Revsta da Graduação Vol. 4 o. 6 eção: FACULDADE DE EGEHARIA Título: Gerencamento de flas de atendmento usando ZIGBEE Autores: Mayara Ferrera da lva e Jorge Ferrera da lva Flho Este trabalho está publcado na Revsta da Graduação. I 983-374 http://revstaseletroncas.pucrs.br/ojs/ndex.php/graduacao/artcle/vew/8659/6
GERECIAMETO DE FILA DE ATEDIMETO UADO ZIGBEE Mayara Ferrera da lva Me. Jorge Ferrera da lva Flho REUMO A Teora de Flas de Atendmento engloba técncas e soluções matemátcas, através de probabldade, para gerencar pontos de atendmento de forma mas ágl e efcaz possível. Por meo dos modelos matemátcos consegue-se encontrar um ponto ótmo, tanto em relação a número de servdores, como em questões como tempo de espera do clente na fla e tempo de conclusão do servço, quando o clente é atenddo. Com esses dados em mãos, pode-se crar um sstema que gerence essas flas e os guchês de atendmento, com o uso do mcroprocessador MP43. Este pode fazer controle das senhas que serão retradas pelos clentes (e que devem ser mpressas), do panel eletrônco, onde aparecerá o número do próxmo clente a ser atenddo, e também dos termnas que estão lvres e quas estão sendo lberados para entrada de um novo clente. Para fazer a comuncação entre os termnas de atendmento com a mpressora de senhas e o montor (que exbe as senhas chamadas), será utlzado o módulo ZIGBEE, possbltando uma comuncação sem utlzação de fos entre eles, facltando a nstalação dos mesmos a certa dstânca uns dos outros. Dentre outras soluções, pretende-se nstalar este sstema na ecretara da Faculdade de Engenhara da Pontfíca Unversdade Católca do Ro Grande do ul, conduzndo o atendmento aos alunos de manera mas organzada e com agldade nos processos, para que os mesmos estejam mas satsfetos com o atendmento da undade. Palavras-chave: Teora de Flas de Atendmento. Mcroprocessador MP43. Módulo de Comuncação sem Fo ZIGBEE. Gerencamento de stema de Flas. Acadêmco da Faculdade de Engenhara Elétrca da PUCR. E-mal: may.ferrera@gmal.com Professor da Faculdade de Engenhara Elétrca da PUCR. E-mal: jorgef@pucrs.br
ITRODUÇÃO Atualmente vvemos no mundo cuja prncpal característca é a explosão de nformações, que traz como conseqüênca uma busca de soluções rápdas e novadoras, sobretudo a agldade nos processos. Uma socedade que avança em níves tecnológcos e econômcos necessta uma contínua melhora em questões de organzação e gerencamento, possbltando uma potencalzação dos esforços para o atendmento destes requstos. Em decorrênca dsto, cada vez mas se busca novas formas de gerencamento de fluxos, tanto de nformações como de pessoas, alado ao uso ntenso de novas tecnologas e sstemas de comuncação. este contexto, elabora-se este trabalho a fm de desenvolver um Gerencador Eletrônco de Flas de Atendmento, o qual se utlza para automatzar os dferentes sstemas de atendmento ao públco. Este projeto é mplementado com o ntuto de melhorar a performance no atendmento na secretara da Faculdade de Engenhara da Pontfíca Unversdade Católca do Ro Grande do ul, podendo torná-lo mas ágl e efcaz, prncpalmente em épocas de maor concentração de pessoas, como período de matrículas, semana da engenhara, entre outros eventos. O objetvo prncpal do trabalho é o gerencamento da fla de espera para atendmento na secretara geral do curso de Engenhara da PUCR, procurando separar seus dferentes tpos e encamnhar os alunos de forma mas focada e objetva a um profssonal que mas aplcadamente o ajudará. Além dsto, procura-se também gerencar os tempos de espera e de atendmento, com o propósto de aumentar a efcáca dos profssonas que al se encontram, e também dexar os alunos, ou outros ndvíduos que procurarem atendmento, mas satsfetos com o atendmento. REFERECIAL TEÓRICO Este trabalho basea-se na teora de flas de espera, vsto que no da-a-da todos enfrentam este dlema, seja no banco, supermercado, ou até mesmo no trânsto, quando ocorrem engarrafamentos. A Teora das flas propõe que através de expressões matemátcas e propredades mensuráves das flas consga-se obter um ponto ótmo, satsfazendo o clente, em termos de tempo de espera e solução, e também sendo economcamente vável ao provedor dos servços.
