral no horário comercial Comunicação Deve ser sem fio Deve ser rápida

17 17 Deve suportar concorrência Deve ser confiável, ou seja, não pode haver perda de informações. Deve ser tolerante à falhas Sistema Embarcado Deve ter uma interface amigável com o usuário. Deve fornecer uma escolha do pedido de forma intuitiva. Deve se comunicar com a estação central. Deve ser capaz de interfacear com os periféricos Deve ser pequeno 2.3 ESTUDO DE ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS A análise das opções tecnológicas permite que a equipe identifique a melhor maneira disponível de resolver um determinado problema. Além de encontrar novas e melhores soluções, ainda por meio da análise das opções tecnológicas o grupo tem um plano alternativo caso ocorram problemas durante a execução do projeto. Esta análise foi feita logo após a aquisição dos requisitos. Foi por meio dos requisitos e das características que foram definidos os objetos de estudo tecnológico. O estudo foi dividido em 8 grupos principais. São eles: comunicação estação central estação final, gerenciador de banco de dados, linguagem de programação em alto nível, microcontrolador, alimentação do sistema, interface do sistema embarcado com o usuário, comunicação sistema embarcado estação central Banco de Dados Optou-se pelo gerenciador de bancos de dados PostgreSQL. O PostgreSQL possui código aberto e é famoso por possuir uma arquitetura confiável, mantendo a integridade dos dados e possui também uma maior conformidade a padrões do que outros gerenciadores similares. Roda em todos os grandes sistemas operacionais e inclui quase todos os tipos de de dados do ISO SQL: Possui um interface de

18 18 programação nativa para JAVA, linguagem escolhida para o projeto, e apresenta uma documentação muito bem feita Linguagem de programação alto nível Optou-se pela linguagem de programação JAVA, pois é atualmente uma das linguagens de programação mais difundidas, o que fez com que fosse testada e aprovada por uma comunidade dedicada de mais de 6,5 milhões de desenvolvedores de software. JAVA atende todos os requisitos do projeto em questão com uma ótima qualidade, no que diz respeitos a ferramentas, desempenho e expansibilidade. Uma das maiores qualidades da linguagem JAVA é que podemos criar um software em uma plataforma e executá-la praticamente em qualquer outra, o que faz com que o usuário tenha uma liberdade maior de escolha de seu sistema operacional. Além disso o Java fornece uma programabilidade de interfaces gráficas muito boa Interface do sistema embarcado com o usuário Display Como o sistema tem por objetivo servir como um garçom eletrônico para o usuário, é preciso que ele tenha uma interface. Esta interface servirá para que o usuário seja capaz de percorrer os diferentes tipos de produtos de diferentes franquias. Esta navegação e manipulação do pedido deve se dar de forma intuitiva para que qualquer pessoa seja capaz de utilizar o produto. Outro requisito é que está interface não pode ter um valor muito elevado, uma vez que o orçamento do projeto é limitado. Vale lembrar que é preciso que o microcontrolador seja capaz de se comunicar com o componente escolhido. As opções encontradas estão presentes na tabela abaixo.

19 19 Tempo de entrega Localização Custo LCD 16x2 1 dia Brasil R$ 30,00 GLCD 160x80 3 dias Brasil R$ 130,00 GLCD 320x240 Não há Brasil LED 1 dia Brasil R$ 0,10 Tempo de entrega Localização Custo LCD 16x dias EUA R$ 23,00 GLCD 160x dias EUA R$ 70,00 GLCD 320x dias EUA R$ 90,00 Tabela 1 - Opções de displays disponíveis no mercado O componente escolhido foi o GLCD (Graphic LCD) 320x240. Foi feita esta escolha pelo fato de que esta opção entre as disponíveis é a que mais se aproxima de fornecer uma interface intuitiva ao usuário. Além disso como ele tem resolução de 320x240, é possível colocar um número suficiente de elementos em seu display, de forma que não haja necessidade do usuário percorrer diferentes páginas para fazer o seu pedido. O custo final não foi tão elevado tendo em vista os benefícios que o componente escolhido traz em relação aos outros. Desta forma cumpriu outro objetivo do estudo deste caso Microcontrolador Dentre os componentes do projeto, o microcontrolador é o que tem a função mais importante no sistema. É ele o responsável por fazer de forma relativamente fácil a interação entre o usuário final e a cozinha do quiosque. Ele, alem de prover esta facilidade, é responsável pelo gerenciamento e manipulação dos componentes do sistema embarcado. Ele é responsável por coordenar o display gráfico, identificar qual tecla do teclado foi pressionada, gerenciar a memória, realizar o tratamento dos pacotes recebidos da estação e gerar pacotes de resposta para a mesma. Enfim, podemos dizer de forma análoga que o microcontrolador funciona para o sistema, como o cérebro funciona para o corpo humano.

20 20 No levantamento dos candidatos ao projeto, foi preciso definir alguns requisitos para o microcontrolador. Estes requisitos foram definidos com o objetivo de restringir o campo de estudo. Foram escolhidos 3 microcontroladores candidatos, a decisão foi baseada inicialmente em 2 grandes famílias de microcontroladores, a AVR, produzida pela Atmel, e a PIC, produzida pela Microchips. Restringiu-se então os elementos de cada família baseado em quantos ports (pinos) de entrada e saída existem. Foi utilizado o critério do número de pinos de I/O pois este é o fator essencial para a utilização do teclado numérico juntamente com o lcd gráfico. Os dois componentes juntos usam 21 pinos. Após este refinamento, sobraram 3 candidatos, presentes na tabela abaixo. Disponibilidade I/O Custo Memória(prog/dados) PIC 18F4550 Fácil (24 de maio) 35 R$ 27,00 32kb/2kb Atmega1284p Médio (Farnell) 32 R$ 25,00 128kb/16kb AT89S52 Fácil (24 de maio) 32 R$ 10,00 8kb/256b Tabela 2 - Microcontroladores disponíveis. Foi escolhido o Atmel1284p. Uma das razões dele ter sido o escolhido, é a sua quantidade de memória, ambas de dados e de programa. Como será utilizada uma grande quantidade de memória no programa, para o armazenamento dos dados, como nomes de franquias e de produtos, esta foi a característica mais relevante para a decisão. Em um primeiro instante, não se viu necessário o uso de um conversor analógico digital, no entanto ao se aprofundar no uso do teclado alfanumérico escolhido, viu-se a possibilidade de utilizar 1 ao invés de 8 pinos de entrada, desde que o microcontrolador tivesse conversor A/D interno, ao utilizar um circuito divisor de tensão na saída do teclado. O funcionamento deste será explicado posteriormente com maiores detalhes. O chip escolhido possui conversor analógico digital interno, ou seja, não é necessário que seja adicionado outro componente eletrônico ao projeto para fazer a conversão se necessária. A linguagem de programação utilizada é a linguagem C, já conhecida pelos integrantes do grupo. No

21 21 entanto a linguagem não foi um fator decisivo, pois todos os 3 candidatos são programáveis nesta linguagem. A segunda opção seria o AT89S52. Este foi adicionado a lista de possíveis escolhas pois ele está sendo utilizado na disciplina de Sistemas Microcontrolados ministrada pelo Prof. Dr. Heitor Silvério Lopes, e sendo assim já possuída pelos integrantes da equipe. No entanto, mesmo com a facilidade de sua disponibilidade, ela foi descartada por não ter memória interna suficiente, e nem ser capaz de endereçar um valor maior ou igual ao Atmel1284p. Outro fator considerado foi que, mesmo se utilizada memória externa de 64kb, o microcontrolador não teria pinos de entrada/saída suficientes para os outros periféricos. A última opção seria o PIC 18F4550. As razões pelo qual esta opção foi descartada, são as mesmas que a do AT89S52 referente a memória. Outro fator importante que vale a pena ser considerado foi a programação do microcontrolador. Para que o microcontrolador execute o programa feito pelo programador, é necessário que primeiro este programa seja gravado no chip. Existem dispositivos que servem como gravadores dos programas. Exceto o AT89S52, por já possuir gravador no kit P51, as outros duas opções necessitam de gravadores. A média de preço de um gravador, tanto para uma opção quanto para outra, custa na faixa de R$ 100,00. Ao se pesquisar programadores para os dispositivos em análise, descobriu-se que o kit de desenvolvimento Arduino pode ser utilizado como programador para os componentes da família AVR, mas não para os da PIC. Como a equipe possuía previamente 2 Arduinos, e um dos requisitos do projeto é manter um custo baixo, este foi outro fator que influenciou na decisão final Comunicação sistema embarcado estação central

