ύζηεκα πιινγήο δεδνκέλωλ βαζηζκέλν ζε πιαηθόξκεο Αζύξκαηνπ Γηθηύνπ Αηζζεηήξωλ θαη Δλζωκαηωκέλεο δηθηύωζεο

Transcript

1 ΔΘΝΗΚΟ ΚΑΗ ΚΑΠΟΓΗΣΡΗΑΚΟ ΠΑΝΔΠΗΣΖΜΗΟ ΑΘΖΝΩΝ ΥΟΛΖ ΘΔΣΗΚΩΝ ΔΠΗΣΖΜΩΝ ΣΜΖΜΑ ΦΤΗΚΖ ΓΗΑΣΜΖΜΑΣΗΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΔΣΑΠΣΤΥΗΑΚΧΝ ΠΟΤΓΧΝ ΣΟΝ ΖΛΔΚΣΡΟΝΗΚΟ ΑΤΣΟΜΑΣΗΜΟ ΓΗΠΛΧΜΑΣΗΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ύζηεκα πιινγήο δεδνκέλωλ βαζηζκέλν ζε πιαηθόξκεο Αζύξκαηνπ Γηθηύνπ Αηζζεηήξωλ θαη Δλζωκαηωκέλεο δηθηύωζεο Μηιηηάδεο Α. Πνπιίδνο Δπηβιέπνληεο: Γξ. Γεώξγηνο Κνπξνππέηξνγινπ, Αλαπιεξσηήο Καζεγεηήο, Σκήκα Πιεξνθνξηθήο & Σειεπηθνηλσληώλ, ΔΚΠΑ Γξ. Παλαγηώηεο Παπαγέωξγαο, Καζεγεηήο, Σκήκα Ηιεθηξνληθήο, ΣΔΙ Πεηξαηά ΑΘΖΝΑ ΔΠΣΔΜΒΡΗΟ 2010

2 ΓΗΠΛΧΜΑΣΗΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ύζηεκα πιινγήο δεδνκέλσλ βαζηζκέλν ζε πιαηθόξκεο Αζύξκαηνπ Γηθηύνπ Αηζζεηήξσλ θαη Δλζσκαησκέλεο δηθηύσζεο Μηιηηάδεο Α. Πνπιίδνο Α.Μ.: ΔΠΗΒΛΔΠΟΝΣΔ: Γξ. Γεώξγηνο Κνπξνππέηξνγινπ, Αλαπιεξσηήο Καζεγεηήο, Σκήκα Πιεξνθνξηθήο & Σειεπηθνηλσληώλ, ΔΚΠΑ Γξ. Παλαγηώηεο Παπαγέωξγαο, Καζεγεηήο, Σκήκα Ηιεθηξνληθήο, ΣΔΙ Πεηξαηά ΔΠΣΔΜΒΡΙΟ 2010

3 ΠΔΡΗΛΖΦΖ Έλα αζύξκαην δίθηπν αηζζεηήξσλ απνηειείηαη από έλαλ κεγάιν αξηζκό θόκβσλ, πνπ ελζσκαηώλνπλ αηζζεηήξεο, νη νπνίνη θαιύπηνπλ κηα θαζνξηζκέλε γεσγξαθηθή πεξηνρή. Αζύξκαηα δίθηπα αηζζεηήξσλ ρξεζηκνπνηνύληαη ζε πιεζώξα εθαξκνγώλ όπσο είλαη ε ζπιινγή κεηεσξνινγηθώλ δεδνκέλσλ, ε παξαθνινύζεζε ελεξγεηαθώλ πάξθσλ αλαλεώζηκσλ πεγώλ ελέξγεηαο, ε παξαθνινύζεζε ηνπ πεξηβάιινληνο θαζώο θαη εθαξκνγέο αζθαιείαο. Οη θόκβνη ζπιιέγνπλ δεδνκέλα από ην πεξηβάιινλ ρξεζηκνπνηώληαο ηνπο ελζσκαησκέλνπο αηζζεηήξεο πνπ δηαζέηνπλ, θαη ηα ζηέιλνπλ απεπζείαο ή κέζσ ησλ γεηηνληθώλ θόκβσλ ζε έλα θεληξηθό θόκβν ν νπνίνο έρεη δπλαηόηεηα λα επεμεξγαζηεί θαη λα απνζεθεύζεη ηελ πιεξνθνξία πνπ ζπιιέγεη. Σα αζύξκαηα δίθηπα αηζζεηήξσλ παξνπζηάδνπλ αξθεηέο νκνηόηεηεο κε ηα ad-hoc δίθηπα (απηννξγαλνύκελα ή θαηά πεξίπησζε νξγαλνύκελα δίθηπα), θαζώο νη θόκβνη ραξαθηεξίδνληαη από κηθξή ππνινγηζηηθή δύλακε, πεξηνξηζκνύο ζηελ κλήκε θαη ηελ θαηαλάισζε ελέξγεηαο θαζώο ιεηηνπξγνύλ κε κπαηαξία θαη ζπλήζσο δελ ππάξρεη δπλαηόηεηα επαλαθόξηηζεο ηεο. Δμαίξεζε ζε απηά ηα ραξαθηεξηζηηθά απνηειεί ν θεληξηθόο θόκβνο πνπ ζπλήζσο δηαζέηεη κεγαιύηεξε ππνινγηζηηθή ηζρύ, αξθεηή κλήκε ώζηε λα απνζεθεύεη ηεο πιεξνθνξίεο πνπ ιακβάλεη θαη αδηάιεηπηε ηξνθνδνζία. Η παξνύζα δηπισκαηηθή εξγαζία εθπνλήζεθε ζην πιαίζην ηνπ Γηαηκεκαηηθνύ Πξνγξάκκαηνο Μεηαπηπρηαθώλ πνπδώλ κε εηδίθεπζεο ζηνλ Ηιεθηξνληθό Απηνκαηηζκό ηεο ρνιήο Θεηηθώλ Δπηζηεκώλ ηνπ Δζληθνύ θαη Καπνδηζηξηαθνύ Παλεπηζηεκίνπ Αζελώλ. Σν αληηθείκελν κειέηεο ηεο είλαη ε ζπιινγή θαη επεμεξγαζία θπζηθώλ παξακέηξσλ ρξεζηκνπνηώληαο ειεθηξνληθνύο αηζζεηήξεο, θαη ε κεηαθνξάο ηεο πιεξνθνξίαο πνπ ζπιιέγεηαη κε ηελ ρξήζε ηερλνινγηώλ αζπξκάησλ δηθηύσλ αηζζεηήξσλ θαη δηαδηθηύνπ. ΘΔΜΑΣΗΚΖ ΠΔΡΗΟΥΖ: Γίθηπα Γεδνκέλσλ ΛΔΞΔΗ ΚΛΔΗΓΗΑ: αζύξκαηα δίθηπα αηζζεηήξσλ, δίθηπα ππνινγηζηώλ, δηαδίθηπν, ελζσκαησκέλα ζπζηήκαηα

4 ABSTRACT A wireless sensor network (WSN) consists of a large number of wireless nodes, with embedded sensors that form ad-hoc networks which cover a defined geographical area. WSNs are used in many applications such as weather data collection, monitoring of energy parks of renewable energy, environmental monitoring and security applications, precise agriculture, e-metering and home automation. The nodes collect data from the environment, using embedded sensors and send them directly or through neighbor nodes to a hub which has the capability to process and store the information collected. WSNs have many similarities with the ad-hoc networks, where the nodes are characterized by low power processing, restrictions in memory and power consumption, while nodes are battery operated and usually is no possibility of recharge. The exception to these characteristics is the hub, that has more computing power, enough memory to store the received information and they usually rely on uninterrupted power supplies. This thesis was carried out under the Postgraduate Program with specialization in Electronic Automation of the School of Science of the University of Athens. The domain of interest of this thesis is the collection and processing of physical quantities using electronic sensors, and the transfer of information collected, using wireless sensor networks and Internet technologies. SUBJECT AREA: Data Networks KEYWORDS: wireless sensor networks, computer networks, internet, embedded systems

5 Σηοσς γονείς μοσ Απόζηολο και Αναζηαζία, ζηον αδερθό μοσ Παναγιώηη

6 ΠΔΡΗΔΥΟΜΔΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟ ΕΙΑΓΩΓΗ Σκοπόσ Μζθοδοσ υλοποίηςησ Αξιοποίηςη των δεδομζνων ΑΡΦΙΣΕΚΣΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΦΕΔΙΑΜΟ ΤΣΗΜΑΣΟ Αρχιτεκτονική ςυςτήματοσ Επίπεδο αιςθητήρων Αιςθητήρασ Θερμοκραςίασ Αιςθητήρασ Υγραςίασ Επίπεδο ςυλλογήσ δεδομζνων Βαθμίδα ανάγνωςησ δεδομζνων Τερματική Συςκευή (End Device - ED) Βαθμίδα ςυλλογήσ δεδομζνων Σημείο Πρόςβαςησ (Access Point - AP) SimpliciTI TM Πρωτόκολλο Αςφρματου Δικτφου Αιςθητήρων Αναπτυξιακό ςφςτημα WSN Επίπεδο κοινοποίηςησ δεδομζνων ςτο διαδίκτυο Μικροελεγκτήσ ενςωματωμζνησ δικτφωςησ imcu W Αναπτυξιακό ςφςτημα imcuw7100 EVB Διαςφνδεςη ez430-rf2500 με imcuw7100 EVB ΕΥΑΡΜΟΓΕ ΤΛΟΠΟΙΗΗ OrCAD Capture & Layout IAR Embedded WorkBench Γλώςςα προγραμματιςμοφ C Keil μvision4 IDE WizISP for imcu W Putty Telnet...22

7 4. ΑΝΑΠΣΤΞΗ ΛΟΓΙΜΙΚΟΤ Λογιςμικό μικροελεγκτή imcu W Μεθοδολογία ανάπτυξησ εφαρμογήσ Οδηγόσ W7100 ζκδοςη Υλοποίηςη υποςτηρικτικών πρωτοκόλλων Υλοποίηςη Σεναρίου Πελάτη Telnet Υλοποίηςη Σεναρίου Εξυπηρετητή Telnet Υλοποίηςη Σεναρίου Δημοςιοποίηςησ ςε On-Line βάςη δεδομζνων Λογιςμικό αναπτυξιακοφ eζ430-rf2500t Ανάπτυξη κοινών ενοτήτων κώδικα Ανάπτυξη κφριου προγράμματοσ Σημείου Πρόςβαςησ (AP) Ανάπτυξη κφριου προγράμματοσ Τελικήσ Συςκευήσ (ED) ΤΜΠΕΡΑΜΑΣΑ ΠΙΝΑΚΑ ΟΡΟΛΟΓΙΑ ΤΝΣΜΗΕΙ ΑΡΚΣΙΚΟΛΕΞΑ ΑΚΡΩΝΤΜΙΑ ΠΑΡΑΡΣΗΜΑ Ι ΠΑΡΑΡΣΗΜΑ ΙΙ ΑΝΑΥΟΡΕ... 72

8 ΚΑΣΑΛΟΓΟ ΥΖΜΑΣΧΝ ρήκα 1: ρεδηάγξακκα βαζκίδσλ ζπζηήκαηνο ρήκα 2: ρεκαηηθό δηάγξακκα imcu w ρήκα 3: Κύθισκα δηαζύλδεζεο ez430-rf2500 κε imcuw7100 EVB ρήκα 4: Δπίπεδα πινπνίεζεο ινγηζκηθνύ κηθξνειεγθηή imcu W ρήκα 5: Μνληέιν δηαζύλδεζεο OSI ρήκα 6: πλαιιαγή DHCP κελπκάησλ... 32

9 ΚΑΣΑΛΟΓΟ ΔΗΚΟΝΧΝ Δηθόλα 1: Αηζζεηήξαο Τγξαζίαο - Θεξκνθξαζίαο SHT21 (DFN package 3 x 3mm) Δηθόλα 2: Αλαπηπμηαθό ζύζηεκα ez430-rf Δηθόλα 3: imcu w Δηθόλα 4: Αλαπηπμηαθό ζύζηεκα imcuw7100 EVB Δηθόλα 5: Πιαθέηα δηαζύλδεζεο αλαπηπμηαθώλ ζπζηεκάησλ Δηθόλα 6: Αλαπηπμηαθό ζύζηεκα imcuw7100 EVB κε πιαθέηα δηαζύλδεζεο Δηθόλα 7: Γηαζύλδεζε imcuw7100 EVB κε ez430-rf Δηθόλα 8: ύλδεζε ζην ζύζηεκα κε ηελ εθαξκνγή PuTTY Δηθόλα 9: Δκθάληζε δεδνκέλσλ αηζζεηήξσλ από Pachube... 49

10 ΠΡΟΛΟΓΟ Σν αληηθείκελν κειέηεο ηεο παξνύζαο δηπισκαηηθήο εξγαζίαο είλαη ε ζπιινγή θαη επεμεξγαζία θπζηθώλ κεγεζώλ ρξεζηκνπνηώληαο ειεθηξνληθνύο αηζζεηήξεο πνπ δεκηνπξγνύλ έλα Αζύξκαην Γίθηπν Αηζζεηήξσλ. Η ζπιινγή ησλ δεδνκέλσλ πξαγκαηνπνηείηαη ζε έλαλ θεληξηθό θόκβν, εκείν Πξόζβαζεο, ηνπ δηθηύνπ απηνύ όπνπ επεμεξγάδνληαη θαη απνζηέιινληαη πξνο θνηλνπνίεζε ζην δηαδίθηπν (web publishing). ηελ εξγαζία απηή πινπνηήζακε όιεο ηηο επηκέξνπο βαζκίδεο, από ηελ ζύιιεςε ησλ δεδνκέλσλ κέρξη ηελ απνζηνιή ηνπο ζην δηαδίθηπν. Δθκεηαιιεπηήθακε ππεξεζίεο online απνζήθεπζεο δεδνκέλσλ, πνπ παξέρνπλ θηιηθή παξνπζίαζε ησλ δεδνκέλσλ ζηνλ ρξήζηε, θαη καο παξέρνπλ πνιιέο δπλαηόηεηεο αλάπηπμεο. Θα ήζεια λα επραξηζηήζσ ζεξκά ηνλ Αλαπιεξσηή Καζεγεηή ηνπ ηνκέα Δπηθνηλσληώλ θαη Δπεμεξγαζίαο ήκαηνο, ηνπ ηκήκαηνο Πιεξνθνξηθήο θαη Σειεπηθνηλσληώλ ηνπ ΔΚΠΑ θ. Κνπξνππέηξνγινπ Γεώξγην, γηα ηελ ππνζηήξημε πνπ κνπ παξείρε όηαλ απηή ρξεηάζηεθε. Ιδηαίηεξα ζα ήζεια λα επραξηζηήζσ ηνλ Καζεγεηή ηνπ Σκήκαηνο Ηιεθηξνληθήο ηνπ ΣΔΙ Πεηξαηά θ. Παπαγεώξγα Παλαγηώηε γηα ηελ θαζνξηζηηθή ζπλδξνκή ηνπ θαηά ηνλ ζρεδηαζκό θαη αλάπηπμε ηεο εξγαζίαο απηήο θαη ηελ ζπλερή βνήζεηα πνπ κνπ παξείρε όηαλ ηελ ρξεηαδόκνπλ. Δπίζεο ζα ήζεια λα ηνλ επραξηζηήζσ γηα ηελ παξαρώξεζε ηνπ εμνπιηζκνύ πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε θαηά ηελ εθπόλεζε ηεο εξγαζίαο απηήο. Η αδηάθνπε παξαθνινύζεζε ηεο πξνόδνπ ηεο πηπρηαθήο εξγαζίαο θαη νη εύζηνρεο επηζεκάλζεηο ηνπ ζπληέιεζαλ, ζε κεγάιν βαζκό, ζηε δηακόξθσζε ηνπ ηειηθνύ απνηειέζκαηνο.