3. DECRIÇÃO DO COTEXTO O sstema de flas pode ser descrto como um sstema em que os clentes, os quas não são necessaramente pessoas (como por exemplo, processos de uma máquna), chegam e fcam aguardando sua vez de serem atenddos; caso a fla esteja vaza, os mesmos são atenddos medatamente e após a utlzação dos servços os clentes saem do sstema. Como na maora das vezes os servdores encontram-se ocupados, os clentes devem esperar em uma fla (FCF). A Fgura mostra um resumo smplfcado do modelo de flas de espera. 4 3 ervdor Clentes chegando Clentes sando Fgura. Modelo de Flas de Espera. COCEITO BÁICO Para que se entenda melhor a teora das flas de espera utlzam-se alguns parâmetros que as caracterzam. Desta forma, descrevem-se a segur algumas delas, para maor compreensão do que é proposto nesta seção. Centro de servço - Representa os recursos do sstema, compreendendo um ou mas servdores e um conjunto de clentes que esperam pelo servço. Fla - Representa os clentes que estão esperando pelo servço, juntamente com os que estão sendo atenddos pelos servdores. Fla de espera - omente os clentes que estão aguardando pelo servço. F.I.F.O. - Frst In Frst Out: o prmero a entrar é o prmero a sar. F.C.F.. - Frst Come Frst erved: o prmero a chegar é o prmero a ser atenddo. LCF - (Last Come, Frst erved): Últmo a chegar, Prmero a ser Atenddo LIFO - (Last In, Frst Out): Últmo a Chegar, Prmero a ar. Aplcável em sstemas em que o tem mas recente é mas fácl de ser recuperado, como por exemplo em sstemas de controle de estoque.
4 Padrão de Chegada dos Clentes - É precso conhecer a dstrbução de probabldade de chegada dos clentes, dado os tempos entre as sucessvas chegadas dos mesmos, ou até se chegam smultaneamente. o Estaconáro Que não muda com o tempo. o ão-estaconáro Muda em dferentes tempos. Padrões de ervços O processo de servço pode depender do número de clentes esperando pelo servço, ou seja, o servdor pode trabalhar mas rápdo se a fla estver aumentando, ou, caso contráro, pode ser tornar confuso e fcar mas lento. Isto se chama servço dependente do estado. Dscplna de Flas - A dscplna de flas refere-se ao modo pelo qual são escolhdos os clentes para entrar em servço assm que a fla estver formada. A mas comum é F.I.F.O, porém exstem outros tpos. Verfcamos duas stuações geras de prordade: preemptva, onde o clente com mas alta prordade entra em servço ndependente de outro com menor prordade estar sendo servdo ou não-preemptva, onde os clentes com mas alta prordade vão para o níco da fla, mas só entram em servço quando o clente sendo atenddo dexa o sstema, mesmo que ele tenha baxa prordade. úmero de Clentes (M) - úmero de clentes que chegam na fla e que pode ser nfnto. Capacdade do stema (K) - Lmtação físca da quantdade de espaço na fla de atendmento de um clente e a conseqüente dmnução do tamanho da fla. úmero de Canas de ervço - úmero de estações de servços paralelos que podem servr os clentes ao mesmo tempo. Temos dos tpos de sstema multcanas: um que possu uma únca fla (Fgura ), e o outro que possu flas específcas (Fgura 3) para os servdores (dferentes tpos de servços). É geralmente assumdo que os mecansmos de canas paralelos operam ndependentemente um do outro. Utlzação - Fata de tempo que o sstema permanece ocupado, atendendo a clentes. População - Quantdade de atendmentos a serem fetos em um determnado nstante. Tempo de resposta - Intervalo de tempo entre o peddo e o níco/conclusão do servço.
5 Fgura. stemas Multcanas Fla Únca Fgura 3. stemas Multcanas Flas Independentes Estágos de ervço Um sstema de flas pode ter um únco estágo de servço ou pode ter város estágos. Round-robn (algortmo) - cada clente recebe uma fata de tempo do servdor (quantum), dentro da qual é atenddo. Após o térmno do quantum, se a atvdade não fo completada, o clente é retrado e outro passa a ser atenddo. Posterormente, o clente que fo nterrompdo retorna ao servdor e contnua a sua atvdade..3 PARAMETRIZAÇÃO DE ITEMA endo λ a taxa méda de chegadas ao sstema (clentes/seg) e µ a taxa méda de servços (servços/seg), o tempo de chegada entre clentes é, em méda, λ, e o tempo de servço de cada clente é, em méda, µ (ver Fgura 5).