22 22 Disponibilidade Protocolo Alcance Fácil de encontrar ~ R$ 25,00 Não possui ~30m Bluetooth EUA ~ US$60,00 Sim ~10m Wifi EUA ~ US$50,00 TCP/IP Xbee EUA (sparkfun) ~ US$24,00 Zigbee MiWi EUA (micrhochip) ~US$10,00 Radio Custo freqüência (TX-RX) Deve ~30m ser ~30m implementado Cabo Fácil de encontrar ~R$2,50 Ethernet Placa Camada física. metro. Já existente R$ 0 TCP/IP Ethernet Tabela 3 - Opções disponíveis para comunicação wireless Optou-se pelo Xbee, pois esse tem comunicação duplex, que será necessária no projeto e, se comparada às outras tecnologias que também suportam comunicação duplex, tem o menor custo. Foram comprados 3 módulos Xbee cada um custando U$ 24, e 1 adaptador para PC (Xbee Explorer) no valor de U$ 20,00. Valor total de R$ 238,50 com o valor do frete incluso. Para a ligação entre a estação central com os computadores foi escolhida a alternativa Ethernet. É considerado como premissa que já exista o cabeamento feito, e que os computadores já possuam uma placa de rede. Este valor não inclui possíveis taxas sobre importação Botões Para a interação do usuário com o sistema embarcado, o sistema possui um teclado matricial e as opções serão acessadas através de menus.

23 23 3 PLANEJAMENTO DE RISCOS Projeto: Sistemas para pedidos em praças de alimentação 1 Etapa: Identificação do Risco Denominação do risco: Atrasos na entrega de alguma encomenda referente ao projeto N Identificaçã o Descrição do risco: Os equipamentos que compõe o projeto não são entregues no prazo estipulado pela empresa de entregas. 2 Etapa: Avaliação do Risco Impacto: 5(alto) 4(média/alto) 3(médio) 2(médio/baixo) 1(baixo) Explique: O atraso na entrega dos equipamentos implica em atrasos no cronograma, pois não há como desenvolver o projeto sem poder trabalhar com os hardwares encomendados. Probabilidade: 5(alta) 4(média/alta) 3(média) 2(média/baixa) 1 (baixa) Explique: A probabilidade de acontecer é média ou baixa, pois membros da equipe já tiveram algumas experiências com atrasos de encomendas pela internet, porém, na maioria das vezes as encomendas chegaram no prazo estipulado ou antes do mesmo. 3 Etapa: Desenvolvimento da Resposta ao Risco Ações, Responsáveis e Datas de Conclusão

24 24 Estratégias e Ações: Prevenir: Não adquirir produtos pela internet. Comprar produtos a pronta entrega. Mitigar: Observar os comentários de retorno que pessoas que já compraram algum produto de um determinado fornecedor. Pesquisar a idoneidade da empresa ou pessoa que está vendendo o produto. Aceitar: Realizar a aquisição dos produtos pela internet, porém com a cautela devida. Impacto reavaliado: Alto Probabilidade reavaliada: Média/Baixa Elaborado por: Álvaro, Jáder, Murilo Data: 21/03/2011 e Ricardo Respostas Registros incluídas na adicionais: WBS/Cronograma Verso ou Anexos Formulário sugerido por Gasnier, 2000 Editora IMAN e alterado por Wille Projeto: Sistemas para pedidos em praças de alimentação 1 Etapa: Identificação do Risco Denominação do risco: Queima de componentes N Identificaç ão Descrição do risco: Componentes são danificados e não podem ser mais utilizados durante o projeto. 2 Etapa: Avaliação do Risco Impacto: 5(alto) 4(média/alto) 3(médio) 2(médio/baixo) 1(baixo) Explique: A danificação ou queima de algum componente interfere diretamente no desenvolvimento do projeto, pois sem o componente não há como continuar operando sobre o artefato a ser desenvolvido. Probabilidade: 5(alta) 4(média/alta) 3(média) 2(média/baixa) 1 (baixa) Explique: A probabilidade de acontecer é média ou alta, pois erros humanos e erros técnicos são comumente

25 25 efetuados durante o desenvolvimento de um hardware como é o caso do projeto. 3 Etapa: Desenvolvimento da Resposta ao Risco Ações, Responsáveis e Datas de Conclusão Estratégias e Ações: Prevenir: Adquirir vários componentes iguais conforme a importância e segundo as possibilidades financeiras. Outra opção é chamar outro membro da equipe para verificar as ligações elétricas. Mitigar: Adotar normas de segurança para não cometer algum erro que possa estragar um determinado componente. Gestão de testes para que no momento que for testado o equipamento não se tenha algum erro na montagem do hardware, evitando ao máximo a queima de algum componente, apesar de o risco de isto acontecer durante o projeto ser grande. Impacto reavaliado: Médio/Baixo Probabilidade reavaliada: Média/Baixa Elaborado por: Álvaro, Jáder, Murilo Data: 21/03/2011 e Ricardo Respostas Registros incluídas na adicionais: WBS/Cronograma Verso Anexos Formulário sugerido por Gasnier, 2000 Editora IMAN e alterado por Wille ou

26 26 Projeto: Sistemas para pedidos em praças de alimentação 1 Etapa: Identificação do Risco Denominação do risco: Desistência de alguém da equipe N Identificaç ão Descrição do risco: Algum membro da equipe decide se desligar do projeto 2 Etapa: Avaliação do Risco Impacto: 5(alto) 4(média/alto) 3(médio) 2(médio/baixo) 1(baixo) Explique: O impacto é alto, pois as atividades a serem efetuadas no projeto deveram ser redistribuídas, a carga horária dos membros que restaram irá aumentar, pois o prazo já foi estipulado. Assim, provocando alterações globais, principalmente no cronograma e nas tarefas. Probabilidade: 5(alta) 4(média/alta) 3(média) 2(média/baixa) 1 (baixa) Explique: A probabilidade de acontecer é alta, pois divergências de idéias entre os membro é comum. Outro fator que aumenta esse risco é que algum membro da equipe pode não cumprir com suas obrigações. Além disso, há também o fator pessoal que é de não haver um auto-planejamento de cada membro sobre as tarefas a serem desenvolvidas no projeto e acabar se sobrecarregando e não suportando continuar na equipe. 3 Etapa: Desenvolvimento da Resposta ao Risco Ações, Responsáveis e Datas de Conclusão Estratégias e Ações Prevenir: Marcar reuniões semanais para manter a equipe atualizada e sem divergências. Mitigar: Conhecer o caráter de desempenho de trabalho e as características de personalidade de cada membro previamente. Assim, respeitando e tratando as relações entre os membros de forma cautelosa e individual.