11 1.1 θνπόο 1. ΔΗΑΓΩΓΖ Σν αληηθείκελν ηεο δηπισκαηηθήο εξγαζίαο είλαη ε ζρεδίαζε θαη πινπνίεζε ελόο ζπζηήκαηνο θαηαγξαθήο θαη επεμεξγαζίαο θπζηθώλ κεγεζώλ ρξεζηκνπνηώληαο ηερλνινγίεο δηαδηθηύνπ θαη Αζύξκαησλ Γηθηύσλ Αηζζεηήξσλ (Wireless Sensor Network, WSN). Σν ζύζηεκα απηό ζα έρεη ηα αθόινπζα ραξαθηεξηζηηθά: Καηαγξαθή δεδνκέλσλ, όπσο ζεξκνθξαζίαο θαη πγξαζίαο, κε ρξήζε αηζζεηήξσλ ζηνλ ηεξκαηηθό θόκβν Αζύξκαηε κεηάδνζε ησλ δεδνκέλσλ από ηνλ ηεξκαηηθό ζε θεληξηθό θόκβν Απηόκαηε Καηαρώξεζε - Κνηλνπνίεζε ησλ δεδνκέλσλ αμηνπνηώληαο ηερλνινγίεο δηαδηθηύνπ Δπεμεξγαζία - Αμηνπνίεζε ησλ δεδνκέλσλ ζε απνκαθξπζκέλν εμππεξεηεηή γηα έιεγρν ηεο πεξηνρήο θαηαγξαθήο 1.2 Μέζνδνο πινπνίεζεο Πξνθεηκέλνπ λα θαιύςνπκε ηηο παξαπάλσ απαηηήζεηο ζα ζρεδηάζνπκε έλα ζύζηεκα πνπ ζα απνηειείηε από ηέζζεξεηο επηκέξνπο βαζκίδεο. Δπίζεο ηηο βαζκίδεο απηέο ηηο θαηαηάζζνπκε ζε ηξία επίπεδα. Σν πξώην επίπεδν ηνπ ζπζηήκαηνο πινπνηεί ηελ ζπιινγή δεδνκέλσλ από ην πεξηβάιινλ θαη πεξηιακβάλεη αηζζεηήξεο. ην δεύηεξν επίπεδν αλήθνπλ νη κνλάδεο πνπ επηθνηλσλνύλ αζύξκαηα κέζσ ηνπ αζύξκαηνπ δηθηύνπ αηζζεηήξσλ. Οη βαζκίδεο ηνπ επηπέδνπ απηνύ ρσξίδνληαη ζε δύν θαηεγνξίεο, ηνπο πειάηεο clients θαη ηα ζεκεία πξόζβαζεο Access Points (AP). Σν ηξίην επίπεδν ηνπ ζπζηήκαηνο, αλαιακβάλεη ηελ επηθνηλσλία αλάκεζα ζην δεύηεξν επίπεδν θαη έλα δίθηπν Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP) θαη γεληθόηεξα ην δηαδίθηπν. Μ. Πνπιίδνο 11

12 ρήκα 1: ρεδηάγξακκα βαζκίδωλ ζπζηήκαηνο ην παξαπάλσ ζρήκα (ρήκα 1) εκθαλίδνληαη νη επηκέξνπο βαζκίδεο ηνπ ζπζηήκαηνο. Αλαιπηηθόηεξα ζην πξώην επίπεδν αλήθνπλ νη βαζκίδεο αηζζεηήξα ζεξκνθξαζίαο temperature sensor θαη πγξαζίαο humidity sensor, ζην δεύηεξν επίπεδν αλήθνπλ νη βαζκίδεο πνπ δηαζπλδένληαη κε ην αζύξκαην δίθηπν αηζζεηήξσλ, δειαδή ην ζεκείν πξόζβαζεο αζύξκαηνπ δηθηύνπ αηζζεηήξωλ (WSN Access Point, WSN AP) θαη ηνπ πειάηε αζύξκαηνπ δηθηύνπ αηζζεηήξωλ (WSN Client). Σέινο ζην ηξίην επίπεδν ππάξρεη ε βαζκίδα πνπ αλαιακβάλεη ηελ επηθνηλσλία κεηαμύ ηνπ αζύξκαηνπ δηθηύνπ αηζζεηήξσλ θαη ηνπ δηαδηθηύνπ gateway θαη εκθαλίδεηαη κε ηελ νλνκαζία imcu Αμηνπνίεζε ηωλ δεδνκέλωλ Σα δεδνκέλα πνπ ζπιιέγνληαη από ηνπο αηζζεηήξεο κεηαθέξνληαη ζην δηαδίθηπν όπνπ παξέρεηαη ε δπλαηόηεηα αλάιπζεο ζε πξαγκαηηθό ρξόλν ή επεμεξγαζίαο ηνπο θαη εκθάληζεο ζηαηηζηηθώλ ζηνηρείσλ. Μ. Πνπιίδνο 12

13 2. ΑΡΥΗΣΔΚΣΟΝΗΚΖ ΚΑΗ ΥΔΓΗΑΜΟ ΤΣΖΜΑΣΟ ην θεθάιαην απηό ζα παξνπζηάζνπκε ην ζύζηεκα πνπ αλαπηύρζεθε ζηα πιαίζηα απηήο ηεο δηπισκαηηθήο θαη ρξεζηκνπνηεί πνιιαπιέο ηερλνινγίεο γηα ηελ ζπιινγή θαη δηαρείξηζε δεδνκέλσλ από αζύξκαηα δίθηπα αηζζεηήξσλ θαη ηελ θνηλνπνίεζε ηνπο ζην δηαδίθηπν. 2.1 Αξρηηεθηνληθή ζπζηήκαηνο Η αξρηηεθηνληθή ηνπ ζπζηήκαηνο δηαηξείηαη ζε ηξία επίπεδα: 1. Σν επίπεδν ησλ αηζζεηήξσλ, 2. Σν επίπεδν ζπιινγήο ησλ δεδνκέλσλ θαη 3. Σν επίπεδν θνηλνπνίεζεο ησλ δεδνκέλσλ ζην δηαδίθηπν 2.2 Δπίπεδν αηζζεηήξωλ Σν επίπεδν ησλ αηζζεηήξσλ, αθνξά ην πξώην επίπεδν ηνπ ζπζηήκαηνο πνπ είλαη ππεύζπλν γηα ηελ θαηαγξαθή ησλ δεδνκέλσλ από ην θπζηθό πεξηβάιινλ. ηελ πινπνίεζε καο έρνπλ ρξεζηκνπνηεζεί αηζζεηήξεο ζεξκνθξαζίαο, πγξαζίαο θαη κέηξεζεο ηάζεο ηξνθνδνζίαο. Ο ζρεδηαζκόο ηνπ ζπζηήκαηνο έρεη γίλεη κε ηέηνην ηξόπν ώζηε λα κπνξεί λα ππνζηεξίμεη κηα επξεία γθάκα από αηζζεηήξεο, πνπ είλαη ζπκβαηνί κε ηα πξόηππα ηνπ θπθιώκαηνο ειέγρνπ ηνπ αηζζεηήξα Αηζζεηήξαο Θεξκνθξαζίαο ηελ πινπνίεζε καο ρξεζηκνπνηνύκε αηζζεηήξεο ζεξκνθξαζίαο, γηα λα θαηαγξάθνπκε εζσηεξηθή θαη εμσηεξηθή ζεξκνθξαζία ρώξνπ. Σν θύθισκα ειέγρνπ ηνπ αηζζεηήξα πεξηιακβάλεη έλαλ αηζζεηήξα ζεξκνθξαζίαο, ν νπνίνο αμηνπνηήζεθε πξνθεηκέλνπ λα ιακβάλνπκε ηελ πιεξνθνξία γηα ηελ ζεξκνθξαζία ηνπ πεξηβάιινληνο καο. [1] Αηζζεηήξαο Τγξαζίαο Γηα ηελ θαηαγξαθή ηεο πγξαζίαο ρξεζηκνπνηήζεθε ν αηζζεηήξαο πγξαζίαο SHT21 ηεο εηαηξίαο SENSIRION. Ο αηζζεηήξαο απηόο καο δίλεη ηελ δπλαηόηεηα λα θαηαγξάςνπκε ζεξκνθξαζία θαη ζρεηηθή πγξαζία. Έρεη ηελ δπλαηόηεηα λα θαηαγξάςεη ζρεηηθή πγξαζία από 0% έσο 100%, κε πνιύ κεγάιε αθξίβεηα ζην δηάζηεκα 20% - 80%. Λεηηνπξγεί ζε ζεξκνθξαζία από -40 ν C έσο +125 ν C θαη θαηαγξάθεη ζεξκνθξαζία από -10 ν C έσο +70 ν C κε κηθξό ζθάικα. Ο αηζζεηήξαο απηόο είλαη πιήξσο βαζκνλνκεκέλνο θαη καο δίλεη ηελ δπλαηόηεηα λα επηθνηλσλήζνπκε καδί ηνπ ζεηξηαθά παξέρνληαο καο ςεθηαθή έμνδν (digital output) κε ρξήζε ηνπ πξνηύπνπ δηαύινπ Inter Integrated Circuit (I 2 C). Έλα πνιύ ζεκαληηθό ραξαθηεξηζηηθό ηνπ αηζζεηήξα είλαη ε ρακειή θαηαλάισζε ξεύκαηνο. Η ειαρηζηνπνίεζε ηεο θαηαλάισζεο ηζρύνο καο νδήγεζε ζηελ ηειηθή επηινγή ηνπ, δηόηη ην θύθισκα πνπ ζπιιέγεη ηελ πιεξνθνξία, θαη ηελ κεηαθέξεη, ιεηηνπξγεί αζύξκαηα, θαη ε ηξνθνδνζία ηνπ παξέρεηαη από κπαηαξίεο. Με ηνλ ζπγθεθξηκέλν αηζζεηήξα δηαζθαιίδνπκε κεγάιν ρξόλν απηνλνκίαο ηεο κνλάδαο απηήο. Μ. Πνπιίδνο 13

14 (πεγή: [10]) Δηθόλα 1: Αηζζεηήξαο Τγξαζίαο - Θεξκνθξαζίαο SHT21 (DFN package 3 x 3mm) 2.3 Δπίπεδν ζπιινγήο δεδνκέλωλ Σν επίπεδν ζπιινγήο δεδνκέλσλ αλαιακβάλεη ηελ αλάγλσζε ησλ δεδνκέλσλ από ηνπο, δηάζπαξηνπο ζην ρώξν, αηζζεηήξεο θαη ηελ κεηαθνξά ηνπο ζε έλα θεληξηθό ζεκείν. ε απηό ην επίπεδν ζπλαληάκε δύν θύξηεο βαζκίδεο, ην εκείν Πξόζβαζεο (AP - Access Point) θαη ηελ Σεξκαηηθή πζθεπή (ED - End Device). Οη βαζκίδεο απηέο επηθνηλσλνύλ αζύξκαηα βαζηδόκελεο ζε θπζηθό επίπεδν ζην πξσηόθνιιν αζύξκαηεο δηθηύσζεο ηεο Texas Instrument (TI) πνπ βαζίδεηαη ζην IEEE θαη θέξεη ηελ νλνκαζία SimpliciTI. Σν SimpliciTI αθνινπζεί ηελ ινγηθή ηνπ ινγηζκηθνύ αλνηθηνύ θώδηθα (open source). Σν πιηθό ησλ αζύξκαησλ θόκβσλ (AP θαη ED) βαζίδεηαη ζηνλ κηθξνειεγθηή (Micro Controller Unηt, MCU) MSP430F2274 ηεο TI θαη ην RF modem CHIPCON CC2500 ηεο TI Βαζκίδα αλάγλωζεο δεδνκέλωλ Σεξκαηηθή πζθεπή (End Device - ED) Πξώηε βαζκίδα είλαη ην θύθισκα πνπ επηθνηλσλεί κε ηνλ αηζζεηήξα, ζπιιέγεη ηα δεδνκέλα, ηα επεμεξγάδεηαη, εθαξκόδνληαο θαλόλεο θαλνληθνπνίεζεο θαη ιεηηνπξγεί ζαλ πειάηεο ζε έλα αζύξκαην δίθηπν αηζζεηήξσλ, όπνπ αλαιακβάλεη λα απνζηείιεη ηα δεδνκέλα απηά ζην θεληξηθό ζεκείν πξόζβαζεο Βαζκίδα ζπιινγήο δεδνκέλωλ εκείν Πξόζβαζεο (Access Point - AP) Η δεύηεξε βαζκίδα ζην επίπεδν απηό, είλαη ην ζεκείν πξόζβαζεο, πνπ απνδέρεηαη ηα κελύκαηα ηα επεμεξγάδεηαη θαη ηα πξνσζεί πξνο ην επόκελν επίπεδν. Έλαο πνιύ ζεκαληηθόο ξόινο πνπ έρεη απηή ε βαζκίδα είλαη ε δεκηνπξγία ηνπ αζύξκαηνπ δηθηύνπ αηζζεηήξσλ. Απηό είλαη ην ζηνηρείνπ ηνπ WSN πνπ δεκηνπξγεί ην δίθηπν, απνδέρεηαη ζπλδέζεηο από ηνπο πειάηεο, νξίδεη ηελ δηεπζπλζηνδόηεζε, θαη ηειηθά ζπλδέεηαη κε ηνπο πειάηεο γηα λα αληιήζεη ηα δεδνκέλα. Ο ξόινο ηεο βαζκίδαο απηήο είλαη θαζνξηζηηθόο γηα ηελ ύπαξμε ηνπ δηθηύνπ, θαη απηόο είλαη ν ιόγνο γηα ηνλ νπνίν ε βαζκίδα απηή ζα πξέπεη λα έρεη αδηάιεηπηε ηξνθνδνζία SimpliciTI TM Πξωηόθνιιν Αζύξκαηνπ Γηθηύνπ Αηζζεηήξωλ Σν SimpliciTI είλαη έλα ρακειήο ηζρύνο (low-power) RF πξσηόθνιιν δηθηύσζεο πνπ ζηνρεύεη ζηα κηθξά δίθηπα RF. Υαξαθηεξηζηηθά ησλ δηθηύσλ απηώλ είλαη όηη ζπλήζσο ιεηηνπξγνύλ κε κπαηαξίεο, θαη απαηηνύλ κεγάιε δηάξθεηα δσήο ηεο κπαηαξίαο, κεηαθέξνπλ κηθξό όγθν πιεξνθνξίαο (low data rate) κε κεγάια αλελεξγά δηαζηήκαηα (low duty cycle) θαη ην πιήζνο ηνλ θόκβσλ είλαη αξθεηά πεξηνξηζκέλν. Μ. Πνπιίδνο 14