6 Logo, é possvel observar-se a razão Fgura 4. Parametrzação de stemas λ (ntensdade de tráfego), mostrando que: µ e >, há mas chegadas do que saídas de clentes. O número de clentes no sstema é lmtado, o sstema é nstável; e <, há mas saídas do que chegadas de clentes. Exste uma solução estaconára para o sstema; e, sgnfca que chega, em méda, o mesmo número de clentes que saem do sstema. Qualquer número de clentes no sstema é equprovável, o sstema é nstável Um Processo de Chegada e aída de Clentes é caracterzado pela dupla ( Μ, Τ), onde: M é o conjunto de estados; ( x y) T, é taxa de ocorrênca da transção do estado x para o estado y. T é a função de transção a qual assoca uma taxa de ocorrênca de uma transção de um estado para outro. A função T possu domíno em M M e contradomíno nos + R..3. OTAÇÕE upondo uma dscplna de servços FCF, temos a segunte notação: A Função de Probabldade Tempo de Chegada B - Função de Probabldade Tempo de ervço m número de servdores K capacdade do sstema M número de clentes endo (K) e (M) nfntos, pode-se utlzar apenas as notações restantes. Os valores A e B têm valores que representam a dstrbução a utlzar. O valor M representa uma dstrbução exponencal negatva dos tempos conhecda por Markov ou Posson. o gráfco segunte (Fgura 4) está representada a dstrbução de probabldades de chegarem n clentes num ntervalo de segundo quando a méda é de 4 clentes por segundo.
7 Fgura 5. Dstrbução de Markov de Méda 4 Clentes por egundo Já pela notação de Kendall (Tabela ) temos o segunte: A Função de Probabldade Tempo de Chegada B - Função de Probabldade Tempo de ervço m número de servdores K capacdade do sstema M dscplna de servço Da mesma forma, sendo (M) do tpo FIFO e (K) nfnta, pode-se utlzar apenas as notações restantes. Tabela. otação Kendall.3. ITEMA DO TIPO M M Quando o sstema possu capacdade nfnta e um servdor, e dstrbução de tempo de chegada e de servço do tpo Exponencal (M/M/ /), sendo também chamado ndependente de carga, a probabldade de estar no estado depende da probabldade de estar no estado e das taxas de saída de para e de retorno de para. Como o somatóro de
8 todas as probabldades tem que ser, a probabldade do prmero estado (estado ) é determnada sabendo-se a soma de todas outras probabldades. Desta manera, para > temos que a probabldade de se encontrar no estado P ) é: λ P µ P estando o número de chegadas e saídas do sstema em equlíbro P K K + K K + P K PK P ( P P λ µ e P λ µ.3.3 ITEMA DO TIPO M M C K Quando o sstema possu capacdade fnta, podendo ter város servdores (M/M/C/K), sendo também chamado dependente de carga, pode ser soluconado (obter as probabldades para cada estado) da segunte forma: prmeramente atrbu-se um peso qualquer para o estado ). Para facldade de cálculos pode-se utlzar ; para obter os pesos dos estados onde > utlza-se a fórmula para o cálculo de probabldades: assm obtém-se K λ λ o µ µ (.. pesos para os estados a K. Estes pesos mantêm, entre eles, as mesmas proporções que as probabldades P..PK. Assm, devemse normalzar os resultados obtdos para que a soma das probabldades seja, fazendo: P K j Quando C >, o modo de resolução é bastante smlar, porém, após atrbur um peso ao estado (por exemplo, ), utlza-se a segunte fórmula para obter pesos para os demas estados: o j mn λ (, C) µ
9 Onde mn(x,y) x, se x < y ou mn(x,y) y em caso contráro. A partr dsso, os resultados são normalzados como no caso anteror para obter as probabldades..4 OCUPAÇÃO MÉDIA DA FILA DE EPERA O cálculo da ocupação méda da fla de espera pode ser um parâmetro mportante para o dmensonamento da mesma, vsto que num sstema real não se tem uma fla com capacdade nfnta. endo o número de elementos na fla, escreve-se que: K K PK K P P K K K K K Efetua-se a mudança de varável K n, onde: P n ( ) n λ E por fm,. µ λ, e repondo a varável K, K P ( ) K.5 ATRAO MÉDIO O ITEMA O atraso médo no sstema (T) é o tempo que decorre desde que um clente entra no sstema até que sa do mesmo (servdo). É possível decompor o atraso médo no sstema numa componente de espera na fla (T) e uma componente de tempo de servço (T), sendo T e µ T. µ + + T T T + λ T µ µ µ ( ) Conseqüentemente chegamos a expressão de Lttle: λ T Por outro lado pode-se obter também T. λ ( ) ( µ λ) E então chegar a equações para o número médo de clentes em espera ( número médo de clentes sendo atenddos ( ): ) e para o
T T T + T T + λ λ T µ λ λ µ λ λ T.6 EXPREÃO DE POLLAZECK-KHICHIE A Expressão de Pollazeck-Khnchne permte determnar a ocupação méda do sstema em função do desvo padrão (σ ) e méda do tempo de servço ( T ): ( ) σ + + + T Para uma fla M/M/, o desvo padrão é gual a T, então ( ) +. Já para uma fla M/D/, o desvo padrão é gual a zero, e ( ) +. Logo, percebemos que nas componentes, ) D / / ( /) / ( M M M. E, usando a expressão Lttle, verfcamos o atraso médo do sstema: ( ) ( ) µ σ µ λ σ λ + + + + T T T.7 FILA FIITA a prátca as flas não podem crescer lvremente, supondo uma capacdade fnta, temos: o K K P, µ λ + K P K P K K P P + P Temos a probabldade de bloqueo P : B P P P +.