27 27 Impacto reavaliado: Alto Probabilidade reavaliada: Média Elaborado por: Álvaro, Jáder, Murilo Data: 21/03/2011 e Ricardo Respostas Registros incluídas na adicionais: WBS/Cronograma Verso Anexos Formulário sugerido por Gasnier, 2000 Editora IMAN e alterado por Wille ou

28 28 Projeto: Sistemas para pedidos em praças de alimentação 1 Etapa: Identificação do Risco Denominação do risco: Utilização de técnicas de programação inadequadas N Identificaçã o Descrição do risco: Algum método de programação adotado erroneamente pelos integrantes prejudica a funcionalidade do projeto 2 Etapa: Avaliação do Risco Impacto: 5(alto) 4(média/alto) 3(médio) 2(médio/baixo) 1(baixo) Explique: O impacto na maioria dos casos é médio, pois geralmente é possível corrigir o erro utilizando alguns padrões ou normas de programação entre todos os membros, pode-se gerar um atraso de tempo no cronograma ou um aumento na carga horária dos membros da equipe. Probabilidade: 5(alta) 4(média/alta) 3(média) 2(média/baixa) 1 (baixa) Explique: A probabilidade de acontecer é média, pois antes de começar a programar efetivamente é feito um estudo prévio e documentado devidamente, além disso, são consultadas pessoas que conhecem sobre o assunto e indicam alternativas cabíveis ao problema. 3 Etapa: Desenvolvimento da Resposta ao Risco Ações, Responsáveis e Datas de Conclusão

29 29 Estratégias e Ações Prevenir: Pesquisar e documentar as características principais de programação do projeto e buscar dicas com pessoas mais experientes e que já tenham trabalhado na área a qual não se possui um domínio. Mitigar: Procurar alternativas e novas técnicas de programação capaz de resolver problemas com a melhor qualidade possível. Impacto reavaliado: Médio Probabilidade reavaliada: Baixa Elaborado por: Álvaro, Jáder, Murilo Data: 21/03/2011 e Ricardo Respostas Registros incluídas na adicionais: WBS/Cronograma Verso Anexos Formulário sugerido por Gasnier, 2000 Editora IMAN e alterado por Wille ou

30 30 Projeto: Sistemas para pedidos em praças de alimentação 1 Etapa: Identificação do Risco Denominação do risco: Doenças e outras formas de incapacitações de N Identificaçã membros da equipe o Descrição do risco: Algum membro da equipe ficar impossibilitado de contribuir com o projeto devido a problemas maiores. 2 Etapa: Avaliação do Risco Impacto: 5(alto) 4(média/alto) 3(médio) 2(médio/baixo) 1(baixo) Explique: O impacto na maioria dos casos é médio, pois geralmente ausência é temporária e dura pouco, é claro que existem casos mais graves que aumentam o impacto sobre o projeto. Na maioria das vezes acorre um atraso no cronograma ou um aumento da carga horária dos outros membros da equipe. Probabilidade: 5(alta) 4(média/alta) 3(média) 2(média/baixa) 1 (baixa) Explique: Uma estimativa com base nos semestres anteriores mostrou que a incidência deste tipo de incapacitação é baixa, mas como essa estimativa não é eficiente este risco foi classificado com a probabilidade média de ocorrer. 3 Etapa: Desenvolvimento da Resposta ao Risco Ações, Responsáveis e Datas de Conclusão Estratégias e Ações: Prevenir: Os membros da equipe devem procurar manter atos saudáveis. Mitigar: Procurar um médico ou especialista de saúde para que o indivíduo prejudicado se recupere rapidamente e dividir o trabalho nos outros membros da equipe da forma mais organizada possível. Impacto reavaliado: Médio Probabilidade reavaliada: Baixa

31 31 Elaborado por: Álvaro, Jáder, Murilo Data: 21/03/2011 e Ricardo Respostas Registros incluídas na adicionais: WBS/Cronograma Verso Anexos Formulário sugerido por Gasnier, 2000 Editora IMAN e alterado por Wille ou

32 32 Projeto: Sistemas para pedidos em praças de alimentação 1 Etapa: Identificação do Risco Denominação do risco: Utilização de equipamentos ou tecnologias não N Identificaçã eficientes para o propósito esperado o Descrição do risco: Escolha errada de um equipamento tecnológico que não supriu as necessidades. 2 Etapa: Avaliação do Risco Impacto: 5(alto) 4(média/alto) 3(médio) 2(médio/baixo) 1(baixo) Explique: Provavelmente fazer o projeto baseado em uma tecnologia que não atende as finalidades propostas, fará com que todo o projeto necessite ser reestruturado por outra tecnologia, provocando um grande, aumento nos gastos com equipamentos e também na carga horária da equipe. Probabilidade: 5(alta) 4(média/alta) 3(média) 2(média/baixa) 1 (baixa) Explique: A probabilidade de ocorrer este risco é média/baixa devido a varias pesquisas e averiguações feitas antes de se começar efetivamente a manusear o sistema, o planejamento é a parte essencial do projeto. 3 Etapa: Desenvolvimento da Resposta ao Risco Ações, Responsáveis e Datas de Conclusão Estratégias e Ações: Prevenir: Pesquisar e buscar profissionais experientes no manuseio da tecnologia visada e ter certeza q ela poderá atender os requisitos do sistema de forma aceitável. Mitigar: Reestruturar o projeto com uma nova tecnologia a qual já teve ter sido pesquisada e deixada como opção caso a primeira falhasse. Impacto reavaliado: Médio/Alto Probabilidade reavaliada: Baixa

33 33 Elaborado por: Álvaro, Jáder, Murilo Data: 21/03/2011 e Ricardo Respostas Registros incluídas na adicionais: WBS/Cronograma Verso Anexos Formulário sugerido por Gasnier, 2000 Editora IMAN e alterado por Wille ou

34 34 Projeto: Sistemas para pedidos em praças de alimentação 1 Etapa: Identificação do Risco Denominação do risco: Modificação no escopo do projeto N Identificaçã o Descrição do risco: Modificar a estrutura do projeto devido à alguma adversidade 2 Etapa: Avaliação do Risco Impacto: 5(alto) 4(média/alto) 3(médio) 2(médio/baixo) 1(baixo) Explique: O impacto seria médio, pois quando ocorre à modificação no escopo também são modificadas as funcionalidades do projeto. Uma redução no escopo pode fazer o projeto perder qualidade. Probabilidade: 5(alta) 4(média/alta) 3(média) 2(média/baixa) 1 (baixa) Explique: A probabilidade de uma modificação no escopo é media, pois devido a falta de experiência dos membros da equipe pode ocorrer falha de planejamento. 3 Etapa: Desenvolvimento da Resposta ao Risco Ações, Responsáveis e Datas de Conclusão Estratégias e Ações: Prevenir: Pesquisar principalmente se existe tempo suficiente para realizar a atividade proposta e prever futuros atrasos para garantir que um problema não atrase todo o projeto. Mitigar: Usar as folgas do cronograma e reestruturar o sistema de forma a perder o mínimo de qualidade possível no caso de redução no escopo do projeto. Impacto reavaliado: Médio/Baixo Probabilidade reavaliada: Média

35 35 Elaborado por: Álvaro, Jáder, Murilo Data: 21/03/2011 e Ricardo Respostas Registros incluídas na adicionais: WBS/Cronograma Verso ou Anexos Formulário sugerido por Gasnier, 2000 Editora IMAN e alterado por Wille Projeto: Sistemas para pedidos em praças de alimentação 1 Etapa: Identificação do Risco Denominação do risco: Projeto se inviabilizar devido a um custo muito alto N Identificaçã o Descrição do risco: Devido a erros orçamentais o projeto ficar muito caro para ser desenvolvido. 2 Etapa: Avaliação do Risco Impacto: 5(alto) 4(média/alto) 3(médio) 2(médio/baixo) 1(baixo) Explique: O impacto seria alto, pois o projeto teria que ser cancelado nesse caso ou financiado de alguma maneira externa. Probabilidade: 5(alta) 4(média/alta) 3(média) 2(média/baixa) 1 (baixa) Explique: A probabilidade de ocorrer este risco é baixa, pois o orçamento é muito bem planejado antes do início das aquisições de equipamentos. Aumentos de custos podem ocorrer, mas provavelmente não ao ponto de inviabilizar o projeto. 3 Etapa: Desenvolvimento da Resposta ao Risco Ações, Responsáveis e Datas de Conclusão