15 Με ην SimpliciTI ειαρηζηνπνηείηαη ε ρξήζε επεμεξγαζηή πνπ απαηηείηαη γηα ηελ αζύξκαηε επηθνηλσλία θάηη πνπ καο επηηξέπεη λα έρνπκε δηαζέζηκνπο ηνπο πόξνπο ηεο MCU γηα ηελ επεμεξγαζία ησλ δεδνκέλσλ Αλαπηπμηαθό ζύζηεκα WSN Γηα ηελ πινπνίεζε ησλ ζηνηρείσλ ηνπ WSN επηιέμακε ην αλαπηπμηαθό RF-2500 ηεο TI πνπ ελζσκαηώλεη MCU ηεο ΣΙ ζηνλ νπνίν εύθνια κπνξεί λα πινπνηεζεί ην πξσηόθνιιν SimpliciTI. Ο MCU πνπ είλαη ελζσκαησκέλνο είλαη ν MSP430F2274. Σν νινθιεξσκέλν πνπ είλαη ελζσκαησκελν γηα ηελ εθπνκπή θαη ιήςε ησλ ζεκάησλ RF είλαη ην CC2500 ηεο TI, έλαο ρακειήο θαηαλάισζεο πνκπνδέθηεο ζηελ ISM πεξηνρή ζπρλνηήησλ ησλ 2,4GHz. Σνλ ζπλδπαζκό ησλ δύν απηώλ νινθιεξσκέλσλ γηα εθαξκνγέο αζύξκαηεο δηθηύσζεο κε SimpliciTI ηνλ παξέρεη ε TI κε ην αλαπηπμηαθό ζύζηεκα ez430-rf2500. ηελ παξαθάησ εηθόλα (Δηθόλα 2) εκθαλίδνληαη ηα βαζηθά ζηνηρεία ηεο πιαηθόξκαο αλάπηπμεο ez430-rf2500. Γεμηά ζηελ εηθόλα εκθαλίδεηαη ην αλαπηπμηαθό ez430-rf2500t ην νπνίν πεξηιακβάλεη ηνλ κηθξνειεγθηή, ην πνκπνδέθηε, ηελ θεξαία εθπνκπήο θαη ιήςεο, δέθα αθίδεο (pins) γηα δηαζύλδεζε κε άιιεο ζπζθεπέο δύν LEDs θαη έλα πηεδόκελν δηαθόπηε. Δίλαη ε βαζηθή πιαθέηα, πάλσ ζηελ νπνία πινπνηνύκε θαη ηηο δύν βαζκίδεο ηνπ επηπέδνπ ζπιινγήο δεδνκέλσλ. Αξηζηεξά ζηελ εηθόλα βξίζθεηαη ην θύθισκα απνζθαικάησζεο (debugger) πνπ δηαζύλδεεη ηελ πιαθέηα ez430-rf2500t κε ηνλ Ηιεθηξνληθό Τπνινγηζηή, πξνθεηκέλνπ λα πξνγξακκαηίζνπκε ηελ ιεηηνπξγία ηεο πιαθέηαο ή λα απνζθαικαηώζνπκε ην πξόγξακκα θαηά ηελ εθηέιεζε. (πεγή: [3]) Δηθόλα 2: Αλαπηπμηαθό ζύζηεκα ez430-rf2500 Γηα ηελ πινπνίεζε ηνπ ζπζηήκαηνο ρξεηαδόκαζηε ηνπιάρηζηνλ δύν θόκβνπο ez430- RF2500T από ηνπο νπνίνπο, ν έλαο ζα έρεη ην ξόιν ηνπ ζεκείνπ πξόζβαζεο (AP) θαη ν άιινο ην ξόιν ηνπ πειάηε (Client) ή ED. 2.4 Δπίπεδν θνηλνπνίεζεο δεδνκέλωλ ζην δηαδίθηπν Σν επίπεδν θνηλνπνίεζεο δεδνκέλσλ ζην δηαδίθηπν (web publishing) αλαιακβάλεη ηελ κεηαθνξά ησλ δεδνκέλσλ πνπ πεξηζπιιέγνληαη από ην ζεκείν πξόζβαζεο, θαη ηελ απνζηνιή ηνπο ζην δηαδίθηπν. Η πινπνίεζε καο απνηειείηαη από έλα αλαπηπμηαθό Μ. Πνπιίδνο 15

16 ζύζηεκα ηεο εηαηξείαο Wiznet πνπ θέξεη ηελ νλνκαζία imcuw7100 EVB θαη βαζίδεηαη ζε έλαλ κηθξνειεγθηή πνπ έρεη ζρεδηάζεη ε εηαηξεία κε όλνκα imcu w Μηθξνειεγθηήο ελζωκαηωκέλεο δηθηύωζεο imcu W7100 Ο κηθξνειεγθηήο απηόο, καο πξνζθέξεη κηα νινθιεξσκέλε ιύζε γηα έλα ελζσκαησκέλν ζύζηεκα (embedded system) κε δπλαηόηεηεο δηθηύσζεο (embedded networking). (πεγή: [8]) Δηθόλα 3: imcu w7100 Βαζίδεηαη ζηνλ επεμεξγαζηή 8051 πινπνηώληαο ην πιήξεο ξεπεξηόξην εληνιώλ ηνπ, κε πξόζζεην ραξαθηεξηζηηθό ηελ αξρηηεθηνληθή Pipeline πνπ ηνλ θάλεη 4-5 θνξέο γξεγνξόηεξν. Πεξηιακβάλεη 2KB boot ROM, 64KB program FLASH, 256B data FLASH θαη 64KB SRAM. Δπίζεο πεξηιακβάλεη 10/100 Ethernet PHY επίπεδν θαη έλαλ TCP/IP ππξήλα, κε ηα νπνία πινπνηνύκε εύθνια δηθηπαθέο εθαξκνγέο. ην ζρήκα πνπ αθνινπζεί θαίλεηαη ην ζρεκαηηθό ηνπ δηάγξακκα. (πεγή: [8]) ρήκα 2: ρεκαηηθό δηάγξακκα imcu w7100 Μ. Πνπιίδνο 16

17 2.4.2 Αλαπηπμηαθό ζύζηεκα imcuw7100 EVB Σν αλαπηπμηαθό ζύζηεκα imcuw7100 EVB βαζίδεηαη ζηνλ κηθξνειεγθηή imcu W7100 θαη καο επηηξέπεη λα αλαπηύζζνπκε εθαξκνγέο εθκεηαιιεπόκελνη όιεο ηηο δπλαηόηεηεο ηνπ κηθξνειεγθηή. (πεγή: [6]) Δηθόλα 4: Αλαπηπμηαθό ζύζηεκα imcuw7100 EVB Σν αλαπηπμηαθό απηό καο παξέρεη κηα επξεία γθάκα από ζύξεο εηζόδνπ εμόδνπ, δηαθόπηεο, ελδεηθηηθέο ιπρλίεο LED, νζόλε πγξώλ θξπζηάιισλ LCD θαη ζύξεο επέθηαζεο γηα λα επηθνηλσλνύκε κε ηνλ κηθξνειεγθηή ηνπ. Αλαιπηηθά νη ζύξεο πνπ καο πξνζθέξεη είλαη νη αθόινπζεο: ζεηξηαθή δηαζύλδεζε RS232, Ethernet δηαζύλδεζε LCD νζόλε πγξώλ θξπζηάιισλ 16x2 ραξαθηήξσλ LED γηα ηελ θαηάζηαζε ηνπ δηθηύνπ θαη γηα ηελ απνζθαικάησζε Έλα θνπκπί Reset Θύξα γηα ζπζθεπή απνζθαικάησζεο Θύξεο επέθηαζεο 4 x 8 αθίδσλ θαη 2 x 7 αθίδσλ Θύξα ηξνθνδνζίαο Μ. Πνπιίδνο 17

18 2.4.3 Γηαζύλδεζε ez430-rf2500 κε imcuw7100 EVB Γηα λα κεηαθεξζνύλ ηα δεδνκέλα από ην δεύηεξν επίπεδν ζην ηξίην, δειαδή από ην επίπεδν ζπιινγήο ζην επίπεδν θνηλνπνίεζεο δεδνκέλσλ ζην δηαδίθηπν, ρξεηάζηεθε λα ζρεδηάζνπκε κηα πιαθέηα, ε νπνία αλαιάκβαλε λα κεηαθέξεη ηα δεδνκέλα κέζσ ηεο ζεηξηαθήο ζήξαο πνπ δηαζέηνπλ ηα δύν αλαπηπμηαθά. Σν πξόβιεκα πνπ έπξεπε λα αληηκεησπίζνπκε ήηαλ ε δηαθνξεηηθή ηάζε ιεηηνπξγίαο ησλ δύν αλαπηπμηαθώλ. Σν αλαπηπμηαθό ez430-rf2500 ιεηηνπξγεί ζε ρακειή ηάζε 1,8V - 3,6V γηα ειαρηζηνπνίεζε ηεο θαηαλάισζεο ηζρύνο θαη ε ζεηξηαθή ηνπ έμνδνο ήηαλ ζηα ίδηα επίπεδα ελώ ην αλαπηπμηαθό imcuw7100 EVB ιεηηνπξγεί ζηα 5V. Η ζεηξηαθή έμνδνο πνπ δηαζέηεη ην imcuw7100 EVB είλαη RS232 πνπ δελ καο επηηξέπεη ηελ άκεζε ζύλδεζε κε ην αλαπηπμηαθό ηεο TI. Η ιύζε πνπ επηιέρζεθε γηα ηελ δηαζύλδεζε είλαη, λα ιάβνπκε ηα ζήκαηα ηεο ζεηξηαθήο πξηλ ηνλ νδεγό γηα RS232, όπνπ βξίζθνληαη ζε ζηάζκεο TTL θαη λα ρξεζηκνπνηήζνπκε έλα δηαηξέηε ηάζεο, γηα λα ππνβαζκίζνπκε αθόκα ηελ ηάζε, ώζηε λα θηάζεη ζηα απνδεθηά επίπεδα γηα ην αλαπηπμηαθό ηεο TI [5]. Σν θύθισκα δηαζύλδεζεο αθνινπζεί ζην επόκελν ζρήκα J J2 R2 1k R3 1k R J1 CON14A CON6 1k CON3 ρήκα 3: Κύθιωκα δηαζύλδεζεο ez430-rf2500 κε imcuw7100 EVB Η πινπνίεζε ηνπ θπθιώκαηνο ζε πιαθέηα εκθαλίδεηαη ζηελ παξαθάησ εηθόλα Μ. Πνπιίδνο 18

19 Δηθόλα 5: Πιαθέηα δηαζύλδεζεο αλαπηπμηαθώλ ζπζηεκάηωλ Αθνινπζεί ε εηθόλα πνπ καο δείρλεη πσο ζπλδέεηαη ην αλαπηπμηαθό imcuw7100 EVB κε ηελ πιαθέηα δηαζύλδεζεο. Δηθόλα 6: Αλαπηπμηαθό ζύζηεκα imcuw7100 EVB κε πιαθέηα δηαζύλδεζεο ηελ επόκελε εηθόλα εκθαλίδνληαη ηα δύν αλαπηπμηαθά δηαζπλδεδεκέλα κεηαμύ ηνπο. Δηθόλα 7: Γηαζύλδεζε imcuw7100 EVB κε ez430-rf2500 Μ. Πνπιίδνο 19

20 Η ηξνθνδνζία ησλ δύν αλαπηπμηαθώλ παξέρεηαη κε ηξνθνδνηηθό ζπλερήο ηάζεο DC 5V ζηελ πιαθέηα ηνπ αλαπηπμηαθνύ imcuw7100 EVB. Σν δεύηεξν αλαπηπμηαθό, ηξνθνδνηείηαη κέζσ ηεο πιαθέηαο δηαζύλδεζεο από ηελ ίδηα ηξνθνδνζία. ηελ πιαθέηα δηαζύλδεζεο ππάξρεη έλαο βξαρπθπθισηήξαο (jumper) από ηνλ νπνίν καο δίλεηαη ε δπλαηόηεηα λα ελεξγνπνηήζνπκε θαη απελεξγνπνηήζνπκε ηελ παξνρή ηξνθνδνζίαο ζην αλαπηπμηαθό ez430-rf2500. Μ. Πνπιίδνο 20

21 3. ΔΦΑΡΜΟΓΔ ΤΛΟΠΟΗΖΖ Γηα ηελ πινπνίεζε ηνπ ζπζηήκαηνο ρξεζηκνπνηήζεθαλ ηα αθόινπζα νινθιεξσκέλα πεξηβάιινληα αλάπηπμεο (Integrated Development Environment) IDE θαη εθαξκνγέο ζρεδίαζεο πιαθεηώλ θαη εθαξκνγέο ζεηξηαθήο θαη δηθηπαθήο επηθνηλσλίαο: OrCAD Capture & Layout IAR Embedded WorkBench Γιώζζα πξνγξακκαηηζκνύ C Keil κvision4 IDE, Γιώζζα πξνγξακκαηηζκνύ C WizISP for imcu W7100 Putty Telnet 3.1 OrCAD Capture & Layout Με ρξήζε ηνπ παθέηνπ εθαξκνγώλ OrCAD ηεο Cadence ζρεδηάζηεθε ην θύθισκα δηαζύλδεζεο θαη δεκηνπξγήζεθε ην ηππσκέλν θύθισκα. 3.2 IAR Embedded WorkBench Γιώζζα πξνγξακκαηηζκνύ C Σν IAR Embedded WorkBench καο ην παξέρεη ε TI γηα ηελ πινπνίεζε ηνπ πξνγξάκκαηνο, ηελ κεηαγιώηηηζε, απνζθαικάησζε θαη ηνλ πξνγξακκαηηζκό ηνπ κηθξνειεγθηή πνπ βξίζθεηαη ζην αλαπηπμηαθό ez430-rf2500 θαζώο θαη ηελ επηθνηλσλία κε ην RF modem κέζσ ηνπ SimpliciTI. Η γιώζζα πξνγξακκαηηζκνύ πνπ ρξεζηκνπνηήζακε γηα λα αλαπηύμνπκε ηελ εθαξκνγή ζην IAR Embedded WorkBench είλαη ε C. Η C είλαη κηα δηαδηθαζηηθή γιώζζα πξνγξακκαηηζκνύ γεληθήο ρξήζεο ε νπνία αλαπηύρηεθε ζηηο αξρέο ηεο δεθαεηίαο από ηνλ Dennis Ritchie ζηα εξγαζηήξηα Bell Labs γηα λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηελ αλάπηπμε ηνπ ιεηηνπξγηθνύ ζπζηήκαηνο UNIX. Από ηόηε ρξεζηκνπνηείηαη επξύηαηα, θαη ηδηαίηεξα γηα αλάπηπμε πξνγξακκάησλ ζπζηήκαηνο (system software) αιιά θαη γηα απιέο εθαξκνγέο. Οη ιόγνη ηεο ξαγδαίαο αλάπηπμεο ηεο ζπγθεθξηκέλεο γιώζζαο πξνγξακκαηηζκνύ είλαη ε ηαρύηεηα ηεο, θαζώο θαη ην γεγνλόο όηη είλαη δηαζέζηκε ζηα πεξηζζόηεξα ζεκεξηλά ιεηηνπξγηθά ζπζηήκαηα. 3.3 Keil κvision4 IDE Σν Keil κvision4 IDE απνηειεί έλα Integrated Development Environment (IDE) γηα πινπνίεζε, κεηαγιώηηηζε θαη απνζθαικάησζε πξνγξακκάησλ γηα ελζσκαησκέλα ζπζηήκαηα. ην Keil κvision4 IDE αλαπηύμακε ην πξόγξακκα γηα ην αλαπηπμηαθό imcu W7100 ρξεζηκνπνηώληαο ηελ γιώζζα πξνγξακκαηηζκνύ C. 3.4 WizISP for imcu W7100 To WizISP for imcu W7100 απνηειεί ηνλ πξνγξακκαηηζηή γηα ην αλαπηπμηαθό ζύζηεκα imcuw7100 EVB. Μ. Πνπιίδνο 21