.8 MÉTODO OPERACIOAL.8. QUATIDADE OPERACIOAI observação. ão quantdades que podem ser meddas dretamente durante um período fnto de Período de observação: T úmero de chegadas (arrvals): A úmero de térmnos (completons): C Tempo ocupado (busy tme): B Taxa de chegada: λ Throughput: Utlzação: U X B T C T A T Tempo médo de servço: B C.8. LEI DA UTILIZAÇÃO B C B U e U X T T C.8.3 LEI DE LITTLE Q λ R Q : úmero médo de clentes; R : Tempo médo de resposta R + : Tempo médo de servço; : Tempo médo de espera e o sstema está em equlíbro, a taxa de chegada é gual ao throughput, portanto: Q X R
3 METODOLOGIA A metodologa aplcada permea um estudo mas aprofundado da teora de flas de espera, bem como suas soluções matemátcas, e no desenvolvmento de um módulo capaz de fazer o gerencamento das nformações, nterlgando todos os equpamentos, além de operaconalzar uma comuncação sem fo entre os mesmos. Para tal, será pesqusado ncalmente as teoras quanto ao sstema de flas de espera e modelos de probabldade, para que se possa obter algum conhecmento teórco do que será mplementado. Logo depos se atua na construção do módulo de controle e gerencamento dos equpamentos. Um módulo rá controlar os tckets que serão mpressos com o número de atendmento, conforme chegada dos clentes a fla e também a comuncação pelo panel eletrônco do número a ser chamado. O outro módulo va montorar os guchês de atendmento, nformando quas estão lberados para o próxmo clente da fla. Para comuncação entre estes dos módulos, será utlzado o módulo ZgBee, ZgBee Pro da RogerCom, que estabelecerá uma comuncação sem fos entre os dos módulos. o captulo 4.5. será desenvolvdo o protocolo para aplcação neste trabalho. A segur temos um quadro-resumo dos dos módulos, os quas rão se comuncar através do módulo ZgBee: Panel Eletrônco ZIGBEE COTROLE IMPREORA Fgura 6. Módulo I Impressão de enha e Panel Eletrônco ZIGBEE COTROLE GUICHE ATEDIMETO Fgura 7. Módulo II Controle dos Guchês de Atendmento Prmeramente será mplementado o software de controle, utlzando a placa de processadores /, onde estará o mcroprocessador MP43 que terá dos procedmentos para controlar. Um deles será a geração das senhas de atendmento, ncrementada a cada clente que chegar e sendo zerada ao fnal do da, para que rence no próxmo, e envando a
3 numeração para mpressora que ejetará um comprovante para o clente. esta etapa o clente deverá escolher entre algumas opções a que melhor atende a sua requsção, para que possa ser encamnhado ao termnal correto para soluconar seu problema. O outro será envar a senha e o guchê, que será recebdo através do módulo Zgbee, para serem exbdos no montor; o número ndcado corresponderá ao próxmo clente a ser chamado. Logo após, será crada uma segunda placa, também contendo o mcroprocessador MP43, que então rá controlar os guchês de atendmento, montorando quas estão lvres e quas vêm sendo lberados para atender os clentes que aguardam na fla. Ele deverá encamnhar o clente para um termnal que possa atender a sua necessdade, devendo avalar também se o termnal lberado corresponde a um servço váldo para o mesmo. Até este momento os dos módulos estarão prontos, porém será necessáro que os mesmos se