36 36 Estratégias e Ações: Prevenir: Pesquisar o preço de todas as partes do projeto e seus equipamentos e planejar futuros gastos que provavelmente podem surgir ao longo do desenvolvimento do projeto. Aceitar: Arcar com as perdas e modificar o projeto para controlar o orçamento. Impacto reavaliado: Médio/Alto Probabilidade reavaliada: Baixa Elaborado por: Álvaro, Jáder, Murilo Data: 21/03/2011 e Ricardo Respostas Registros incluídas na adicionais: WBS/Cronograma Verso Anexos Formulário sugerido por Gasnier, 2000 Editora IMAN e alterado por Wille ou

37 37 Projeto: Sistemas para pedidos em praças de alimentação 1 Etapa: Identificação do Risco Denominação do risco: Falta de comunicação e integração da equipe N Identificaçã o Descrição do risco: Devido a problemas pessoais ou distrações pode ocorrer uma falta de comunicação entre os membros da equipe o que prejudicaria o projeto. 2 Etapa: Avaliação do Risco Impacto: 5(alto) 4(média/alto) 3(médio) 2(médio/baixo) 1(baixo) Explique: Se esta falha ocorrer por muitas vezes o impacto gerado é alto e pode por a perder o desenvolvimento e cronograma proposto. Pequenas falhas de comunicação são comuns durante o projeto e não possuem um impacto tão grande quando ocorrem poucas vezes. Probabilidade: 5(alta) 4(média/alta) 3(média) 2(média/baixa) 1 (baixa) Explique: A probabilidade de ocorrer este risco é alta devido a falta de experiência dos membros da equipe com este tipo de atividade coordenada. 3 Etapa: Desenvolvimento da Resposta ao Risco Ações, Responsáveis e Datas de Conclusão

38 38 Estratégias e Ações: Prevenir: Buscar vários meios de comunicação entre os membros para que sempre possam ser contatados. Descrever o andamento do projeto nesses meios para que todos estejam cientes do que cada um está fazendo e dos problemas que cada um encontra na sua atividade. Mitigar: Modificar ou criar mais meios de comunicação e integração da equipe, atualizar com mais freqüência as atividades feitas por cada membro e relatar quaisquer problemas que ocorram no projeto. Impacto reavaliado: Médio/Alto Probabilidade reavaliada: Média Elaborado por: Álvaro, Jáder, Murilo Data: 21/03/2011 e Ricardo Respostas Registros incluídas na adicionais: WBS/Cronograma Verso Anexos Formulário sugerido por Gasnier, 2000 Editora IMAN e alterado por Wille ou

39 39 4 PLANEJAMENTO 4.1 SOFTWARE. O software do sistema embarcado foi planejado com base no comportamento do usuário e nas possíveis escolhas que podem ser feitas pelo mesmo, uma vez que o sistema embarcado é o meio de interação entre o usuário, um cliente por exemplo, e a cozinha do quiosque. Inicialmente foram discutidos quais seriam os casos de uso do sistema embarcado. Com os casos de uso, foi projetada a máquina de estados do firmware. Os estados do sistema embarcado estão detalhados na máquina de estados. Os casos de uso nos ajudam a entender quais são as funções que o sistema embarcado deverá prover ao usuário, já máquina de estados sintetiza o funcionamento do software que estará rodando no sistema embarcado Estação Final. O desenvolvimento de software baseia-se na análise dos requisitos, funcionalidade e características que compõe o sistema. Para garantir uma implementação eficiente e que atenda as especificações são utilizados diagramas que servem como modelos suporte para o desenvolvimento do código em a Java. A modelagem de software que está sendo apresentada nesta seção é referente ao programa que gerencia o recebimento dos pedidos feitos pelos clientes por parte da cozinha. Cada pedido é recebido por uma estação intermediaria e gravado no banco de dados que será acessado por este software localizado na estação final. Existem três tipos de usuários do software: gerente, cozinha e administrador. O gerente pode cadastrar no banco de dados: um novo produto, uma nova seção, trocar o preço do produto, marcar como indisponível, deletar um produto e também gerar relatórios das vendas. Também pode ser feito a alteração das senhas para o acesso da parte da gerencia e da cozinha da sua respectiva franquia. Existe

40 40 uma aba na parte de gerência que tem a finalidade de monitorar a listas de pedidos em espera e em andamento. Na parte da cozinha existem duas listas. Uma lista de pedidos para serem preparados e uma lista de pedidos em andamento, quando um pedido é selecionado na lista para ser preparado o cozinheiro deve marcar como iniciado, e o produto que está sendo preparado passa para a lista em andamento. Os pedidos na lista em andamento devem ser marcados como terminados e então o software checa se todos os produtos terminados compõem um pedido de uma mesa, quando todos os produtos do pedido são finalizados o software avisa o cozinheiro quais são os produtos do pedido e em que mesa deve entregá-los. Na parte da cozinha existe uma menu onde devem ser marcados quantos funcionários estão fazendo os pedidos para aproximar melhor o tempo estimado. O administrador é uma entidade não relacionada a nenhuma das franquias. Tem a função principal de cadastrar e excluir uma franquia do sistema. Existe também uma função para reinicializar a tabela de pedidos, a tabela antiga continua armazenada no banco de dados com a data que foi salva e então é possível para o gerente gerar relatórios de venda dessas tabelas Estação Central. A modelagem de software que será apresentada nesta seção é referente ao programa que gerencia o controle do tráfego de dados, ou seja, pedidos e requisições de cardápio entre sistema embarcado e estação central e envio de pedidos para a estação final. Cada vez que um cliente interage com o sistema embarcado, é necessário que o sistema embarcado faça a requisição de franquia, seção e produto. Cada requisição é tratada pelo sistema central e os dados são respondidos de volta para o usuário. O papel desse sistema é identificar o que esta sendo requisitado e a identificação de qual embarcado, assim, a reposta é enviada para o respectivo

41 41 destino e tratada pelo sistema embarcado. Outra característica é a interação com o sistema final através do banco de dados, as requisições são atendidas através das consultas ao banco e os pedidos efetuados pelo cliente são gravados no mesmo. Uma vez que o pedido é gravado no banco a estação final tem acesso aos pedidos que foram efetuados. Além disso, este software faz o controle de data e verifica quando o pedido foi inicializado através da interação com o banco de dados Diagrama de Casos de Uso da Estação Final. O diagrama de casos de uso é basicamente a representação das funcionalidades que o software deverá possuir, ou seja, para que ele será utilizado. Este tipo de representação é composto principalmente por três elementos: atores, casos de uso e relacionamento. Atores: representado por um boneco e pelo seu nome. Representa um individuo ou uma maquina que interage com o sistema fornecendo ou manipulando dados. Caso de uso: representado por um circulo e pelo seu nome. Representa uma função do sistema, ou seja, uma unidade funcional responsável com um determinado objetivo. Relacionamento: representado por uma barra com uma seta. Representa a interação entre os atores e os casos de uso, ou seja, qual ator exerce aquele determina funcionalidade. No sistema que foi desenvolvido foram identificados os seguintes casos de uso para o software, apenas com o detalhe que o ator Banco de Dados é interage com todos os casos e subcasos de uso. Autenticar Usuário: caso de uso principal, pois todos os casos serão subcasos de uso deste. Como condição para executar qualquer outro caso de uso é necessário o ator estar autenticado no sistema. Administrador, gerente e cozinheiro

42 42 são atores. Inserir Produto: insere os produtos que uma determinada franquia oferece. O ator responsável por este caso de uso é o gerente que opera o software. Deletar Produto: remove os produtos que já foram cadastrados pelo caso de uso Inserir Produto. O ator responsável é o gerente. Alterar Preço: altera o preço de um determinado produto já cadastrado no sistema. O ator responsável é o gerente. Alterar disponibilidade: define se o produto está disponível ou se já foi esgotado. Ator responsável é o gerente. Gerar Relatório: gera o relatório dos pedidos efetuados até o momento. Ator responsável é o gerente. Alterar Código de Acesso: altera a senha de acesso ao sistema. Ator responsável é o gerente Monitorar Cozinha: monitora as listas de pedidos da cozinha. Ator responsável é o gerente Receber Pedido: caso de uso responsável por receber os pedidos efetuados. Ator é o Cozinheiro. Marcar pedido iniciado: define o estado do pedido efetuado pelo cliente, é marcado quando o preparo foi iniciado. O ator responsável é o cozinheiro. Marcar pedido finalizado: define se o pedido foi finalizado. Cozinheiro como ator.