22 3.5 Putty Telnet Σν Telnet, αθξσλύκην ησλ αγγιηθώλ ιέμεσλ TELecommunication NETwork, είλαη έλα πξσηόθνιιν επηθνηλσλίαο δηαζπλδεδεκέλσλ (ζε δίθηπν) ππνινγηζηώλ. Γεκηνπξγήζεθε αξρηθά σο πξσηόθνιιν επηθνηλσλίαο ζε ηνπηθά δίθηπα ην 1969 θαη επεθηάζεθε θαη ζην δηαδίθηπν ην Ο όξνο θαιύπηεη επίζεο ηελ ππεξεζία ηνπ δηαδηθηύνπ αιιά θαη ην ινγηζκηθό πνπ ηελ ππνζηεξίδεη. Με ην Telnet ν ρξήζηεο πνπ ζπλδέεηαη κε θάπνηνλ ππνινγηζηή κπνξεί λα ηνλ "ειέγρεη" (όζν ηνπ επηηξέπεηαη από ην δηαρεηξηζηή ηεο ππεξεζίαο/δηθηύνπ) ζαλ λα ήηαλ ηνπνζεηεκέλνο ζε θάπνην ηεξκαηηθό ηνπ. Απηό, πξαθηηθά, ζεκαίλεη όηη από έλα πξνζσπηθό ππνινγηζηή κε ιεηηνπξγηθό ζύζηεκα Windows, ν ρξήζηεο κπνξεί λα ρεηξηζηεί έλαλ ππνινγηζηή κε ιεηηνπξγηθό ζύζηεκα Unix. ηελ εθαξκνγή καο ην Telnet ρξεζηκνπνηήζεθε γηα λα ζπλδεόκαζηε κε ηα ελζσκαησκέλα ζπζηήκαηα γηα έιεγρν ιεηηνπξγίαο θαη απνζθαικάησζε. Η εθαξκνγή πνπ ρξεζηκνπνηήζακε νλνκάδεηαη Putty θαη καο πξνζθέξεη ηηο δπλαηόηεηεο ζύλδεζεο ρξεζηκνπνηώληαο ην πξσηόθνιιν Telnet θαζώο θαη απεπζείαο ζεηξηαθήο ζύλδεζεο. Μ. Πνπιίδνο 22

23 4. ΑΝΑΠΣΤΞΖ ΛΟΓΗΜΗΚΟΤ Η αλάπηπμε ηνπ ινγηζκηθνύ ηνπ ζπζηήκαηνο δηαρσξίδεηαη ζε ηξία βαζηθά κέξε. Λνγηζκηθό κηθξνειεγθηή imcu W7100 Λνγηζκηθό κηθξνειεγθηή MSP430 γηα ρξήζε σο ζεκείν πξόζβαζεο (AP Access Point) Λνγηζκηθό κηθξνειεγθηή MSP430 γηα ρξήζε σο πειάηε (Client, ED End Device) Γηα θάζε έλα, ππάξρεη δηαθνξεηηθή πινπνίεζε, αλάινγα κε ηηο δηαδηθαζίεο πνπ αλαιακβάλεη λα πξαγκαηνπνηήζεη ε βαζκίδα πνπ αλαθεξόκαζηε. ηελ ζπλέρεηα ζα παξνπζηαζηεί αλαιπηηθά ε αλάπηπμε ηνπ ινγηζκηθνύ γηα θάζε βαζκίδα μερσξηζηά. 4.1 Λνγηζκηθό κηθξνειεγθηή imcu W7100 Ο κηθξνειεγθηήο ηνπ ηξίηνπ επηπέδνπ ηνπ ζπζηήκαηνο καο, αλαιακβάλεη ηελ πξνώζεζε ησλ δεδνκέλσλ ζην δηαδίθηπν, πξνζθέξνληαο ελζσκαησκέλε δηθηύσζε ζε έλα νινθιεξσκέλν. Η πινπνίεζε ηνπ ινγηζκηθνύ ζε απηό ην επίπεδν έγηλε ζε ηξία επηκέξνπο επίπεδα όπσο εκθαλίδνληαη ζην ζρήκα πνπ αθνινπζεί. ρήκα 4: Δπίπεδα πινπνίεζεο ινγηζκηθνύ κηθξνειεγθηή imcu W7100 ην πξώην επίπεδν έγηλε ε αλάπηπμε ηνπ ινγηζκηθνύ πνπ αλαιακβάλεη ηελ ζπλνκηιία ζε έλα δίθηπν TCP/IP. Η αλάπηπμε βαζίζηεθε ζηνλ νδεγό πνπ παξέρεη ε εηαηξεία θαηαζθεπήο γηα ρξήζε ηνπ ππξήλα TCP/IP θαη βξίζθεηαη ζηελ έθδνζε 1.4. Η νλνκαζία ηνπ νδεγνύ πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε είλαη W7100 Driver v1.4 [9]. Ο νδεγόο απηόο πεξηιακβάλεη ηελ παξακεηξνπνίεζε ηνπ επεμεξγαζηή ώζηε λα εθκεηαιιεύεηαη ηηο δηθηπαθέο ηνπ δπλαηόηεηεο, θαη ηνλ νξηζκό βαζηθώλ ζπλαξηήζεσλ. Τινπνηεί ηελ δηθηπαθή ππνδνκή πνπ απαηηείηαη γηα ηα ηέζζεξα πξώηα επίπεδα ηνπ δηθηπαθνύ κνληέινπ δηαζύλδεζεο OSI (Open Systems Interconnection model, OSI model). Αμίδεη λα ζεκεησζεί όηη ε εηαηξεία ππνζηεξίδεη ην πξντόλ απηό θαη εθδίδεη λέεο εθδόζεηο ηνπ νδεγνύ αλά ηαθηά ρξνληθά δηαζηήκαηα. Σα δύν επόκελα επίπεδα ηεο αλάπηπμεο αθνξνύλ ηα ηξία αλώηεξα επίπεδα ηνπ OSI, δει. ηελ ζύλνδν (Session), ηελ παξνπζίαζε (Presentation) θαη ηελ εθαξκνγή (Application). Σν δεύηεξν επίπεδν, ηεο ζπλνιηθήο αλάπηπμεο, πεξηιακβάλεη ηελ πινπνίεζε ζπλαξηήζεσλ θαζπζηέξεζεο, βηβιηνζεθώλ γηα ηελ επηθνηλσλία κε ηηο ζπζθεπέο πνπ παξέρνληαη από ην αλαπηπμηαθό, όπσο ζπζθεπέο εηζόδνπ-εμόδνπ (RS232 θαη LCD νζόλε) θαη πινπνίεζε πξσηνθόιισλ πνπ ζα ππνζηεξίμνπλ ηελ δηθηπαθή ιεηηνπξγία, όπσο DNS θαη DHCP. Μ. Πνπιίδνο 23

24 ην ηξίην θαη ηειεπηαίν επίπεδν, ζα αλαπηύμνπκε πξνγξάκκαηα ζην επίπεδν Δθαξκνγήο (Application) ηνπ OSI πνπ ζα δηαθέξνπλ κεηαμύ ηνπο αλάινγα ην ζελάξην πινπνίεζεο πνπ ζα αθνινπζήζνπκε. Σα ζελάξηα πινπνίεζεο αλαιύνληαη παξαθάησ. ην επόκελν ζρήκα εκθαλίδνληαη ηα επίπεδα ηνπ OSI κνληέινπ, κε θάπνηα πξσηόθνιια πνπ εθαξκόδνληαη ζε θάζε επίπεδν. (πεγή: ρήκα 5: Μνληέιν δηαζύλδεζεο OSI Μ. Πνπιίδνο 24

25 4.1.1 Μεζνδνινγία αλάπηπμεο εθαξκνγήο Η αλάπηπμε ηνπ ινγηζκηθνύ γηα ηηο αλάγθεο καο δελ κπνξεί λα είλαη κνλνδηάζηαηε. Η ρξήζε ηνπ δηαδηθηύνπ σο κέζν επηθνηλσλίαο καο παξέρεη πνιιέο ηερλνινγίεο, γηα ηελ κεηαθνξά ησλ δεδνκέλσλ από ην δίθηπν αηζζεηήξσλ έσο ηνλ ηειηθό ρξήζηε. Δθκεηαιιεπόκελνη απηέο ηηο δπλαηόηεηεο ζα αθνινπζήζνπκε ηξία ζελάξηα πινπνίεζεο πνπ θάζε έλα από απηά ζα δηαθνξνπνηείηαη ζην πξσηόθνιιν εθαξκνγήο, πνπ ζα ρξεζηκνπνηεί γηα ηελ θνηλνπνίεζε ησλ δεδνκέλσλ ζην δηαδίθηπν (web publishing). Γηα θάζε πινπνίεζε ζα ππάξρνπλ θνηλά ζηνηρεία. Θα δνκήζνπκε κε ηέηνην ηξόπν ηνλ πεγαίν θώδηθα (source code) ώζηε λα εθκεηαιιεπηνύκε ηηο δπλαηόηεηεο επαλαρξεζηκνπνίεζεο ζηνηρείσλ. Σα ζελάξηα θνηλνπνίεζεο ησλ δεδνκέλσλ πνπ ζα πινπνηήζνπκε είλαη ηα αθόινπζα: Απνζηνιή δεδνκέλσλ ζε έλαλ εμππεξεηεηή (server) κε ρξήζε ηνπ πξσηνθόιινπ Telnet. Λήςε δεδνκέλσλ από ην ζύζηεκα πνπ ιεηηνπξγεί σο έλαο εμππεξεηεηήο (server) κε ρξήζε ηνπ πξσηνθόιινπ Telnet. Απνζηνιή ησλ δεδνκέλσλ ζε κηα ππεξεζία on-line βάζεο δεδνκέλσλ ην θεθάιαην απηό ζα παξνπζηαζηνύλ αλαιπηηθά ηα ζηνηρεία πνπ πεξηιακβάλνληαη ζηνλ νδεγό, ηα θνηλά γηα όια ηα ζελάξηα ζηνηρεία πνπ αλαπηύρζεθαλ θαζώο θαη ηα ζηνηρεία από ηα ηξία ζελάξηα πνπ πινπνηήζακε Οδεγόο W7100 έθδνζε 1.4 Ο νδεγόο W7100 έθδνζε 1.4 έρεη εθδνζεί ζηηο 12/5/2010. Πεξηιακβάλεη ηα αθόινπζα αξρεία ηα νπνία ζα πεξηγξάςνπκε: Version_History.txt types.h W7100.h iinchip_conf.h wizmemcpy.c θαη wizmemcpy.h TCPIPCore.c θαη TCPIPCore.h socket.c θαη socket.h Version_History.txt Σν αξρείν απηό πεξηιακβάλεη ην ηζηνξηθό ησλ εθδόζεσλ ηνπ νδεγνύ. Μ. Πνπιίδνο 25

26 Αρχείο types.h ην αξρείν απηό νξίδνληαη νη ηύπνη δεδνκέλσλ πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζνύλ. Έλα ελδεηθηηθό απόζπαζκα από ηα πεξηερόκελα ηνπ αξρείνπ είλαη ην αθόινπζν /** * The 8-bit signed data type. */ typedef char int8; /** * The volatile 8-bit signed data type. */ typedef volatile char vint8; /** * The 8-bit unsigned data type. */ typedef unsigned char uint8; typedef unsigned char SOCKET; /** * The volatile 8-bit unsigned data type. */ typedef volatile unsigned char vuint8; Αρχείο W7100.h Σν αξρείν απηό πεξηιακβάλεη ηνλ νξηζκό ηνπ πεξηβάιινληνο ηνπ κηθξνειεγθηή. Δδώ νξίδνληαη νη ζέζεηο κλήκεο πνπ βξίζθνληαη νη θαηαρσξεηέο πξνθεηκέλνπ λα έρνπκε εύθνιε αλαθνξά ζε απηνύο κε ρξήζε νλνκάησλ. Γύν απνζπάζκαηα ηνπ αξρείνπ απηνύ είλαη ηα παξαθάησ: /* BYTE Register */ θαη sfr P0 = 0x80; /* Port 0 */ sfr SP = 0x81; /* Stack Pointer */ sfr16 DPTR0 = 0x82; sfr DPL = 0x82; /* Data Pointer 0 Low byte */ sfr DPL0 = 0x82; sfr DPH = 0x83; /* Data Pointer 0 High byte */ sfr DPH0 = 0x83; sfr16 DPTR1 = 0x84; sfr DPL1 = 0x84; /* Data Pointer 1 Low byte */ sfr DPH1 = 0x85; /* Data Pointer 1 High byte */ /* TMOD Bit Values */ Μ. Πνπιίδνο 26

27 #define T0_M0_ #define T0_M1_ #define T0_CT_ #define T0_GATE_ #define T1_M0_ #define T1_M1_ #define T1_CT_ #define T1_GATE_ 0x01 0x02 0x04 0x08 0x10 0x20 0x40 0x Αρχείο iinchip_conf.h Σν αξρείν απηό πεξηιακβάλεη ηνπο νξηζκνύο γηα ην iinchip. Παξαθάησ εκθαλίδεηαη ην πιήξεο πεξηερόκελν ηνπ: #ifndef #define _IINCHIP_CONF_H IINCHIP_CONF_H_ #define MAX_SOCK_NUM 8 /**< Maxmium number of socket */ /** * DEF_IINCHIP_xxx : define option for iinchip driver */ /** * DEF_IINCHIP_MAP_xxx : define memory map for iinchip */ #define COMMON_BASE 0x0000 #define DEF_IINCHIP_MAP_TXBUF (COMMON_BASE + 0x8000) /* Internal Tx buffer address of the iinchip */ #define DEF_IINCHIP_MAP_RXBUF (COMMON_BASE + 0xc000) /* Internal Rx buffer address of the iinchip */ #ifdef DEF_IINCHIP_INT #define IINCHIP_ISR_DISABLE() (EINT5 = 0) #define IINCHIP_ISR_ENABLE() (EINT5 = 1) #else #define IINCHIP_ISR_DISABLE() #define IINCHIP_ISR_ENABLE() #endif #endif Μ. Πνπιίδνο 27