comunquem entre s. Esta comuncação se dará através do módulo ZgBee, que será a próxma etapa do projeto a ser cumprda, mplementando um protocolo para que as duas undades possam transmtr e receber nformações. O Módulo deverá envar a quantdade de clentes aguardando na fla,e o Módulo os guchês lvres para atendmento do clente que está na fla. Por fm, todos os testes serão realzados, smulando dversas stuações, com dferentes tpos de atendmento, até que seja comprovado que o sstema está operando corretamente. 4 APLICAÇÃO PRÁTICA Este projeto pretende ser desenvolvdo na secretara da Faculdade de Engenhara Elétrca da Pontfíca Unversdade Católca do Ro Grande do ul. A PUCR é uma nsttução de ensno superor, de pesqusa e de extensão, consttuída por um conjunto de undades (faculdades, nsttutos, etc.), que promove a formação profssonal e centífca de pessoal de nível superor, a realzação de pesqusa teórca e prátca nas prncpas áreas do saber, o armazenamento e a dvulgação de seus resultados e a promoção de atvdades de extensão. Dante do exposto, o prmero passo fo consultar as secretáras da Faculdade de Engenhara, que convvem da-a-da no ambente, verfcando o tpo de atendmento e alguma partculardade que al pudesse haver. As mesmas nformaram que todas atendem a todos, não exstndo dvsão de funções de atendmento e que cada uma possu um guchê fxo. Então se segue o trabalho através da mplementação e programação de software e hardware.
4 4. O MICROCOTROLADOR MP43F69 Para mplementação deste projeto fo utlzado um kt de desenvolvmento, elaborado para as dscplnas de Laboratóro de Processadores da Faculdade de Engenhara; o mesmo utlza como mcrocontrolador, o MP43F69 da Texas Instruments, que pertence a famíla do MP43, os quas são muto usuas em projetos e possuem característcas como: reduzdo consumo, rapdez e capacdade de processamento, além de possur dversos perfércos que permtem um nterfaceamento rápdo e efcaz com dversos tpos de perfércos externos. Algumas característcas do mcroprocessador MP43F69: Arqutetura RIC de 6bts; Freqüênca de trabalho de até 6MHz; Memóra RAM de 4kB; Memóra FLAH de kb; Almentação faclmente fornecda de.8v a 3.3V; Protocolos nternos para comuncação seral UART (Unversal Asynchronous Recever/Transmtter), PI (eral Perpheral Interface) e IC (Inter-Intergrated Crcut); Ferramenta de desenvolvmento MPGCC. Fgura 8. Dagrama de blocos funconal do MP43F69 O Dagrama de blocos funconal do MP43F69mostra a arqutetura nterna do MP43F69, através de um dagrama de blocos.
5 4. EQUELETO DO PROGRAMA Inca-se a programação dos módulos através de um fluxograma, que ndca todos os blocos necessáros, com possbldade de testes ao longo do mesmo. Utlza-se a lnguagem C, com auxílo do complador MPGCC. Inca Clock Inca Clock Inca TmerA, erala, erala, Dsplay_Leds Inca varáves Inca TmerA, erala Inca varáves Testa 5us Atualza Contador Tempo Testa 5us Atualza Contador Tempo Verfca ms Atualza Contador ms Verfca ms Atualza Contador ms Maquna Estados Dsplay_leds Verfca 5ms Verfca 5ms Atualza Contador 5ms Atualza Contador 5ms Maquna Estados Controle Maquna Estados Controle Verfca s Atualza Contador s Fgura 9. Fluxograma de base para o desenvolvmento do projeto.