43 43 Marcar número de cozinheiros: define o número de cozinheiros trabalhando ao mesmo tempo em uma determinada franquia. Cozinheiro como ator. Cadastrar Franquia: cadastra uma nova franquia no banco de dados. Administrador do software é o ator. Excluir Franquia: Exclui uma determinada franquia do banco de dados. Administrador do software como ator. Reinicializar Tabela de Pedidos: reinicializa a tabela de pedidos no banco de dados. Administrador do software como ator.

44 44 Figura 1 - Diagrama de casos de uso da Estação Final. Fonte: Própria.

45 Diagrama de Classes. Outra parte importante da modelagem do software é o diagrama de classes. Este tipo de diagrama fornece a representação da estrutura do sistema e o relacionamento entre suas classes. É uma forma mais abstrata de representar como o código será dividido e o relacionamento entre as partes do software. A simbologia baseia-se em quadrados com o nome das classes no topo e os atributos e métodos respectivamente na parte superior e inferior do quadrado. Os traços ou setas entre as classes representam os relacionamentos. As principais classes do sistema são as seguintes: BancoDeDados - classe que acessa o banco de dados e faz as consultas e alterações através de seus métodos. Essa classe é a responsável por relacionar os pedidos feitos pelos clientes com o software. Outra função é a definição e alterações no cardápio. InterfacePcCozinha classe de interface que interage com o cozinheiro. Relaciona-se com as duas outras classes, proporcionando que as ações identificadas em cada botão ou campo digitado sejam realizadas no banco de dados, ações eferentes a cozinha como a marcação do pedido iniciado. InterfacePcGerente classe de interface que interage com o gerente. Relaciona-se com as duas outras classes, proporcionando que as ações identificadas em cada botão ou campo digitado sejam realizadas no banco de dados, ações referentes a gerência como a alteração do preço de um produto já cadastrado. AddProduto classe de interface relacionada com a gerência que é responsável pelas operações que são efetuadas no cardápio de cada franquia. É através dela que os produtos oferecidos no cardápio são adicionados no banco de dados.

46 46 Admin classe de interface relacionada com o administrador do software que é responsável pelas operações que são efetuadas no acesso de cada franquia. É através dela as franquias são cadastradas ou removidas do banco de dados, essa é usa principal função. Acessos classe de interface responsável por definir os códigos de acessos do gerente e do cozinheiro. Apenas o gerente possui acesso a essa interface. GravarArq classe que permite gerar relatórios dos pedidos que foram efetuados até o momento. Busca os pedidos armazenados no banco de dados e grava como um arquivo do tipo texto no disco rígido. DataBase responsável por fazer a conexão com o banco de dados.

47 47 Figura 2 - Diagrama de Classes da Estação Final. Fonte: Própria.

48 Diagrama de Entidade-Relacionamento. É um modelo diagramático que descreve a estrutura de um banco de dados de um sistema. Ele é a principal representação do Modelo de Entidades e Relacionamentos, é usado para representar as tabelas, atributos e relações materializadas no banco de dados. O banco de dados do sistema conta com três tabelas principais para serem gerenciadas. Uma controla os produtos que aparecerão no LCD do dispositivo (como um cardápio eletrônico) e a outra tabela controla os pedidos feitos pelos clientes, será mostrado no programa da base como sendo uma lista de pedidos. Na tabela cardápio foi inserida a coluna franquia. O programa precisa então verificar a tabela e só modificar os dados na franquia a qual se está trabalhando, ou seja, uma franquia não pode modificar ou ter acesso a informações das outras. A tabela acessos é onde está registrado as franquias que compõe o sistema e também é onde estão registradas as senhas para a parte de gerência e cozinha de cada franquia. Essa é a tabela que garante através de um usuário (nome da franquia) e uma senha para cada departamento a autenticidade do usuário que está manipulando os dados. A interface também é capaz de garantir as relações entre as tabelas do banco de dados por si só, pois não deve ser possível manipular o banco de dados diretamente, apenas via interface de software.

49 49 Figura 3 - Diagrama de Entidade-Relacionamento. Fonte: Própria Casos e subcasos de uso da Estação Central Identificar Embarcado: identifica qual embarcado está enviando a

50 50 mensagem pela comunicação sem fio. Atores: Embarcado e Estação Central. Receber Pacote: recebe o pacote do sistema embarcado com o tipo requisição que está sendo realizada. Atores: Embarcado e Estação Central. Subcasos: Receber Requisição de Franquias: como subcaso de uso de Receber Pacote, este caso de uso é a requisição das franquias pelo sistema embarcado. Atores: Embarcado e Estação Central. Receber Requisição de Seções: outro subcaso de uso, porém este recebe a requisição das seções de uma determinada franquia. Atores: Embarcado e Estação Central. Receber Requisição de Produtos: recebe a requisição dos produtos de uma determinada sessão. Atores: Embarcado e Estação Central. Receber Pedido: recebe o pacote com o pedido realizado pelo cliente no embarcado. Atores: Embarcado, Estação Central e Banco de Dados. Tratar Pacote: responsável por tomar as decisões de acordo com o pacote recebido previamente recebido. Atores: Estação Central. Enviar Pacote: faz o envio das informações previamente requeridas pelo sistema embarcado. Atores: Embarcado e Estação Central. Subcasos: Enviar Franquias: envia a lista de franquias. Atores: Embarcado, Estação Central e Banco de Dados. Enviar Seções: envia a lista de seções de uma franquia. Atores: Embarcado, Estação Central e Banco de Dados. Enviar Produtos: envia a lista de produtos de uma seção. Atores: Embarcado, Estação Central e Banco de Dados. Enviar Tempo Estimado: envia o tempo estimado para o pedido ficar pronto. Atores: Embarcado, Estação Central e Banco de Dados. Enviar notificação de pedido iniciado: notifica o embarcado que o pedido foi iniciado. Atores: Embarcado, Estação Central e Banco de Dados. Monitorar Pedido: monitora o banco de dados e percebe quando um novo

51 51 pedido é inicializado. Atores: Banco de Dados e Estação Central.

52 52 Figura 4 - Diagrama de Casos de Uso da Estação Central. Fonte: Própria.

53 Comunicação entre Estação Central e Final. A parte central do software é a responsável pela comunicação com o sistema embarcado, fazendo assim com que a parte final não tenha nenhum contato direto com o embarcado. Então a estação central é a grande responsável por estabelecer a comunicação entre vários embarcados e várias estações finais. Mas entre a estação central e a estação final não existe nenhum protocolo de comunicação. O que acontece é que elas acessam o mesmo banco de dados e é assim que trocam informações. O mais comum seria instalar o banco de dados e a estação central na mesma máquina gerando um servidor de comunicação. Mas nada impede do servidor de banco de dados estar ligado remotamente. Existe um monitoramento do banco de dados tanto da estação central como da estação final o que faz com que o software perceba alterações no banco de dados e trate isso apropriadamente.

54 54 Figura 5 - Diagrama de Classes da Estação Central. Fonte: Própria.

55 Diagramas de Sequência. Figura 6 - Alterar código de acesso. Fonte: Própria.

56 56 Figura 7 - Alterar disponibilidade. Fonte: Própria.

57 57 Figura 8 - Alterar preço. Fonte: Própria.

58 58 Figura 9 - Autenticar usuário. Fonte: Própria.

59 59 Figura 10 - Cadastrar franquia. Fonte: Própria.

60 60 Figura 11 Deletar Produto. Fonte: Própria.

61 61 Figura 12 - Enviar Franquia. Fonte: Própria.

62 62 Figura 13 - Enviar notificação de pedido iniciado. Fonte: Própria.

63 63 Figura 14 - Enviar pacote Fonte: Própria.

64 64 Figura 15 - Enviar produtos. Fonte: Própria.