28 Αρχεία wizmemcpy.c και wizmemcpy.h Σα αξρεία απηά πεξηιακβάλνπλ κηα ζπλάξηεζε γηα αληηγξαθή ζηνηρείσλ από ηελ κλήκε ηνπ κηθξνειεγθηή. Η ζπλάξηεζε απηή είλαη ε αθόινπζε: void wizmemcpy(unsigned long fsrc, unsigned long fdst, unsigned int len) small unsigned char eaback = EA; DPX0BK = DPH0; DPX1BK = DPL0; DPX0 = (unsigned char)(fsrc>>16); DPH0 = (unsigned char)(fsrc>>8); DPL0 = (unsigned char)(fsrc); DPX1 = (unsigned char)(fdst>>16); DPH1 = (unsigned char)(fdst>>8); DPL1 = (unsigned char)(fdst); RAMEA16 = len; EA = 0; WCONF &= ~(0x40); // Enable ISP Entry ((void(code*)(void))entry_fcopy)(); DPH = DPX0BK; DPL = DPX1BK; DPX0 = 00; DPX1 = 00; WCONF = 0x40; // Disable ISP Entry EA = eaback; Αρχεία TCPIPCore.c και TCPIPCore.h Σα αξρεία απηά πεξηιακβάλνπλ ηηο ζπλαξηήζεηο πνπ ειέγρνπλ ηνλ ππξήλα TCP/IP. Με απηέο ηηο ζπλαξηήζεηο ειέγρνπκε όιεο ηηο δηθηπαθέο δηαδηθαζίεο ηνπ κηθξνειεγθηή. Οη ζπλαξηήζεηο πνπ πινπνηνύληαη εδώ είλαη νη αθόινπζεο: Μ. Πνπιίδνο 28

29 uint8 IINCHIP_READ(uint16 addr); void IINCHIP_WRITE(uint16 addr,uint8 wizdata); void set_memsize(uint8* tx_size, uint8* rx_size); //setting TX/RX buffer size uint8 getsn_ir(uint8 s); void setsn_ir(uint8 s, uint8 val); uint8 getsn_sr(socket s); // get socket status uint16 getsn_tx_fsr(socket s); // get socket TX free buffer size uint16 getsn_rx_rsr(socket s); // get socket RX recv buffer size void IINCHIP_WRITE_BUF(SOCKET s, vuint8 * src, vuint8 * dst, uint16 len); void IINCHIP_READ_BUF(SOCKET s, vuint8 * src, uint8 * dst, uint16 len); Αρχεία socket.c και socket.h Σα αξρεία απηά πεξηιακβάλνπλ ηελ πινπνίεζε ηεο δηεπαθήο ηνπ ηέηαξηνπ επηπέδνπ ηνπ κνληέινπ OSI κε ηα αλώηεξα επίπεδα. Με ηηο ζπλαξηήζεηο πνπ ππάξρνπλ εδώ, καο δίλεηαη ε δπλαηόηεηα λα δεκηνπξγήζνπκε δηεπαθή (socket) θαη λα γξάςνπκε θαη λα δηαβάζνπκε ζηελ δηεπαθή απηή. Υξεζηκνπνηώληαο απηόλ ηνλ νδεγό, ππάξρεη ε δπλαηόηεηα λα πινπνηήζνπκε θάζε πξσηόθνιιν αλώηεξνπ επηπέδνπ θαη θαη επέθηαζε λα αλαπηύμνπκε δηθηπαθέο εθαξκνγέο. Οη ζπλαξηήζεηο πνπ ζρεηίδνληαη κε ηελ δηεπαθή είλαη νη αθόινπζεο: Σςνάπηηζη για δημιοςπγία ενόρ socket ζε λειηοςπγία TCP, UDP ή IP_RAW uint8 socket(socket s, uint8 protocol, uint16 port, uint8 flag); Σςνάπηηζη για ηον ηεπμαηιζμό ηος socket void close(socket s); Σςνάπηηζη για ηην ζύνδεζη ηος socket ζε λειηοςπγία TCP (ενεπγηηική λειηοςπγία) uint8 connect(socket s, uint8 * addr, uint16 port); Σςνάπηηζη για ηην αποζύνδεζη ηος socket void disconnect(socket s); Σςνάπηηζη για ηην ζύνδεζη ηος socket ζε λειηοςπγία TCP (παθηηική λειηοςπγία) uint8 listen(socket s); // Establish TCP connection (Passive connection) Σςνάπηηζη για αποζηολή δεδομένυν ζε socket ζε λειηοςπγία TCP uint16 send(socket s, const uint8 * buf, uint16 len); Σςνάπηηζη για λήτη δεδομένυν ζε socket ζε λειηοςπγία TCP uint16 recv(socket s,uint8 * buf,uint16 len); Μ. Πνπιίδνο 29

30 Σςνάπηηζη για αποζηολή δεδομένυν ζε socket ζε λειηοςπγία UDP ή IP_RAW uint16 sendto(socket s, const uint8 * buf, uint16 len, uint8 * addr, uint16 port); // Send data (UDP/IP RAW) Σςνάπηηζη για λήτη δεδομένυν ζε socket ζε λειηοςπγία UDP ή IP_RAW uint16 recvfrom(socket s, uint8 * buf, uint16 len, uint8 * addr, uint16 *port); // Receive data (UDP/IP RAW) Τινπνίεζε ππνζηεξηθηηθώλ πξωηνθόιιωλ ην δεύηεξν επίπεδν πινπνίεζεο αλαπηύζζνπκε ελόηεηεο θώδηθα (modules) νη νπνίεο ζα ρξεζηκνπνηεζνύλ πεξηζζόηεξεο από κηα θνξέο. ε απηό ην επίπεδν, ζα πινπνηήζνπκε δηαδηθηπαθά πξσηόθνιια πνπ ζα ππνζηεξίμνπλ ηηο ηειηθέο εθαξκνγέο όπσο DNS, DHCP θαη HTTP, αιιά θαη ελόηεηεο πνπ έρνπλ λα θάλνπλ κε ηηο ζπζθεπέο ηνπ αλαπηπμηαθνύ, όπσο ηελ νζόλε LCD θαη ηελ ζεηξηαθή ζύξα, ή αθόκα θαη ιεηηνπξγηθέο ελόηεηεο, όπσο ρξνλόκεηξα. Αλαιπηηθά νη ελόηεηεο πνπ αλαπηύζζνπκε είλαη νη εμήο: Αρχεία delay.c και delay.h ηα αξρεία απηά πινπνηνύκε ζπλαξηήζεηο θαζπζηέξεζεο ώζηε λα έρνπκε ηελ δπλαηόηεηα λα ζηακαηάκε ηελ εθηέιεζε ηνπ πξνγξάκκαηνο ζε ζπγθεθξηκέλα ρξνληθά ζεκεία. Οη ζπλαξηήζεηο θαζπζηέξεζεο πνπ πινπνηνύκε είλαη νη αθόινπζεο: Σςνάπηηζη για καθςζηέπηζη ζε σπόνοςρ πολλαπλάζιοςρ ηος 1μSec void wait_1us(unsigned int cnt); Η ζπλάξηεζε απηή εθηειεί εληνιέο πνπ δελ επεξεάδνπλ ηελ ξνή ηνπ πξνγξάκκαηνο θαη εθκεηαιιεύεηαη ηνλ ρξόλν εθηέιεζεο ηεο θάζε εληνιήο πξνθεηκέλνπ λα δεκηνπξγήζεη κία ρξνληθή θαζπζηέξεζε. Από ηελ ζπρλόηεηα ιεηηνπξγίαο ηνπ επεμεξγαζηή ππνινγίδνπκε όηη γηα ρξόλν εθηέιεζεο 1κSec απαηηνύληαη 10 θύθινη ιεηηνπξγίαο. Η ζπλάξηεζε απηή δέρεηαη σο όξηζκα έλαλ αθέξαην αξηζκό πνπ δειώλεη ην πιήζνο ηνλ θαζπζηεξήζεσλ ηνπ 1κSec πνπ επηζπκνύκαη. Σςνάπηηζη για καθςζηέπηζη ζε σπόνοςρ πολλαπλάζιοςρ ηος 1mSec void wait_1ms(unsigned int cnt); Η ζπλάξηεζε απηή εθηειεί καο πξνζθέξεη θαζπζηέξεζε 1mSec. Απηό ην επηηπγράλεη θαιώληαο ηελ ζπλάξηεζε wait_1us κε όξηζκα Σςνάπηηζη για καθςζηέπηζη ζε σπόνοςρ πολλαπλάζιοςρ ηος 10mSec void wait_10ms(unsigned int cnt); Σςνάπηηζη για καθςζηέπηζη ζε σπόνοςρ πολλαπλάζιοςρ ηος 1Sec void wait_1s(unsigned int cnt); Μ. Πνπιίδνο 30

31 Αρχεία lcd.c και lcd.h ηα αξρεία απηά νξίδνπκε παξακέηξνπο πνπ ζρεηίδνληαη κε ηελ νδήγεζε ηεο νζόλεο LCD θαη πινπνηνύκε ζπλαξηήζεηο πνπ ζρεηίδνληαη κε ηνλ έιεγρν ηεο. Οη ζπλαξηήζεηο γηα ηνλ έιεγρν ηεο νζόλεο LCD πνπ πινπνηνύκε είλαη νη αθόινπζεο: Σςνάπηηζη για έλεγσο ηηρ καηάζηαζηρ ηηρ οθόνηρ LCD char lcd_ready(void); Σςνάπηηζη για απσικοποίηζη ηηρ οθόνηρ LCD char lcd_init(void); Σςνάπηηζη για οδήγηζη ηος κέπζοπα ζε ζςγκεκπιμένο ζημείο ηηρ οθόνηρ LCD void lcd_gotoxy(uint8 xdata x, uint8 xdata y); Σςνάπηηζη εγγπαθή κειμένος ζηο ενεπγό ζημείο ηηρ οθόνηρ LCD char* lcd_puts(uint8* str); Σςνάπηηζη οπιζμό κειμένος ζε γπαμμή ηηρ οθόνηρ LCD void evb_set_lcd_text(uint8 row, uint8* lcd); Αρχεία serial.c και serial.h ηα αξρεία απηά πινπνηνύκε ζπλαξηήζεηο πνπ ζρεηίδνληαη κε ηελ αξρηθνπνίεζε ηεο ζεηξηαθήο ζύξαο θαζώο θαη ηελ απνζηνιή δεδνκέλσλ από ηελ ζύξα απηή. Οη ζπλαξηήζεηο είλαη νη αθόινπζεο: Σςνάπηηζη για απσικοποίηζη ζεπιακήρ θύπαρ void InitSerial(void); Σςνάπηηζη για αποζηολή ενόρ σαπακηήπα char putchar (char c); Σςνάπηηζη για ηην αποζηολή μιαρ ακολοςθίαρ σαπακηήπυν void PutString(char *Str) reentrant; Αρχεία dhcp_app.c και dhcp_app.h ηα αξρεία απηά πινπνηνύκε έλαλ Client ηνπ πξσηνθόιινπ DHCP. Η πινπνίεζε ελόο δηαδηθηπαθνύ πξσηνθόιινπ απαηηεί ηελ κειέηε ηνπ πξσηνθόιινπ απηνύ[12][18]. Η κέζνδνο πνπ αθνινπζνύκε είλαη ε αληαιιαγή κελπκάησλ κε ηνλ εμππεξεηεηή κε ηνπο θαλόλεο πνπ νξίδεηαη από ην πξσηόθνιιν. ην παξαθάησ ζρήκα εκθαλίδεηαη κηα ηππηθή ζπλαιιαγή αλάκεζα ζε έλαλ DHCP Client θαη έλαλ DHCP Server. Μ. Πνπιίδνο 31

32 ρήκα 6: πλαιιαγή DHCP κελπκάηωλ Η πινπνίεζε πνπ πξέπεη λα πξαγκαηνπνηήζνπκε πξέπεη λα αθνινπζεί ηελ παξαπάλσ δηαδηθαζία από ηελ πιεπξά ηνπ Client θαη πεξηγξάθεηαη ζηα αθόινπζα βήκαηα: δεκηνπξγία DHCP Discovery κελύκαηνο θαη απνζηνιή ηνπ πξνο ηελ broadcast MAC δηεύζπλζε αλακνλή γηα ιήςε κελύκαηνο απάληεζεο αλάγλσζε απάληεζεο θαη ειέγρνπ, αλ απνηειεί κήλπκα DHCP Offer αλ ειήθζεη DHCP Offer αλάιπζε ησλ δεδνκέλσλ ηνπ, θαη δεκηνπξγία κελύκαηνο DHCP Request κε βάζε ηα ζηνηρεία ηνπ κελύκαηνο Offer. Απνζηνιή ηνπ DHCP Request αλακνλή γηα ιήςε κελύκαηνο απάληεζεο αλάγλσζε απάληεζεο θαη ειέγρνπ, αλ απνηειεί κήλπκα DHCP Acknowledge αλ ειήθζε DHCP Acknowledge αλάιπζε ησλ δεδνκέλσλ ηνπ ξύζκηζε ησλ παξακέηξσλ δηθηύσζεο (δηεπζπλζηνδόηεζε) ηεο ηνπηθήο ζπζθεπήο ηέινο αλ ε δηαδηθαζία ζηακαηήζεη ζε θάπνην βήκα γηα νπνηνλδήπνηε ιόγν, επαλαιακβάλεηαη από ηελ αξρή Αρχεία dns.c και dns.h ηα αξρεία απηά πινπνηνύκε ηνλ Client ηνπ πξσηνθόιινπ DNS. Η πινπνίεζε ηνπ DNS Client βαζίδεηαη ζηελ πεξηγξαθή ηνπ πξσηνθόιινπ [12][19][20]. Η πινπνίεζε έρεη δύν βαζηθέο ζπλαξηήζεηο πνπ πξνζθέξνπλ ηελ ιεηηνπξγηθόηεηα πνπ ρξεηαδόκαζηε. Οη ζπλαξηήζεηο απηέο είλαη νη αθόινπζεο Σςνάπηηζη οπιζμού ηος DNS Server void set_dns_server(uint8 xdata DNS0,DNS1,DNS2,DNS3); Σελ ζπλάξηεζε απηή ηελ εθηεινύκε γηα λα νξίζνπκε ηελ δηεύζπλζε IP ηνπ DNS Server. ηελ πεξίπησζε καο ε ζπλάξηεζε απηή θαιείηε θαηά ηελ εθηέιεζε ηεο ιεηηνπξγίαο δηεπζπλζηνδόηεζεο ηνπ ζπζηήκαηνο. Η πινπνίεζε ηνπ DHCP Client, όηαλ ιάβεη από ηνλ DHCP Server ηελ δηεύζπλζε ηνπ DNS Server εθηειεί ηελ ζπλάξηεζε, θαη ζηελ ζπλέρεηα κπνξεί λα εθηειεζηεί νπνηνδήπνηε εξώηεκα DNS. Μ. Πνπιίδνο 32