6 Para o Módulo I, ncalza-se o Clock de 6MHz va crstal, e também as nterfaces necessáras: TmerA, erala, erala e Dsplay_Leds, assm como as varáves utlzadas no programa. O delay base é fxado em 5us, dvdndo-se o clock por 8, e a cada cclo de nterrupção ncrementa-se uma varável, até atngr contagens e chegar ao valor de ms, e a varável é resetada. A partr de ms, ncam-se dos novos contadores, um para 5ms, que contará até 5 e o outro para s, que contará até. esta rotna de ms também é chamada a máquna de estados para o Dsplay de Leds. A cada 5ms, ncam-se as rotnas de controle da mpressora e da escrta no dsplay de leds, e a cada segundo, atualzam-se as funções do relógo. Todas essas rotnas serão detalhadas adante. Já o Módulo II é um pouco mas smples, devdo apenas controlar os caxas lvres e fazer o envo da nformação va ZgBee. A ncalzação do clock ocorre da mesma forma e as nterfaces utlzadas são TmerA e erala. Igualmente a ndcação das varáves do programa e o ajuste dos delays de 5us, ms e 5ms. As funções do programa pertencem todas ao delay de 5ms, e também serão detalhas no que segue. 4.3 MÓDULO DETALHAMETO 4.3. DIPLAY DE LED O dsplay de leds utlzado no trabalho tem um aconamento seral por lnha e por coluna, são 7 lnhas e 4 colunas, das quas 7 de leds verdes e mas 7 de leds vermelhos, e caso acenda-se as duas cores, tem-se a cor amarela. Conforme Fgura, estando o dado em hablta o led, porém deve estar tanto na lnha como na coluna para ser aceso. D D CK CK *Lnha *Lnha 7 D D CK CK *Coluna *Col. 4 Fgura. Flp-Flops de Lnha e Coluna
7 Os leds são acesos por lnha, ou seja, uma lnha de cada vez, devdo ao dsplay ter uma fonte de corrente para cada coluna, garantndo assm o brlho máxmo. e for acesa mas de uma lnha na mesma coluna, a corrente será a mesma, dmnundo o brlho dos leds. 4.3. COTROLE BOTÃO E IMPREÃO Quando um clente chega na secretara, acona um botão e é mpresso um tcket com a senha para atendmento. Este processo é controlado a partr de uma máquna de estados como será descrto a segur. 4 Inco Botão 3 Prnt Full! enha Tem espaço na fla! Fm_mpressão Fgura. Máquna de Estados de Controle do Botão e Impressão o estado, o botão fca sendo montorado, aguardando a chegada de clentes. Ao ser pressonado, é feto um teste de debounce através do estado, e caso postvo, passando ao estado. este estado faz-se o ncremento da senha e verfcação do estado da fla: estando chea volta-se ao estado, e se houver espaço, salta-se para o estado 3, onde será feta a mpressão. Estando a mpressora lvre, será mpressa a senha e ncrementada a máquna para o estado 4, onde será alterada a varável de controle das posções na fla, e após retornará ao estado. Porém se já estver em processo de mpressão permanecerá no estado 3, aguardando lberação para mpressão. 4.3.3 COTROLE ECRITA O DIPLAY DE LED FILA VAZIA Fgura. Máquna de Estados Controle Escrta no Dsplay de Leds
8 O controle da escrta no dsplay é uma rotna que é chamada apenas se o ZgBee receber uma mensagem, aconando automatcamente esta função. o estado, verfca se exstem clentes na fla, caso contráro, permanece no mesmo. Havendo clentes na fla, hablta estado, onde rá envar o número da senha e do guchê do próxmo atendmento, os quas serão escrtos no dsplay de leds. Então va ao estado e ncrementa o fnal da fla, ndcando próxmo clente a ser atenddo. 4.4 MÓDULO DETALHAMETO 4.4. COTROLE DE GUICHÊ 4 3 3 4 3 4 3 4 5 end 6 TO ou Fm Mensagem Fgura 3. Máquna de Estados de Controle dos Guchês de Atendmento Quando o termnal de atendmento está lberado, o atendente pressona um botão. Cada atendente tem um botão dferente, que ao ser pressonado, ndcará o próxmo estado da máquna. endo, passará ao estado,, ao estado, 3 ao estado 3e 4 ao estado 4. Em todos estes estados verfca-se o debounce, que sendo confrmado o pressonamento do botão, pulará para o estado 5, onde entrará na função de envo da mensagem, e rá ao estado 6, verfcando o envo de toda a mensagem. Caso toda mensagem tenha sdo envada então voltará ao estado, ou fcará aguardando envo, e só retornará ao estado se ocorrer Tmer Out.