65 65 Figura 16 - Enviar seção. Fonte: Própria.

66 66 Figura 17 - Enviar tempo estimado. Fonte: Própria.

67 67 Figura 18 - Excluir franquia. Fonte: Própria.

68 68 Figura 19 - Gerar relatório. Fonte: Própria.

69 69 Figura 20 - Identificar Embarcado. Fonte: Própria.

70 70 Figura 21 - Inserir produto. Fonte: Própria.

71 71 Figura 22 - Marcar número de cozinheiros. Fonte: Própria.

72 72 Figura 23 - Marcar pedido finalizado. Fonte: Própria.

73 73 Figura 24 - Marcar pedido iniciado. Fonte: Própria.

74 74 Figura 25 - Monitorar cozinha. Fonte: Própria.

75 75 Figura 26 - Monitorar pedido. Fonte: Própria.

76 76 Figura 27 - Receber pacote. Fonte: Própria.

77 77 Figura 28 - Receber pedido. Fonte: Própria.

78 78 Figura 29 - Alterar c;odigo de acesso. Fonte: Própria.

79 79 Figura 30 - Receber requisição de franquia. Fonte: Própria.

80 80 Figura 31 - Receber requisição de produtos. Fonte: Própria.

81 81 Figura 32 - Receber requisição de seção. Fonte: Própria.

82 82 Figura 33 - Reinicializar tabela pedidos. Fonte: Própria.

83 83 Figura 34 - Tratar pacote.. Fonte: Própria.

84 Sistema Embarcado Figura 35 - Máquina de estados do sistema embarcado

85 85 Os estados Requisita Franquia, Requisita Sessão, Requisita Produtos, Concluir Pedido, Envia Pedido e Erro na Comunicação contém subestados, ou seja, representam um subconjunto de estados. O subconjunto dos estados representados pelo estado Requisita Franquia estão detalhados na figura seguinte. Figura 36 - Máquina de estados Requisita Franquia O estado Requisita Sessão e Requisita Produtos são semelhantes ao Requisita Franquia e estão detalhados nas figuras 44 e 45 respectivamente.

86 86 Figura 37 - Máquina de estados Requisita Sessão Figura 38 - Máquina de estados Requisita Produtos O estado Concluir Pedido encontra-se detalhado na figura seguinte.

87 87 Figura 39 - Máquina de estados Concluir Pedido O estado Erro na comunicação encontra-se na figura X. Figura 40 - Máquina de estados Erro na Comunicação A seguir, segue a descrição de cada estado:

88 88 Início: Neste estado, o LCD fica em stand-by e aguarda até uma tecla ser pressionada para iniciar as operações. Requisita Franquia: Requisita as franquias e trata falhas na comunicação. Impr. Franq: Após receber as franquias, será mostrado no LCD as franquias e então aguarda até que uma tecla seja pressionada. Se a tecla pressionada não tiver função relacionada, não faz nada. Se a tecla for de próxima pagina, a próxima página com franquias será exibida. Se a tecla corresponder a uma franquia, será requisitado as sessões daquela franquia. Se a tecla for a de sair, volta ao início da máquina de estados. Se a tecla for a de concluir pedido, sera perguntando se o o cliente deseja concluir o pedido. Concluir Pedido: Pergunta se o usuário deseja concluir o seu pedido Requisita Sessão: Idêntico ao estado Requisita Franquias, mas referente a requisição das sessões. Impr. Sessão: Após receber as sessões, imprime elas no LCD. O funcionamento é idêntico ao do estado Impr. Franq Requisita Produtos: Idêntico ao estado Requisita Franquias, mas referente a requisição dos produtos. Impr. Produtos: Após receber a lista de produtos, imprime eles no LCD. O funcionamento é idêntico ao do estado Impr. Franq. Pergunta Quant.: Tela que mostra um campo onde, a medida que o usuário for digitando, a quantidade que ele digitou ira aparecer na tela. O funcionamento das teclas é idêntico ao do estado Impr. Franq. Se a tecla pressionada for a de finalizar pedido, será enviado o pacote com pedidos para a estação central. Se a tecla for a de continuar pedindo ela voltará ao estado Requisita Produtos. Continua na tela de quantidade: Após ser pressionada uma tecla, e a tecla representar um número, este valor será concatenado ao número existente e então aguardará que uma tecla seja pressionada. Confirma produto/quantidade: Pergunta ao usuário se aquele produto e aquela quantidade estão corretos.

89 89 Confirma pedido: Adiciona o pedido a lista de pedidos. Envia Pedido: gera o pacote especificado no protocole de comunicação com o pedido. Erro na comunicação: Diagrama de estado que representa falha na comunicação. Envia aviso de início: Envia o aviso a estacão central para iniciar a comunicação com esta mesa e já transmitir as franquias. Sistema Iniciando: Imprime para o usuário que o sistema está iniciando. A estação central quando recebe o aviso de início, limpa toda a operação feita anteriormente que não foi completada. Avisa usuário: É avisado ao usuário que ocorreu uma falha na comunicação. Pergunta se ele deseja tentar novamente. Reenvio: é feita uma nova tentativa de se comunicar com a estação central. Envia franquia: Envia o ID da franquia escolhida. Espera como resposta as sessões desta franquia. Recebe Sessões: Imprime para o usuário que as sessões estão sendo requisitadas. A estação central quando recebe o ID da franquia envia as sessões para o sistema embarcado. Envia Sessão: Envia o ID da sessão escolhida. Espera como resposta os produtos desta sessão. Recebe Produto: Imprime para o usuário os produtos da sessão escolhida estão sendo requisitados. A estação central quando recebe o ID da sessão envia os produtos para o sistema embarcado. Pergunta concluir pedido: Este estado representa que estará impresso na tela a pergunta se o usuário deseja concluir o seu pedido. Se a tecla pressionada for sim o pedido será enviado para a estacão central, se não, voltará para o estado anterior. De forma resumida, o sistema inicialmente está em estado de espera até que alguma tecla seja pressionada. Quando isto ocorre, ele requisita a estação central a

90 90 lista de franquias dos quiosques existentes. A partir dai o sistema irá agir de acordo com a escolha do usuário, de forma que se o usuário desejar ele poderá percorrer todos os produtos de todas as franquias existentes. Quando o usuário desejar adicionar um produto a lista ele irá percorrer os estados até chegar no estado em que ele escolhe a quantidade do produto escolhido. Ele então digitará a quantidade desejada e o produto será adicionado a lista. O usuário pode a qualquer momento cancelar o seu pedido e sair da mesa, como pode também terminar o pedido e enviá-lo para o preparo. Caso o usuário não execute nenhuma ação em pelo menso 1 minuto, o sistema será reiniciado, julgando que o usuário levantou-se da mesa e desistiu do seu pedido. Diagrama de Casos de Uso do software embarcado: Para o sistema embarcado desenvolvido, foram identificados como atores o sistema embarcado, o usuário e a estação centra e também os seguintes casos de uso: Selecionar Produto: O usuário escolhe através do teclado numérico o produto e este é adicionado à lista de pedidos do usuário. Definir Quantidade: Quando o usuário escolhe um produto, o sistema pede ao usuário que informe a quantidade desejada do produto escolhido. Confirmar Quantidade: Após o usuário ter definido a quantidade do produto desejada, o sistema pede que o usuário confirme a quantidade para evitar que seja pedido um número indesejado de produtos por engano. Encerrar Pedido: O usuário pode cancelar o pedido a qualquer hora, pressionando o botão # do teclado. Verificar Pedido: Quando o usuário informa que deseja concluir o pedido, o sistema mostra a ele o pedido completo para que sejam confirmados os produtos e quantidades desejadas. Concluir Pedido: O usuário, após verificar o pedido, confirma e conclui o pedido que será enviado à estação central. Requisitar lista de franquias: O sistema embarcado informa à estação central que deseja receber a lista de franquias disponíveis.