33 Σςνάπηηζη επυηήμαηορ DNS ππορ ηον DNS Server uint8 dns_query(uint8 s, int8 * name, uint8 * GetIP); Η ζπλάξηεζε απηή είλαη ε βαζηθή πινπνίεζε ηνπ πξσηνθόιινπ DNS πνπ αλαιακβάλεη λα καο κεηαθξάζεη έλα δηθηπαθό όλνκα (domain name) ζε κία δηεύζπλζε IP. Γηα λα νινθιεξώζεη ηελ δηαδηθαζία κεηάθξαζεο θαιεί θάπνηεο επηπιένλ ππνζηεξηθηηθέο ζπλαξηήζεηο πνπ πινπνηνύληαη ζηα ίδηα αξρεία θαη πεξηγξάθνληαη παξαθάησ: Σςνάπηηζη ανάλςζηρ διαδικηςακού ονόμαηορ int parse_name(uint8 * msg, uint8 * compressed, uint8 * buf, uint16 len); Σςνάπηηζη ανάλςζηρ ηηρ επώηηζηρ πος επιζηπέθει ηο μήνςμα απάνηηζηρ από ηον εξςπηπεηηηή DNS uint8 * dns_question(uint8 * msg, uint8 * cp); Σςνάπηηζη ανάλςζηρ ηηρ απάνηηζηρ πος επιζηπέθει ηο μήνςμα απάνηηζηρ από ηον εξςπηπεηηηή DNS uint8 * dns_answer(uint8 * msg, uint8 * cp); Σςνάπηηζη ανάλςζηρ ηος μηνύμαηορ απάνηηζηρ από ηον εξςπηπεηηηή DNS uint8 parsemsg(struct dhdr * dhdr, uint8 * buf); Σςνάπηηζη δημιοςπγίαρ επυηήμαηορ DNS int dns_makequery(uint16 op, uint8 * name, uint8 * buf, uint16 len); Τινπνίεζε ελαξίνπ Πειάηε Telnet ην ηξίην επίπεδν πινπνίεζεο αλαπηύζζνπκε ηξία δηαθνξεηηθά ζελάξηα πξνθεηκέλνπ λα δώζνπκε ζηελ εθαξκνγή καο δπλαηόηεηεο επειημίαο αλάινγα κε ηηο αλάγθεο καο. Σν πξώην ζελάξην πνπ πινπνηνύκε ζα ιεηηνπξγεί σο πειάηεο ηνπ πξσηνθόιινπ Telnet. Θα ζπλδέεηαη δειαδή ζε έλαλ εμππεξεηεηή Telnet θαη ζα απνζηέιιεη ηα ζηνηρεία πνπ ζπιιέγνπλ νη αηζζεηήξεο. Η πινπνίεζε πνπ αθνξά απηό ην ζελάξην πεξηιακβάλεη ηελ αξρηθνπνίεζε ηνπ δηθηύνπ πξνθεηκέλνπ λα ζπλδεζεί ην αλαπηπμηαθό κε ην ηνπηθό καο δίθηπν, ηελ δεκηνπξγία ζύλδεζεο κε ηνλ εμππεξεηεηή Telnet ηελ παξακεηξνπνίεζε ηεο ζεηξηαθήο ζύξαο πξνθεηκέλνπ λα ιακβάλνληαη ηα δεδνκέλα από ηνλ θεληξηθό θόκβν ηνπ Αζύξκαηνπ Γηθηύνπ Αηζζεηήξσλ θαη ηελ πξνώζεζε απηώλ ησλ δεδνκέλσλ ζηνλ εμππεξεηεηή Telnet. Γηα ηελ επίηεπμε απηώλ ησλ ζθνπώλ έρνπλ δεκηνπξγεζεί νη αθόινπζεο ελόηεηεο θώδηθα: Αρχείο GETKEY.c ην αξρείν GETKEY.c πινπνηνύκε κηα ζπλάξηεζε ε νπνία ιακβάλεη ηα δεδνκέλα από ηελ ζεηξηαθή ζύξα αλά ραξαθηήξα (byte) : Σςνάπηηζη για λήτη σαπακηήπυν από ηην ζειπιακή θύπα char _getkey(); Μ. Πνπιίδνο 33

34 Αρχείο PUTCHAR.c ην αξρείν PUTCHAR.c πινπνηνύκε κηα ζπλάξηεζε ε νπνία ζηέιλεη έλαλ ραξαθηήξα ζηελ ζεηξηαθή ζύξα: Σςνάπηηζη για αποζηολή σαπακηήπυν από ηην ζειπιακή θύπα char putchar (char c); Αρχείο main.c ην αξρείν main.c πινπνηνύκε ην βαζηθό πξόγξακκα πνπ εθηειείηε ζηνλ επεμεξγαζηή ηνπ αλαπηπμηαθνύ imcu W7100. Δδώ νξίδνπκε ηνλ ηξόπν κε ηνλ νπνίν ζα ιεηηνπξγεί ν επεμεξγαζηήο καο, θαιώληαο ηηο ζπλαξηήζεηο πνπ έρνπκε πεξηγξάςεη. ηελ ζπλέρεηα ζα πεξηγξάςνπκε ηηο ζπλαξηήζεηο πνπ πινπνηνύληαη ζην αξρείν απηό θαη θαηόπηλ ζα θάλνπκε κηα αλαθνξά βαζηθή ζπλάξηεζε main(), πνπ θαιεί ν επεμεξγαζηήο θαηά ηελ εθθίλεζε ηνπ θαη ε νπνία αλαιακβάλεη ηελ ιεηηνπξγία πνπ έρνπκε πινπνηήζεη. Σςνάπηηζη εξςπηπέηηζηρ ζήμαηορ διακοπήρ από ηην ζειπιακή θύπα void Int() interrupt 4 Σςνάπηηζη ανάγνυζηρ δεδομένυν από ηην ζειπιακή θύπα και πποώθηζήρ ηοςρ ζηον εξςπηπεηηηή Telnet. uint16 SerialToEthernet(SOCKET s); Η ζπλάξηεζε απηή ιεηηνπξγεί ακθίδξνκα, δειαδή κεηαθέξεη θαη ηα δεδνκέλα πνπ ζηέιλεη ν εμππεξεηεηήο Telnet ζηελ ζεηξηαθή ζύξα. Σςνάπηηζη απσικοποίηζηρ ζύνδεζηρ Telnet void StoE(SOCKET s, uint16 port, uint8 xdata * e_buf, uint16 mode); Η ζπλάξηεζε απηή αξρηθνπνηεί ηελ ππνδνρή (Socket) από ηελ νπνία δεκηνπξγείηε ε ζύλδεζε Telnet κε ηνλ εμππεξεηεηή. Η ζπλάξηεζε απηή ειέγρεη ηελ θαηάζηαζε ηεο ππνδνρήο θαη εθηειεί ηελ αληίζηνηρε ιεηηνπξγία. Καηά ηελ πξώηε εθηέιεζε ηεο ζπλάξηεζεο θαη εθόζνλ ε ππνδνρή βξίζθεηε ζε θαηάζηαζε πνπ ηεο επηηξέπεη ζύλδεζε ε ζπλάξηεζε πξαγκαηνπνηεί ηελ ζύλδεζε θαιώληαο ηελ ζπλάξηεζε πνπ πινπνηείηε ζην αξρείν socket.c connect(socket s, uint8 * addr, uint16 port) Αληίζηνηρα θαιεί ζπλαξηήζεηο ηεξκαηηζκνύ ηεο ζύλδεζεο όηαλ ν πειάηεο επηζπκεί ηεξκαηηζκό, θαη θιείζηκν ηεο ζύλδεζεο όηαλ έρεη απνζπλδεζεί ν πειάηεο. Η πην ζεκαληηθή πεξίπησζε πνπ έρεη πινπνηεζεί είλαη ε πεξίπησζε πνπ ε ππνδνρή είλαη ζπλδεδεκέλε, ζε απηή ηελ πεξίπησζε, αθνύ ππάξρεη ε ζύλδεζε, ε ζπλάξηεζε θαιεί ηελ SerialToEthernet(SOCKET s) ε νπνία αλαιακβάλεη ηελ ακθίδξνκε πξνώζεζε ησλ δεδνκέλσλ πνπ ππάξρνπλ ζηνπο buffers ησλ δύν ζπλδέζεσλ. Σςνάπηηζη απσικοποίηζηρ επεξεπγαζηή void Init_iMCU(void); Μ. Πνπιίδνο 34

35 Με ηελ ζπλάξηεζε απηή αξρηθνπνηείηε ην πεξηβάιινλ ηνπ επεμεξγαζηή. Οξίδεηαη ν ηξόπνο ιεηηνπξγίαο ησλ ζεκάησλ δηαθνπήο θαη αξρηθνπνηείηαη ε ζεηξηαθή ζύξα κε ηελ ζπλάξηεζε InitSerial() ε νπνία νξίδεη ηελ ηαρύηεηα θαη ηνλ ηξόπν επηθνηλσλίαο ηεο. πλάξηεζε αξρηθνπνίεζεο ηεο δηθηπαθήο δηεπαθήο (network interface) void Init_Network(void); Η ζπλάξηεζε απηή αξρηθνπνηεί ηελ δηθηπαθή δηεπαθή ηνπ αλαπηπμηαθνύ καο. Οξίδεη ηεο δηεπζύλζεηο δηθηύσζεο, θπζηθή δηεύζπλζε (MAC address), IP δηεύζπλζε, κάζθα ππνδηθηύνπ (subnet mask) θαη πξνεπηιεγκέλε πύιε (default gateway). Δπίζεο ε ζπλάξηεζε απηή πεξηκέλεη κέρξη ην θπζηθό επίπεδν (physical layer) λα πξαγκαηνπνηήζεη ηελ ζύλδεζε (auto negotiation) [21]. Σςνάπηηζη εκκίνηζηρ ηος ππογπάμμαηορ void main(); ε πνιιέο πξνγξακκαηηζηηθέο γιώζζεο θαηά ηελ εθθίλεζε ηνπ πξνγξάκκαηνο, αθνύ ην ζύζηεκα έρεη αξρηθνπνηεζεί θαη είλαη έηνηκν λα εθηειέζεη ηελ εθαξκνγή θαιεί ηελ ζπλάξηεζε main. ηελ νπζία ε ζπλάξηεζε main είλαη ε πξώηε ζπλάξηεζε, γξακκέλε από ηνλ πξνγξακκαηηζηή, πνπ εθηειείηαη θαηά ηελ εθθίλεζε ηνπ πξνγξάκκαηνο [22]. Με ηνλ ίδην ηξόπν εθθηλνύλ ηελ εθηέιεζε ησλ πξνγξακκάησλ θαη ηα ελζσκαησκέλα ζπζηήκαηα, όπσο ηα αλαπηπμηαθά πνπ ρξεζηκνπνηνύκε. Οη κεηαγισηηηζηέο κεηαγισηηίδνπλ ην πξόγξακκα πνπ ζα εθηειεζηεί από ηνλ επεμεξγαζηή ηνπ αλαπηπμηαθνύ κε ηέηνην ηξόπν ώζηε λα μεθηλάεη ε εθηέιεζε ηνπ από ηελ ζπλάξηεζε main. Έλα επηπιένλ ραξαθηεξηζηηθό πνπ έρνπλ νη εθαξκνγέο γηα ελζσκαησκέλα ζπζηήκαηα ζε αληίζεζε κε ηηο εθαξκνγέο αλώηεξνπ επηπέδνπ πνπ εθηεινύληαη ζε ειεθηξνληθνύο ππνινγηζηέο είλαη όηη ζηα ελζσκαησκέλα ζπζηήκαηα, ιόγσ ηεο απνπζίαο ιεηηνπξγηθνύ ζπζηήκαηνο, νη εθαξκνγέο δελ πξέπεη λα ηεξκαηίδνπλ. Πξέπεη λα εθηεινύληαη γηα πάληα, θάηη πνπ ζηνπο ππνινγηζηέο αλαιακβάλεη ην ιεηηνπξγηθό ζύζηεκα. ηελ ζπλάξηεζε main πνπ παξνπζηάδεηαη αθνινύζσο παξαηεξνύκε όιεο απηέο ηηο ιεηηνπξγίεο. void main() Init_iMCU(); // Initialize imcuw7100 Init_Network(); // Initialize Network Configuration while(1) StoE(0, 5000,e_buf, 0); Η main ζπλάξηεζε ηνπ πξνγξάκκαηνο, παξαηεξνύκε όηη είλαη πνιύ απιή, αξρηθά θαιεί δύν ζπλαξηήζεηο ηελ Init_iMCU() θαη ηελ Init_Network() πνπ αξρηθνπνηνύλ ηνλ επεμεξγαζηή θαη ην δίθηπν αληίζηνηρα. ηελ ζπλέρεηα εθηειεί κηα επαλάιεςε γηα πάληα while(1) θαιώληαο ηελ ζπλάξηεζε StoE(0, 5000,e_buf, 0). Η ζπλάξηεζε απηή όπσο αλαθέξακε παξαπάλσ, αξρηθνπνηεί θαη εθθηλεί ην socket, απνζηέιιεη δεδνκέλα από ην socket πξνο ηελ ζεηξηαθή ζύξα θαη αληίζηξνθα, θαη ηεξκαηίδεη ην socket αλ δηαθνπεί ε ζύλδεζε κε ηελ άιιε πιεπξά. Μ. Πνπιίδνο 35