9 4.5 ZIGBEE 4.5. COFIGURAÇÃO ZIGBEE Para setar as confgurações do módulo ZgBee adqurdo, utlzou-se um adaptador UB, que através do software X-CTU, dsponível no ste do fornecedor, permte programar os parâmetros da comuncação va rádo, como: endereço dos módulos, determnação do mestre e dos escravos, programação de portas de entrada e saída, nterface de comuncação com o processador. Conforme ajustada a seral, seguu-se os mesmo padrões para o ZgBee: 8 bts de dados, sem pardade, stop bt e taxa de 96bps. a Fgura 4 encontra-se a tela prncpal do programa X-CTU. Fgura 4. Tela do Programa X-CTU Confguração ZgBee 4.5. PROTOCOLO ZIGBEE Para comuncação entre os módulos do ZgBee Pro, fo estabelecdo um protocolo específco, através de máqunas de estados, detalhadas abaxo. O esquema abaxo representa a Máquna de Estados pertencente ao Módulo I: ACK EQ ACK Fm 3 Dsplay TO TO ou BCC Error Fgura 5. Máquna de Estados ZgBee Módulo I
o estado, o mestre enva um enqure ao escravo, perguntando se este tem algo para transmtr, e salta para o estado. Caso escravo responda com um ACK, va para o estado, onde o mestre receberá a mensagem do escravo, verfcando se fo recebda toda mensagem. Do contráro, recebendo um ACK, ou mesmo se exceder o lmte de tempo (TO), voltará ao estado. Estando no estado, havendo erro de BCC, ou esgotando lmte de tempo, voltará ao estado. e toda mensagem fo recebda sem erros, passará ao estado 3, onde processa nformação recebda para snalzar o Controle de Escrta no Dsplay, qual caxa está lvre para o próxmo clente, e depos retornando ao estado. O esquema abaxo representa a Máquna de Estados pertencente ao Módulo II: ADDR/EQ DADO 3 4 Espera ACK Pacote OK OK ADDR/EQ ÃO TEM DADO TO (não envada) Fgura 6. Máquna de Estados ZgBee Módulo II o estado fca aguardando, se receber um pacote verfca se é para o seu endereço e se é do tpo enqure e caso postvo va para o estado (se houver dados a serem envados) ou para o estado (se não houver guchês lvres). Estando no estado, va envar um ACK e voltar ao estado. Porém, se estver no estado, va envar um ACK ao mestre e pular para o estado 3. o estado 3 va envar a mensagem e ncrementar para o estado 4. Então, se a mensagem chegar corretamente ao Módulo I, receberá um ACK do mestre e retornará ao estado, lberado para outra transmssão, ou do contraro, atngndo Tme Out, rá ao estado para retransmtr a mensagem. Estrutura das Mensagens trocadas entre Mestre e Escravo, segundo protocolo adotado: ADDR TX MEAGEM ETX BCC ADDR EQ BCC ADDR ACK BCC ADDR ACK BCC ADDR Endereço do Zgbee Escravo. TX Inca buffer (H). MEAGEM Informação trocada entre os módulos
ETX Termna buffer (3H). BCC Block Check Caracter (caracter de checagem do bloco). EQ Pergunta se termnal tem mensagem (5H). ACK Tem mensagem para envar. ACK ão tem mensagem a ser envada. 4.6 ERIAL A comuncação da porta seral fo crada de forma assíncrona, sem bt de pardade, com pacotes de 8 bts de dado e stop bt, e a uma taxa de 96bps. Esta confguração fo utlzada tanto na comuncação com a mpressora, como com o ZgBee. 4.7 DEEVOLVIMETO DE HARDARE O Kt de Laboratóro de Processadores utlzado no trabalho não possu nterface seral R3 para a comuncação com a mpressora, logo, fo necessára a mplementação de uma placa contendo esta nterface e também uma conexão para o adaptador do ZgBee. egue abaxo o esquemátco da mesma: IPOC- J 9 8 7 6 5 4 3 J7 HEADER 3 4 5 6 7 8 9 J IPOC- C3 n HEADER C n 9 8 7 6 5 4 3 J6 C n C4 n IPOC- 3 8 3 4 5 6 U RI RI TI TI C+ C- C+ C- V+ V- 5 VCC 6 MAX3 3 4 5 6 7 8 9 ROUT ROUT TOUT TOUT GD J4 9 4 7 C5 n J3 HEADER 9 Fgura 7. Esquemátco Orcad
4.8 FUCIOAMETO DO ITEMA Para o funconamento do sstema, tem-se, de um lado a mpressora e o panel eletrônco, e de outro, os guchês de atendmento. Chegando um clente na fla, o mesmo aperta o botão, aconando a mpressão de uma senha, conforme Fgura 8. Este clente fca aguardando até que o panel eletrônco exba sua senha e o guchê ao qual ele deve drgr-se, vde Fgura 9. Fgura 8. Impressora Bematech MP- MI Fgura 9. Dsplay de Leds 4.9 DICUÃO FIAL O sstema de atendmento da secretara da Faculdade de Engenhara da PUCR não possu grandes complexdades, pos não tem um fluxo ntenso de pessoas na maor parte do tempo, por sso fo dspensado um estudo mas aprofundado de reorganzação do sstema físco. Porém, se aprovada a execução do projeto, deve-se fazer este estudo, a fm de analsar seu perfl, verfcando as possbldades de nclusão ou exclusão de termnas de atendmento. De um modo geral todo o sstema funconou conforme objetvos ncas, exceto alguns detalhes descrtos no começo do trabalho como: reset de senha ao fnal do da e caxas