91 91 Requisitar lista de sessões: O sistema embarcado requisita a lista de sessões presentes na franquia. Requisitar lista de produtos: É requisitada a lista de produtos presentes na sessão pelo sistema embarcado à estação central. Enviar Pedido: Após a conclusão do pedido pelo usuário, a lista de produtos com suas quantidades é enviada à estação central. Figura 41 - Diagrama de casos de uso do sistema microcontrolado PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO O protocolo de comunicação está dividido em duas partes. Para a primeira parte, referente à troca de mensagens e à garantia de entrega dessas, será utilizado o protocolo já implementado nos módulos XBee. A outra parte do protocolo, responsável pela troca de mensagens entre o sistema embarcado e a estação central será implementada tendo em vista o formato necessário à troca de informações entre os dois sistemas já citados.

92 PROTOCOLO XBEE O XBee, quando utilizado no modo API, implementa um protocolo de comunicação que garante a entrega da mensagem. Esse protocolo é configurado no próprio módulo XBee e informa se a mensagem foi entregue ou, caso isso não tenha sido feito com sucesso, o motivo da falha do envio da mensagem. No módulo XBee é possível, através da ferramenta fornecida pela fabricante Digi, o X-CTU, a configurar o número de tentativas máximas feitas pelo módulo. Header 1 byte Length API Data Checksum 2 bytes 100 bytes (max) 1 byte Tabela 4 - Frame Xbee O protocolo dos módulos XBee utilizam na troca de mensagens, frames com um formato específico. O formato geral dos frames é o seguinte: O campo API Data é o campo que carrega as informações transmitidas no pacote. API Identifier 1 Byte API Payload Parâmetros e informações Tabela 5 - Campo API Data do XBee Para esse projeto, não haverá a necessidade de se utilizar todos os tipos de API fornecidos pelo XBee. Serão utilizados apenas quatro, dos onze tipos fornecidos pelo módulo.

93 93 Nome Modem Status API Identifier Descrição 0x8A Mensagem enviada pelo módulo que indica o seu estado atual. TX Request 0x01 Um TX Request é enviado ao módulo e indica que ele deve enviar os dados. TX Status 0x89 Quando um pacote é enviado, o módulo responde com um TX Status que indica se a mensagem foi entregue devidamente. RX Packet 0x81 É enviado do módulo para o microcontrolador com os dados que foram enviados para este módulo. Tabela 6 - Campos API utilizados no projeto TX Request: É a mensagem que deve ser enviada ao modem quando se deseja transmitir uma mensagem. Figura 42 - Pacote TX Request Fonte: Datasheet XBEE Digi TX Status: Quando um TX Request é efetuado, o modem retorna um TX Status que contém informações sobre a entrega da mensagem. Indica se a mensagem foi entregue com sucesso ou não.

94 94 Figura 43 - Pacote TX Status Fonte: Datasheet Xbee Digi RX Packet: Quando o modem recebe uma mensagem, ela chega ao microcontrolador na forma de um RX Packet. Além da informação que se deseja transmitir, ela informa o endereço do transmissor e o nível do sinal. Figura 44 - Pacote RX Packet Fonte: Datasheet Xbee Digi PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO ESTAÇÃO CENTRAL SISTEMA EMBARCADO O protocolo desenvolvido para a comunicação entre a estação central e o sistema embarcado atua em conjunto com o protocolo do módulo XBee e situa-se, mais especificamente, no campo RF Data dos frames TX Request e RX Packet acima apresentados. Esse protocolo tem o objetivo de definir uma sequência lógica para a troca de mensagens com as requisições e fornecimento de informações. Do mesmo modo que o protocolo do módulo XBee, esse protocolo também é baseado

95 95 em frames, ou seja, o campo RF Data é subdividido em campos que identificam o número do pedido, número de sequência do pacote e as informações referentes aos produtos disponíveis nas franquias. O frame é dividido da seguinte forma: Tipo ID do Pedido # Seq Informações Um byte que indica Dois bytes que indicam a Número de Até 96 bytes com qual do as operação sendo feita está qual pedido se refere essa sequência mensagem pacote. demais informações da transação Tabela 7 - Frame do protocolo de comunicação O campo Tipo pode conter os seguintes valores: Tipo 0x10 Descrição Requisição do sistema embarcado à estação central para iniciar um pedido. 0x11 Informação do sistema embarcado sobre qual franquia foi escolhida. 0x12 Informação do sistema embarcado sobre qual seção foi escolhida. 0x13 Finalização do pedido pelo sistema embarcado. Nesse pacote é informado todos os itens e quantidades do pedido. 0x00 A estação central informa ao sistema embarcado quais as franquias presentes e o ID do pedido. 0x01 A estação central informa quais as categorias de produtos presentes na franquia escolhida. 0x02 A estação central informa quais os produtos presentes na categoria escolhida. 0x03 Finalização do pedido. Tabela 8 - Tipos do frame de comunicação Quando uma requisição de início de pedido é enviada pelo sistema embarcado, o campo de ID do pedido é enviado com o valor zero e a estação central é responsável por atribuir um ID de pedido à transação, retornando esse valor no primeiro pacote enviado pela central, cujo Tipo é 0x00. O número de sequência tem a finalidade de informar qual o pacote que

96 96 está sendo enviado. O primeiro pacote da sequência tem número um e último pacote é indicado pelo valor zero. Ele é necessário, pois é possível enviar, no máximo, cem bytes por pacote pelo XBee. Por exemplo, se a estação central tem que mandar dois pacotes, o primeiro teria #Seq igual a 1 e o segundo #Seq igual a zero. Já, se fosse necessário enviar apenas um pacote, esse teria #Seq igual a zero, indicando que esse pacote é único. Para cada pacote que é enviado, deve ser confirmado o seu recebimento através do TX Status, presente no XBee. Caso verifique-se que o pacote não pode ser enviado com sucesso, é exibida ao usuário uma mensagem informando que ocorreu um erro na transmissão do pacote e é perguntado se ele deseja tentar reenviá-lo. Caso o usuário responda que não deseja tentar o reenvio, a transação é cancelada e caso contrário, o sistema tenta reenviar os dados. 4.2 HARDWARE Na figura a seguir está representado o diagrama de blocos referente a parte do hardware do sistema. Ele dá uma visão geral de como ficará a organização do circuito. Nas partes seguintes será detalhado melhor as partes que compõe o diagrama de blocos, facilitando assim o seu entendimento. As subdivisões feitas são: Microcontrolador, Display Gráfico, Teclado, Sistema de Comunicação.

97 MICROCONTROLADOR O microcontrolador escolhido foi o Atmel1284p, pelas razões explicadas no estudo de alternativas tecnológicas. Ele é o responsável por coordenar todos os periféricos ligados a ele, e consequentemente, gerenciar o funcionamento do sistema. A forma que o microcontrolador tem de interfacear com dispositivos externos a ele, é por meio de seus quatro ports, A B C e D, que podem servir tanto como pinos de entrada ou pinos de saída. Inicialmente, é preciso explicar como é feita a programação em um microcontrolador. As etapas principais da programação são: escrever o código, gerar o arquivo.hex, gravar este arquivo no microcontrolador. A etapa de escrever o código é feita em um PC, utilizando ou não alguma IDE. Após o programa ter sido codificado, é então feita a tradução deste programa para um arquivo.hex, que será entendido pelo microcontrolador. Então utiliza-se um programador, para transmitir este arquivo do PC para o microcontrolador. No projeto contudo, existem algumas particularidades neste processo. A IDE escolhida para criar o código foi o AVRStudio AvrStudio O AVR Studio [AVRSTUDIO] é um ambiente integrado de desenvolvimento (Integrated Development Environment IDE) fornecido pela Atmel para desenvolvimento e depuração de aplicações embarcadas nos chips da Atmel. O AVR Studio 5 IDE fornece uma forma simples e fácil de usar ambiente para escrever, compilar e depurar código C / C + + e assembly. Para compilação de código em C/C++ o AVR Studio utiliza o port do GCC para a linha AVR, o AVR GCC. Dentre as facilidades oferecidas pelo AVR Studio, pode-se destacar a colorização do código, o code auto-complete, que da sugestões das funções em C na hora em que o código é digitado e uma interface intuitiva e muito completa para o debug do código.