36 4.1.5 Τινπνίεζε ελαξίνπ Δμππεξεηεηή Telnet Σν δεύηεξν ζελάξην πνπ πινπνηνύκε ζα ιεηηνπξγεί σο εμππεξεηεηήο ηνπ πξσηνθόιινπ Telnet. Θα αλακέλεη ηελ ζύλδεζε από θάπνηνλ πειάηε Telnet θαη όηαλ πξαγκαηνπνηεζεί ε ζύλδεζε ζα απνζηέιιεη ηα ζηνηρεία πνπ ζπιιέγνπλ νη αηζζεηήξεο. Η πινπνίεζε πνπ αθνξά απηό ην ζελάξην, όπσο θαη ζην πξώην ζελάξην, πεξηιακβάλεη ηελ αξρηθνπνίεζε ηνπ δηθηύνπ πξνθεηκέλνπ λα ζπλδεζεί ην αλαπηπμηαθό κε ην ηνπηθό καο δίθηπν, ηελ ελεξγνπνίεζε ηνπ εμππεξεηεηή Telnet, ηελ παξακεηξνπνίεζε ηεο ζεηξηαθήο ζύξαο πξνθεηκέλνπ λα ιακβάλνληαη ηα δεδνκέλα από ηνλ θεληξηθό θόκβν ηνπ Αζύξκαηνπ Γηθηύνπ Αηζζεηήξσλ θαη ηελ πξνώζεζε απηώλ ησλ δεδνκέλσλ ζηνλ πειάηε Telnet, όηαλ απηόο ζπλδεζεί. Γηα ηελ επίηεπμε απηώλ ησλ ζθνπώλ έρνπλ δεκηνπξγεζεί νη αθόινπζεο ελόηεηεο θώδηθα: Αρχείο GETKEY.c ην αξρείν GETKEY.c είλαη ην ίδην κε ην πξώην ζελάξην ζην νπνίν πινπνηνύκε κηα ζπλάξηεζε ε πνπ ιακβάλεη ηα δεδνκέλα από ηελ ζεηξηαθή ζύξα αλά ραξαθηήξα (byte) : Σςνάπηηζη για λήτη σαπακηήπυν από ηην ζειπιακή θύπα char _getkey(); Αρχείο PUTCHAR.c ην αξρείν PUTCHAR.c είλαη επίζεο ην ίδην κε ην πξώην ζελάξην ζην νπνίν πινπνηνύκε κηα ζπλάξηεζε ε πνπ ζηέιλεη έλαλ ραξαθηήξα ζηελ ζεηξηαθή ζύξα: Σςνάπηηζη για αποζηολή σαπακηήπυν από ηην ζειπιακή θύπα char putchar (char c); Αρχείο main.c ην αξρείν main.c όπσο πεξηγξάςακε θαη ζην πξώην ζελάξην, πεξηιακβάλεη ηελ βαζηθή ζπλάξηεζε main() πνπ αλαιακβάλεη ηελ εθθίλεζε ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ επεμεξγαζηή. Οη δηαθνξέο ζηελ πινπνίεζε από ην πξώην ζελάξην είλαη πνιύ ιίγεο, παξόιν πνπ ην ηειηθό απνηέιεζκα είλαη πνιύ δηαθνξεηηθό. Ό ηξόπνο πνπ έρεη δνκεζεί ην πξόγξακκά καο ζε επίπεδα, θαη ζε αλεμάξηεηεο ελόηεηεο θώδηθα, καο δίλεη ηελ επειημία λα πξνζαξκόζνπκε ην πξόγξακκα κε πνιύ ιίγεο δηαθνξνπνηήζεηο ζην λέν ζελάξην. Η κόλε αιιαγή πνπ πξαγκαηνπνηνύκε ζην πξόγξακκα απηνύ ηνπ ζελαξίνπ είλαη ε πινπνίεζε ηεο ζπλάξηεζεο StoE(SOCKET s, uint16 port, uint8 xdata * e_buf, uint16 mode) ε νπνία πιένλ αξρηθνπνηεί ηελ ππνδνρή socket θαη ηελ ζέηεη ζε ιεηηνπξγία αθξόαζεο (listen) ώζηε λα αλακέλεη ζύλδεζε. Όηαλ ζπλδεζεί έλαο πειάηεο ζηνλ εμππεξεηεηή πνπ πινπνηείηε από ηνλ imcu W7100 αθνινπζείηαη ε ίδηα δηαδηθαζία, θαιώληαο ηελ ζπλάξηεζε SerialToEthernet(SOCKET s) πξνσζνύληαη ηα δεδνκέλα από ηελ ζεηξηαθή πξνο ηνλ πειάηε Telnet θαη αληίζηξνθα. Οη πλαξηήζεηο πνπ πινπνηνύληαη ζην αξρείν απηό είλαη νη παξαθάησ. Σςνάπηηζη εξςπηπέηηζηρ ζήμαηορ διακοπήρ από ηην ζειπιακή θύπα void Int() interrupt 4 Μ. Πνπιίδνο 36

37 Σςνάπηηζη ανάγνυζηρ δεδομένυν από ηην ζειπιακή θύπα και πποώθηζήρ ηοςρ ζηον εξςπηπεηηηή Telnet. uint16 SerialToEthernet(SOCKET s); Σςνάπηηζη απσικοποίηζηρ Εξςπηπεηηηή Telnet void StoE(SOCKET s, uint16 port, uint8 xdata * e_buf, uint16 mode); Η ζπλάξηεζε απηή αξρηθνπνηεί ηελ ππνδνρή (Socket) ώζηε λα ιεηηνπξγεί ζε απηή έλαο εμππεξεηεηήο Telnet, ζηνλ νπνίν κπνξεί λα ζπλδεζεί απνκαθξπζκέλα νπνηνζδήπνηε πειάηεο. Σςνάπηηζη απσικοποίηζηρ επεξεπγαζηή void Init_iMCU(void); Σςνάπηηζη απσικοποίηζηρ ηηρ δικηςακήρ διεπαθήρ (network interface) void Init_Network(void); Σςνάπηηζη εκκίνηζηρ ηος ππογπάμμαηορ void main(); Η πινπνίεζε ηεο ζπλάξηεζεο main δελ δηαθέξεη θαζόινπ από ην ζελάξην πνπ πινπνηήζακε έλαλ πειάηε Telnet. Απηό πνπ αμίδεη λα αλαθέξνπκε εδώ είλαη όηη κπνξνύκε λα δερζνύκε ζπλδέζεηο από πεξηζζόηεξνπο πειάηεο Telnet, αξθεί λα δεκηνπξγήζνπκε πεξηζζόηεξεο ππνδνρέο (socket) γηα απηό ην ζθνπό. Γηα λα πξαγκαηνπνηήζνπκε απηή ηελ αιιαγή ζην πξόγξακκά καο, αξθεί λα πξνζζέζνπκε επηπιένλ θιήζεηο ηεο ζπλάξηεζεο void StoE(SOCKET s, uint16 port, uint8 xdata * e_buf, uint16 mode) κέζα ζηελ άπεηξε επαλάιεςε. Σν πξώην όξηζκα ηεο ζπλάξηεζεο πνπ αλαθέξεηαη ζην αξηζκό ηεο ππνδνρήο πνπ δεκηνπξγνύκε πξέπεη λα δηαθέξεη, από ηνλ αξηζκό 0 (κεδέλ) πνπ έρεη ε ππάξρνπζα θιήζε ηεο ζπλάξηεζεο. void main() Init_iMCU(); // Initialize imcuw7100 Init_Network(); // Initialize Network Configuration while(1) StoE(0, 5000,e_buf, 0); Μία πινπνίεζε ηεο ζπλάξηεζεο main πνπ ζα έδηλε ηελ δπλαηόηεηα ζε πέληε πειάηεο Telnet λα ζπλδεζνύλ θαη λα ιάβνπλ ηα δεδνκέλα, ζα ήηαλ ε αθόινπζε void main() Μ. Πνπιίδνο 37

38 Init_iMCU(); // Initialize imcuw7100 Init_Network(); // Initialize Network Configuration while(1) StoE(0, 5000,e_buf, 0); StoE(1, 5000,e_buf, 0); StoE(2, 5000,e_buf, 0); StoE(3, 5000,e_buf, 0); StoE(4, 5000,e_buf, 0); Τινπνίεζε ελαξίνπ Γεκνζηνπνίεζεο ζε On-Line βάζε δεδνκέλωλ Σν ηξίην ζελάξην πνπ πινπνηνύκε ζα ιεηηνπξγεί σο πειάηεο πξσηνθόιινπ HTTP[11][12] θαη ζα απνζηέιιεη ζηελ on line βάζε δεδνκέλσλ Pachube ( ). To Pachube (πξνθέξεηαη Patch Bay) είλαη κηα ππεξεζία παξνρήο on-line βάζεο δεδνκέλσλ, πνπ επηηξέπεη ζηνπο πξνγξακκαηηζηέο λα ζπλδέζνπλ αηζζεηήξεο κε ην δηαδίθηπν, θαη λα αλαπηύμνπλ ηηο εθαξκνγέο ηνπο ζε απηό [23]. Σν Pachube πξνζθέξεη κηα επέιηθηε δηεπαθή πξνγξακκαηηζκνύ εθαξκνγώλ (Application Programming Interface, API) ε νπνία καο επηηξέπεη λα αλαπηύμνπκε ηα δηθά καο πξνγξάκκαηα ηα νπνία λα αληαιιάζνπλ πιεξνθνξίεο κε ην Pachube. Γηα ηελ απνζηνιή δεδνκέλσλ πξνο ην Pachube αξθεί έλα εξώηεκα HTTP PUT κέζσ ηνπ νπνίνπ ζα απνζηείινπκε ηηο ηηκέο ζηελ βάζε δεδνκέλσλ. Έλα ηππηθό παξάδεηγκα HTTP PUT ρξεζηκνπνηώληαο ηελ εθαξκνγή curl είλαη ην αθόινπζν: curl --request PUT --header "X-PachubeApiKey: <PachebeAPIkey>" --data "10" " ζην νπνίν αλ αληηθαηαζηήζνπκε ην <PachebeAPIkey> κε ηελ πξαγκαηηθή ηηκή ηνπ API key καο πξνθεηκέλνπ λα καο αλαγλσξίζεη ην Pachube θαη ην <feednumber> κε ηνλ αξηζκό ηνπ feed ζα πξνζζέζεη ζην feed ηελ ηηκή 10. Γηα λα έρνπκε κηα πιήξε εηθόλα ηνπ κελύκαηνο πνπ απνζηέιινπκε παξαθάησ ππάξρεη ε ζύιιεςε ηνπ παθέηνπ κε Whireshark PUT /api/feeds/<feednumber>.csv HTTP/1.1 User-Agent: curl/ (i686-pc-cygwin) Host: Accept: */* X-PachubeApiKey: <PachebeAPIkey> Content-Length: 2 Content-Type: application/x-www-form-urlencoded 10 ην ζελάξην απηό ε δηαδηθαζία πνπ ζα πινπνηήζνπκε πεξηιακβάλεη ηελ ιήςε ησλ δεδνκέλσλ από ην WSN κέζσ ηεο ζεηξηαθήο ζύξαο θαη ε απνζηνιή ηνπο κε HTTP PUT κελύκαηα ζην Pachube. ηελ ζπλέρεηα ζα αλαιύζνπκε ηα αξρεία πνπ έρνπκε αλαπηύμεη γηα ηελ πινπνίεζε ηνπ ζελαξίνπ. Μ. Πνπιίδνο 38

39 Αρχεία http_client.c και http_client.h ην αξρείν απηά πινπνηείηαη ν πειάηεο HTTP. Η ζπλάξηεζε πνπ αλαπηύρζεθε γηα ηνλ ζθνπό απηό είλαη ε αθόινπζε: Σςνάπηηζη για αποζηολή επυηήμαηορ HTTP int16 http_client( uint8 s, uint8 *HTTPs_IP, uint8 *domain, uint8 *url_path,uint8 xdata * data_buf); Η ζπλάξηεζε απηή δεκηνπξγεί ηελ ππνδνρή (socket) κέζσ ηνπ νπνίνπ ζα επηθνηλσλήζεη κε ηνλ εμππεξεηεηή HTTP, θαη απνζηέιιεη ην εξώηεκα Αρχεία pachube.c και pachube.h ην αξρείν απηά πινπνηείηαη ν πειάηεο HTTP. Η ζπλάξηεζε πνπ αλαπηύρζεθε γηα ηνλ ζθνπό απηό είλαη ε αθόινπζε: Σςνάπηηζη για αποζηολή επυηήμαηορ HTTP PUT ζηο Pachube int16 pachube_http_client(uint8 s, uint8 pachube_feed, uint8 *pachube_apikey, uint8 *sensor_data, uint8 xdata * data_buf ); Η ζπλάξηεζε απηή δεκηνπξγεί ηελ ππνδνρή (socket) κέζσ ηνπ νπνίνπ ζα επηθνηλσλήζεη κε ηνλ εμππεξεηεηή ηνπ Pachube, θαη απνζηέιιεη ηα δεδνκέλα από ηνπο αηζζεηήξεο κε εξώηεκα HTTP PUT Αρχείο main.c ην αξρείν απηά πινπνηνύληαη ε βαζηθή ζπλάξηεζε main() απ όπνπ μεθηλάεη ε εθηέιεζε ηνπ πξνγξάκκαηνο θαη θάπνηεο ππνζηεξηθηηθέο ζπλαξηήζεηο. ηελ ζπλέρεηα εκθαλίδνληαη αλαιπηηθά νη ζπλαξηήζεηο πνπ εθηεινύληαη: Σςνάπηηζη απσικοποίηζηρ επεξεπγαζηή void Init_iMCU(void); Σςνάπηηζη απσικοποίηζηρ ηηρ δικηςακήρ διεπαθήρ (network interface) με σπήζη DHCP server void Init_Net_DHCP(void) Σςνάπηηζη εκκίνηζηρ ηος ππογπάμμαηορ void main(); Η βαζηθή ζπλάξηεζε main() αξρηθνπνηεί ηνλ επεμεξγαζηή θαιώληαο ηελ ζπλάξηεζε Init_iMCU()θαη ζηελ ζπλέρεηα αξρηθνπνηεί ηελ νζόλε LCD θαιώληαο ηελ lcd_init(). Σν επόκελν βήκα ηεο βαζηθήο ζπλάξηεζεο είλαη λα νξίζεη ηελ θπζηθή δηεύζπλζε ηεο δηθηπαθήο δηεπαθήο, θαη λα πεξηκέλεη ηελ ζύλδεζε από ην θπζηθό επίπεδν. Αθνύ ε ζύλδεζε απνθαηαζηαζεί ζε θπζηθό επίπεδν, αξρηθνπνηεί ηηο δηθηπαθέο δηεπζύλζεηο κε ηελ ζπλάξηεζε Init_Net_Default() θαη ζηελ ζπλέρεηα εθηειεί ηελ ζπλάξηεζε Init_Net_DHCP() ε νπνία δεηάεη δηθηπαθέο δηεπζύλζεηο από εμππεξεηεηή DHCP. Αθνύ νινθιεξσζεί ε αξρηθνπνίεζε ηνπ imcu W7100 μεθηλάεη ε άπεηξε επαλάιεςε πνπ Μ. Πνπιίδνο 39