3 com dferentes tpos de atendmentos, o que anda pode ser complementado de forma smples, com dedcação de mas um período de tempo para o trabalho. 5 COCLUÕE O objetvo prncpal deste trabalho era mplementar um sstema capaz de gerencar flas de atendmento de clentes. Por ser um trabalho realzado dentro da PUCR, deu-se preferênca em aplcá-lo na própra unversdade, mas especfcamente na secretara da Faculdade de Engenhara, local onde muto se convve. Utlzando o Kt de Laboratóro de Processadores desenvolvdo para a cadera de Laboratóro de Processadores, que tem como mcroprocessador o MP43F69, fo possível desenvolver dos tpos de programas: um controlando a mpressão de tckets com as senhas de atendmento e a recepção de nstruções de guchês lvres, e o outro controlando a lberação dos guchês e transmtndo tal nformação a outro módulo. O módulo ZgBee (XBee Pro) fo muto útl, pos permtu que os equpamentos mantvessem uma certa dstânca entre s, sem a necessdade de fos nterlgando os mesmos, segundo um protocolo defndo especfcamente para esta aplcação. O desenvolvmento do protocolo seguu o esquema do protocolo poll/select, que eh um protocolo para comuncação assíncrona muto utlzado. Através deste trabalho fo possível reunr dferentes concetos estudados durante o curso, permtndo uma aplcação prátca real dos mesmos. Este trabalho possblta que se desenvolva um projeto do começo ao fm, ntegrando tudo que se aprende, e também se deparando com todas as dfculdades que surgem ao longo dele, levando o aluno mas perto do que va enfrentar fora da unversdade, no seu da-a-da de trabalho. Com o desenvolvmento do trabalho percebeu-se uma dferença entre este e os outros trabalhos aplcados pelos professores ao longo dos anos. este trabalho não hava um rotero certo a cumprr, determnado pelo professor, mas sm o aluno que deva buscar os seus objetvos e traçar seu rumo, claro, com apoo do orentador. Por fm, compreende-se que este trabalho deve ser contnuado, vsto que este assunto é muto amplo e pode ser aplcado em dversas stuações. ugerem-se dos segumentos prncpas: um mas focado na parte teórca, e no uso das teoras de probabldade, e o outro na prátca, do desenvolvmento do software. Para a questão teórca, pede-se aplcar as equações matemátcas destacadas neste artgo, o que exge um estudo muto mas aprofundado da stuação do ambente de execução
4 (como neste caso a secretara), conhecendo os dferentes padrões de chegada dos clentes na fla, seus tempos mínmos e máxmos de espera e atendmento, quantdade dsponível de termnas nos dferentes horáros, dentre outros. Já na parte prátca, pede-se o desenvolvmento de um sstema mas robusto, com flas de atendmento múltplas, onde cada guchê atenda dferentes tpos de stuações, escolha préva do clente pelo servço requerdo, facltando o encamnhamento do clente para o servdor que melhor lhe atenda, e também a aplcação de um sstema sonoro a cada chamada do próxmo clente. 6 REFERÊCIA [] PRADO, Darc. Teora das Flas e mulação. 3ª edção, ão Paulo, 4. [] M. Ajmone-Marsan, G. Balbo, and G. Conte. Performance Models of Multprocessor ystems. The MIT Press, Cambrdge, UA, 986. [3] Teora de Flas de Espera. Dsponível em http://www.de.sep.pp.pt/~andre/ documentos/tfe.html. Acessado da 3/8/. [4] ETGAP. oluções para controle de flas. Dsponível em http://www.fcatec.com/ netsgap. Acessado em /9/. [5] ITEMATH stemas e oluções. Dsponível em http://www.sstemath.com.br/ rentadoresenha.html. Acessado em /9/. [6] Costa, Lucano Cajado. Teora das flas. Apostla desenvolvda para dscplna de Teora de flas e smulação. Dsponível em http://www.denf.ufma.br/~maro/grad/flas/teoraflas_ Cajado.pdf. Acessado em /9/. [7] Datasheet MP43F69TPM. Dsponível em http://focus.t.com/lt/ds/symlnk/msp43 f69. pdf. Acessado em 3//. [8] Manual da Impressora MP- MI. Dsponível em http://www.bematech.com.br. Acessado e m 5//. [9] Xbee Pro. Dsponível em http://www.rogercom.com. Acessado em 3//.