98 ArduinoISP Antigamente os programadores utilizados programavam o chip isoladamente, ou seja, o chip era colocado em um soquete em uma placa específica. Desta forma, toda vez que fosse necessário enviar um programa diferente ao microcontrolador este deveria ser retirado do sistema embarcado, e colocado nessa placa para programação. Atualmente é utilizado a ISP (In System Programming). Com o ISP, é possível programar o chip dentro de seu sistema final, não havendo necessidade de retirar o mesmo do sistema final. Existe uma quantidade muito grande de programadores diferentes para chips da AVR. Os valores variam desde U$ 8,00 (ebay) até R$ 380,00 (mercadolivre). Como um dos objetivos do projeto é manter um custo baixo, foi optado por usar o Arduino como ISP. O Arduino é uma plataforma de desenvolvimento eletrônico open-source e já foi utilzada em projetos anteriores por membros da equipe. Para transformar o Arduino em um programador, é necessário gravar o sketch ArduinoISP fornecido junto com a IDE do Arduino. Este sketch é encontrado no aquivo ArduinoISP.04 em anexo. Após a gravação desse sketch, o Arduino é reconhecido, então, como um gravador para AVR e pode ser utilizado em conjunto com o programa de gravação AVRDude. As ligações que devem ser feitas entre o gravador e o chip estão indicadas na forma de comentários no sketch do ArduinoISP e indicam em quais portas digitais devem ser ligados os pinos MOSI, MISO, SCK e RESET do chip. [ARDUINOISP] AVRdude O AVRDude (AVR Downloader Uploader) é uma ferramenta para gravação de chips AVR por linha de comando. Ele permite, além da gravação do chip, a gravação e leitura dos fuse bits e área de EEPROM além da leitura da flash do chip. Esse software suporta uma grande gama de gravadores para AVR, inclusive o ArduinoISP, o que a torna uma alternativa muito interessante para o uso no projeto. [AVRDUDE].

99 99 O microcontrolador já possui algumas funcionalidades internas. Dentre elas vamos destacar as quais tiveram uso no projeto, as demais podem ser encontradas no seu datasheet. As funcionalidades são: conversor AD interno com precisão de até 10 bits, 3 timers/contadores, sendo 2 de 8 bits e 2 de 16 bits, memória flash ou programa de 128 Kb, suporta ISP, SRAM de 16 Kb e suporte a SPI. As características e seus usos serão detalhados abaixo: Conversor A/D O conversor AD interno foi de grande utilidade, pois com ele foi necessário apenas 1 pino do microcontrolador ao invés de 8 pinos. Dentre as características mais importantes do conversor, podem ser citadas: 10 bits de resolução, precisão absoluta de +- 2 LSB, tempo de conversão de 13 a 260 microssegundos, 8 canais de conversão em modo single ended. Os canais de conversores, encontram-se no porta. Como será usado apenas 1 teclado, será preciso o uso apenas de 1 pino do porta. Memória Flash O microcontrolador possui 128 Kb de memória interna não volátil. Esta memória também é conhecida como memória de programa, e é onde fica armazenado o código do programa que será executado pelo dispositivo. Geralmente, microcontroladores comuns tem uma memória na faixa de 32 Kb, sendo assim 128 Kb pode parecer exagerado, mas para o que o projeto propõe é adequado, uma vez que será necessário importar diferentes bibliotecas, tais como a biblioteca delay e serial. Suporte a ISP o termo ISP ou In System Programming, é a capacidade de se programar o microcontrolador sem ter que retirá-lo do sistema embarcado, ou seja, não é necessário colocá-lo em uma placa feita especificamente para programação. Esta característica favoreceu a escolha do microcontrolador, pois com esta capacidade ganha-se agilidade na hora de programar o dispositivo principalmente na fase de testes onde serão gravados várias vazes diferentes programas.

100 100 SRAM a SRAM (Static Random Access Memory ) ou Memória de Acesso Estático Aleatório, é também conhecida como memória de dados, e é ela que é utilizada para gravar dados que não estão definidos previamente no programa. Ela será usada por exemplo para gravar os nomes e ID's das franquias que são dados de tamanhos variáveis e instanciados ao decorrer do programa. Com o seu tamanho de 16 Kb foi calculado que é possível guarda na faixa de 500 palavras com 20 caracteres cada, e ainda ter uma folga de 6Kb para uso genérico. Suporte a SPI SPI é uma das interfaces de comunicação serial. Foi o suporte a SPI que possibilitou o uso do Arduino como programador. Os papéis assumidos por dispositivos em uma comunicação SPI são Master e Slave. Master é aquele que comanda o processo, enquanto o slave é aquele que é programado. No nosso caso, o Arduino é o Master, enquanto o Atmel1284p é o Slave. O SPI necessita de 3 conexões, a MISO MOSI e SCK. SCK é o Serial Clock e é comandado pelo Master. A cada pulso dado pelo SCK, 1 bit é enviado pelo MOSI e 1 bit é recebido pelo MISO, onde o bit mais significante sempre vai primeiro. A velocidade em que é o microcontrolador é programado é definido pelo baudrate, neste caso de

101 101 5 DESENVOLVIMENTO PRÁTICO 5.1 ARQUITETURA GERAL A seguir está o diagrama de blocos como esquemático do sistemas: Figura 45 - Diagrama de blocos do sistema geral. Fonte: Própria. O cliente opera o sistema embarcado, o qual se comunica com a estação central e após o cliente escolher o pedido a estação central o pedido é inserido no banco de dados e percebido pelo sistema final da franquia escolhida. O cozinheiro então prepara os pedidos para o cliente.

102 SOFTWARE JAVA Interface. A interface foi desenvolvida em Java e permite a interação entre diversos atores do sistema. Será através dela que os pedidos efetuados por cada cliente em cada sistema embarcado chegarão para as franquias informando ao funcionário ou ao cozinheiro que determinado produto devera entrar em modo de preparo. A interface ira mostrar na tela a lista de todos os pedidos realizados até o momento em uma lista e suas respectivas ordens, essa funcionalidade está disponível parte da cozinha. Outra funcionalidade é a comunicação do gerente da franquia com o cardápio, é feita através da parte da gerência e permite que os produtos sejam adicionados e alterados. Entre as opções de alteração do produto, estão as de adicionar e remover, alterar preço e marcar como indisponível, que significa que a quantidade do produto foi esgotada, entre outras. Existe um acesso a funções de administração geral do software para que se possa cadastrar ou remover uma franquia e também é possível reinicializar a tabela de pedidos quando o administrador julgar necessário. O software tanto da estação central como da estação final estão desenvolvidos como descrito nos diagramas de planejamento.

103 103 Figura 46 - Interface do Gerente (aba de gerência). Fonte: Própria.

104 104 Figura 47 - Interface do Gerente (aba da cozinha). Fonte: Própria.

105 105 Figura 48 - Interface do Gerente (relatorios). Fonte: Própria.

106 106 Figura 49 - Interface do Gerente (acessos). Fonte: Própria.

107 107 Figura 50 - Interface da Cozinha. Fonte: Própria.

108 108 Figura Interface Admin (excluir (inserir franquia). franquia). Fonte: Própria. 5.3 SISTEMA EMBARCADO DISPLAY LCD O display utilizado é fabricado pela PowerTip, modelo PG H. Para seu interfaceamento com o microcontrolador AVR, utilizou-se a biblioteca presente em [CAFELOGIC]. O barramento de dados do display foi ligado ao PortB e os pinos de controle foram ligados no PortC, mais especificamente PortC3 a PortC7. Sua conexão com o microcontrolador pode ser vista no Apêndice A TIMER Para economizar energia, o backlight do display LCD não ficará ligado diretamente na alimentação, e sim, em um pino digital do Atmega1284 através de um transistor e o nível lógico desse pino será controlado por um timer.

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