40 δηαβάδεη ηα δεδνκέλα πνπ έξρνληαη από ηελ ζεηξηαθή, θαη δεκηνπξγεί ηα εξσηήκαηα θαη ηα απνζηέιιεη ζην Pachube. 4.2 Λνγηζκηθό αλαπηπμηαθνύ eε430-rf2500t Οη κηθξνειεγθηέο πνπ δεκηνπξγνύλ ην αζύξκαην δίθηπν αηζζεηήξσλ ρσξίδνληαη ζε δύν θαηεγνξίεο. Σνπο κηθξνειεγθηέο πειάηεο (ηειηθέο ζπζθεπέο ED) πνπ δηαζέηνπλ αηζζεηήξεο, από ηνπο νπνίνπο δηαβάδνπλ δεδνκέλα πνπ ηα πξνσζνύλ κέζσ ηνπ WSN θαη ην ζεκείν πξόζβαζεο (AP) πνπ ζπιιέγεη ηα δεδνκέλα από ην WSN θαη ηα πξνσζεί. Οη πειάηεο κε ηνπο αηζζεηήξεο απνηεινύλ ην πξώην επίπεδν ηνπ ζπζηήκαηνο καο, ελώ ην ζεκείν πξόζβαζεο ην δεύηεξν επίπεδν. Η αλάπηπμε ηνπ ινγηζκηθνύ γηα ην Αζύξκαην Γίθηπν Αηζζεηήξσλ έρεη βαζηζηεί ζην Wireless Sensor Monitor Using the ez430-rf2500 ηεο Texas Instrument [2]. Η παξνπζίαζε ηεο πινπνίεζεο ζα πξαγκαηνπνηεζεί ζε ηξία βήκαηα. Αλάπηπμε θνηλώλ ελνηήησλ θώδηθα Αλάπηπμε θύξηνπ πξνγξάκκαηνο εκείνπ Πξόζβαζεο (AP) Αλάπηπμε θύξηνπ πξνγξάκκαηνο Σειηθήο πζθεπήο (ED) Αλάπηπμε θνηλώλ ελνηήηωλ θώδηθα Δδώ ζα πεξηγξάςνπκε ελόηεηεο θώδηθα πνπ ρξεζηκνπνηνύληαη θαη από ηνπο δύν ηύπνπο θόκβσλ πνπ ζπλαληνύκε ζην WSN. Οη ελόηεηεο απηέο παξνπζηάδνληαη παξαθάησ: Αρχεία virtual_com_cmds.c και virtual_com_cmds.h ηα αξρεία απηά πινπνηνύληαη ζπλαξηήζεηο πνπ καο επηηξέπνπλ ηελ επηθνηλσλία κε ηελ ζεηξηαθή ζύξα πνπ δηαζέηεη ην αλαπηπμηαθό. Οη ζπλαξηήζεηο απηέο είλαη νη αθόινπζεο: Σςνάπηηζη για απσικοποίηζη ηηρ ζειπιακήρ θύπαρ void COM_Init(void); Σςνάπηηζη για ηην αποζηολή δεδομένυν από ηη ζειπιακή θύπα void TXString( char* string, int length ); Σςνάπηηζη διαμόπθυζηρ δεδομένυν για αποζηολή void transmitdata(int addr, signed char rssi, char msg[message_length] ); Σςνάπηηζη δημιοςπγίαρ μηνύμαηορ για αποζηολή void transmitdatastring(char data_mode, char addr[4],char rssi[3], char msg[message_length]); Μ. Πνπιίδνο 40

41 Αρχεία bsp.c και bsp.h ηα αξρεία απηά πινπνηείηαη ππνζηήξημε ζπζθεπώλ πνπ ππάξρνπλ πάλσ ζην αλαπηπμηαθό Αρχεία mrfi.c και mrfi.h ηα αξρεία απηά πινπνηείηαη ππνζηήξημε ηεο ειάρηζηεο RF δηεπαθήο (Minimal RF Interface) Αρχεία nwk.c και nwk.h ηα αξρεία απηά πινπνηείηαη ππνζηήξημε ηνπ δηθηπαθνύ επηπέδνπ ηνπ SimpliciTI Αλάπηπμε θύξηνπ πξνγξάκκαηνο εκείνπ Πξόζβαζεο (AP) Η αλάπηπμε πνπ ζα πεξηγξαθεί ζε απηή ηελ ελόηεηα πεξηιακβάλεη ην πξόγξακκα πνπ ζα εθηειεί ην ζεκείν πξόζβαζεο (AP) ηνπ αζύξκαηνπ δηθηύνπ αηζζεηήξσλ. Η επηζπκεηή ιεηηνπξγία ηνπ AP είλαη λα ζπιιέγεη ηα δεδνκέλα από ηα ED θαη λα ηα πξνσζεί κέζσ ηεο ζεηξηαθήο ηνπ ζύξαο ζηνλ επόκελε βαζκίδα πνπ βξίζθεηαη ην imcu W Αρχείο main_ap.c ηα αξρεία απηά πινπνηνύληαη ζπλαξηήζεηο πνπ καο επηηξέπνπλ ηελ επεμεξγαζία ηνλ κελπκάησλ πνπ ιακβάλνληαη θαζώο θαη ιεηηνπξγίεο επηινγήο θαλαιηνύ επηθνηλσλίαο. Δπίζεο πινπνηείηαη θαη ε βαζηθή ζπλάξηεζε main από ηελ νπνία μεθηλάεη ε εθηέιεζε ηνπ πξνγξάκκαηνο. Οη ζπλαξηήζεηο απηέο είλαη νη αθόινπζεο: Σςνάπηηζη επεξεπγαζίαρ μηνύμαηορ static void processmessage(linkid_t lid, uint8_t *msg, uint8_t len); Σςνάπηηζη αλλαγήρ καναλιού static void changechannel(void); Σςνάπηηζη ελέγσος αλλαγήρ καναλιού static void checkchangechannel(void); Κύπια ζςνάπηηζη εκηέλεζηρ ππογπάμμαηορ void main(void); Η ζπλάξηεζε απηή απνηειεί ην θύξην πξόγξακκα ηνπ AP. Η ιεηηνπξγίεο πνπ εθηειεί είλαη νη αθόινπζεο: Αξρηθνπνίεζε ηεο πιαθέηαο κέζσ ηεο ζπλάξηεζεο BSP_Init() Αξρηθνπνίεζε ηεο ζεηξηαθήο ζύξαο κέζσ ηεο ζπλάξηεζεο COM_Init() Δθθίλεζε άπεηξεο επαλάιεςεο, ζηελ νπνία δηαβάδεη ηα κελύκαηα από ην αζύξκαην δίθηπν θαη ηα πξνσζεί ζηελ ζεηξηαθή ζύξα. ηελ ζπλέρεηα αθνινπζεί ε πινπνίεζε ηεο main() ζπλάξηεζεο γηα ην AP. /* * Main * */ Μ. Πνπιίδνο 41

42 void main (void) bspistate_t intstate; #ifdef FREQUENCY_AGILITY memset(ssample, 0x0, sizeof(ssample)); #endif /* Initialize board */ BSP_Init(); /* Initialize TimerA and oscillator */ BCSCTL3 = LFXT1S_2; TACCTL0 = CCIE; TACCR0 = 12000; TACTL = TASSEL_1 + MC_1; // LFXT1 = VLO // TACCR0 interrupt enabled // ~1 second // ACLK, upmode /* Initialize serial port */ COM_Init(); //Transmit splash screen and network init notification TXString( (char*)splash, sizeof splash); TXString( "\r\ninitializing Network...", 26 ); SMPL_Init(sCB); // network initialized TXString( "Done\r\n", 6); /* green and red LEDs on solid to indicate waiting for a Join. */ BSP_TURN_ON_LED1(); BSP_TURN_ON_LED2(); /* main work loop */ while (1) /* Wait for the Join semaphore to be set by the receipt of a Join frame from * a device that supports an End Device. * * An external method could be used as well. A button press could be connected * to an ISR and the ISR could set a semaphore that is checked by a function * call here, or a command shell running in support of a serial connection * could set a semaphore that is checked by a function call. */ if (sjoinsem && (snumcurrentpeers < NUM_CONNECTIONS)) Μ. Πνπιίδνο 42

43 /* listen for a new connection */ while (1) if (SMPL_SUCCESS == SMPL_LinkListen(&sLID[sNumCurrentPeers])) break; /* Implement fail-to-link policy here. otherwise, listen again. */ snumcurrentpeers++; BSP_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState); sjoinsem--; BSP_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); // if it is time to measure our own temperature... if(sselfmeasuresem) char msg [6]; char addr[] = "HUB0"; char rssi[] = "000"; int degc, volt; volatile long temp; int results[2]; /* Get temperature */ ADC10CTL1 = INCH_10 + ADC10DIV_4; // Temp Sensor ADC10CLK/5 ADC10CTL0 = SREF_1 + ADC10SHT_3 + REFON + ADC10ON + ADC10IE + ADC10SR; /* Allow ref voltage to settle for at least 30us (30us * 8MHz = 240 cycles) * See SLAS504D for settling time spec */ delay_cycles(240); ADC10CTL0 = ENC + ADC10SC; // Sampling and conversion start bis_sr_register(cpuoff + GIE); // LPM0 with interrupts enabled results[0] = ADC10MEM; // Retrieve result ADC10CTL0 &= ~ENC; /* Get voltage */ ADC10CTL1 = INCH_11; // AVcc/2 ADC10CTL0 = SREF_1 + ADC10SHT_2 + REFON + ADC10ON + ADC10IE + REF2_5V; delay_cycles(240); Μ. Πνπιίδνο 43

44 ADC10CTL0 = ENC + ADC10SC; bis_sr_register(cpuoff + GIE); results[1] = ADC10MEM; // Sampling and conversion start // LPM0 with interrupts enabled // Retrieve result /* Stop and turn off ADC */ ADC10CTL0 &= ~ENC; ADC10CTL0 &= ~(REFON + ADC10ON); /* oc = ((A10/1024)*1500mV)-986mV)*1/3.55mV = A10*423/ * the temperature is transmitted as an integer where 32.1 = 321 * hence 4230 instead of 423 */ temp = results[0]; degc = ((temp - 673) * 4230) / 1024; if( (*tempoffset)!= 0xFFFF ) degc += (*tempoffset); temp = results[1]; volt = (temp*25)/512; /* Package up the data */ msg[0] = degc&0xff; msg[1] = (degc>>8)&0xff; msg[2] = volt; /* Send it over serial port */ transmitdatastring(1, addr, rssi, msg ); BSP_TOGGLE_LED1(); /* Done with measurement, disable measure flag */ sselfmeasuresem = 0; /* Have we received a frame on one of the ED connections? * No critical section -- it doesn't really matter much if we miss a poll */ if (speerframesem) uint8_t msg[max_app_payload], len, i; /* process all frames waiting */ for (i=0; i<snumcurrentpeers; ++i) Μ. Πνπιίδνο 44

45 if (SMPL_SUCCESS == SMPL_Receive(sLID[i], msg, &len)) ioctlradiosiginfo_t siginfo; processmessage(slid[i], msg, len); siginfo.lid = slid[i]; SMPL_Ioctl(IOCTL_OBJ_RADIO, IOCTL_ACT_RADIO_SIGINFO, (void *)&siginfo); transmitdata( i, siginfo.siginfo.rssi, (char*)msg ); BSP_TOGGLE_LED2(); BSP_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState); speerframesem--; BSP_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); if (BSP_BUTTON1()) delay_cycles( ); /* debounce (0.25 seconds) */ changechannel(); else checkchangechannel(); BSP_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState); if (sblinky) if (++sblinky >= 0xF) sblinky = 1; BSP_TOGGLE_LED1(); BSP_TOGGLE_LED2(); BSP_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); Μ. Πνπιίδνο 45

46 4.2.3 Αλάπηπμε θύξηνπ πξνγξάκκαηνο Σειηθήο πζθεπήο (ED) Η αλάπηπμε πνπ ζα πεξηγξαθεί ζε απηή ηελ ελόηεηα πεξηιακβάλεη ην πξόγξακκα πνπ ζα εθηειεί ε ηειηθή ζπζθεπή (ED) ηνπ αζύξκαηνπ δηθηύνπ αηζζεηήξσλ. Η επηζπκεηή ιεηηνπξγία ηνπ ED είλαη λα ζπιιέγεη ηα δεδνκέλα από ηνπο αηζζεηήξεο θαη λα ηα απνζηέιιεη κέζσ ηνπ αζύξκαηνπ δηθηύνπ αηζζεηήξσλ ζην AP Αρχείο main_ed.c ηα αξρεία απηά πινπνηνύληαη ζπλαξηήζεηο γηα ηελ επηινγή δηεύζπλζεο γηα επηθνηλσλία κε ην ζεκείν πξόζβαζεο, θαη ηελ επηθνηλσλία κε απηό θαζώο θαη ε βαζηθή ζπλάξηεζε main ηνπ ED. Οη ζπλαξηήζεηο απηέο είλαη νη αθόινπζεο: Σςνάπηηζη δημιοςπγίαρ ηςσαίαρ διεύθςνζηρ void createrandomaddress() Σςνάπηηζη ζύνδεζηρ με ηο AP static void linkto(); Κύπια ζςνάπηηζη εκηέλεζηρ ππογπάμμαηορ void main(void); Η ζπλάξηεζε απηή απνηειεί ην θύξην πξόγξακκα ηνπ ED. Η ιεηηνπξγίεο πνπ εθηειεί είλαη νη αθόινπζεο: Αξρηθνπνίεζε ηεο πιαθέηαο κέζσ ηεο ζπλάξηεζεο BSP_Init() Δπηινγή ηπραίαο δηεύζπλζεο κέζσ ηεο createrandomaddress(); ύλδεζε κε ην ζεκείν πξόζβαζεο κε ηελ ζπλάξηεζε linkto(); Δθθίλεζε άπεηξεο επαλάιεςεο, ζηελ νπνία δηαβάδεη ηηο ηηκέο από ηνπο αηζζεηήξεο, δεκηνπξγεί ηα κελύκαηα πξνο απνζηνιή θαη ηα απνζηέιιεη πξνο ην ζεκείν πξόζβαζεο AP. ηελ ζπλέρεηα αθνινπζεί ε πινπνίεζε ηεο main() ζπλάξηεζεο γηα ην ED. /* * Main * */ void main (void) addr_t laddr; /* Initialize board-specific hardware */ BSP_Init(); /* Check flash for previously stored address */ if(flash_addr[0] == 0xFF && Flash_Addr[1] == 0xFF && Flash_Addr[2] == 0xFF && Flash_Addr[3] == 0xFF ) createrandomaddress(); // Create and store a new random address Μ. Πνπιίδνο 46

47 /* Read out address from flash */ laddr.addr[0] = Flash_Addr[0]; laddr.addr[1] = Flash_Addr[1]; laddr.addr[2] = Flash_Addr[2]; laddr.addr[3] = Flash_Addr[3]; /* Tell network stack the device address */ SMPL_Ioctl(IOCTL_OBJ_ADDR, IOCTL_ACT_SET, &laddr); /* Initialize TimerA and oscillator */ BCSCTL3 = LFXT1S_2; TACCTL0 = CCIE; TACCR0 = 12000; TACTL = TASSEL_1 + MC_1; // LFXT1 = VLO // TACCR0 interrupt enabled // ~ 1 sec // ACLK, upmode /* Keep trying to join (a side effect of successful initialization) until * successful. Toggle LEDS to indicate that joining has not occurred. */ while (SMPL_SUCCESS!= SMPL_Init(0)) BSP_TOGGLE_LED1(); BSP_TOGGLE_LED2(); /* Go to sleep (LPM3 with interrupts enabled) * Timer A0 interrupt will wake CPU up every second to retry initializing */ bis_sr_register(lpm3_bits+gie); // LPM3 with interrupts enabled /* LEDs on solid to indicate successful join. */ BSP_TURN_ON_LED1(); BSP_TURN_ON_LED2(); /* Unconditional link to AP which is listening due to successful join. */ linkto(); while(1); Μ. Πνπιίδνο 47

48 5. ΤΜΠΔΡΑΜΑΣΑ ηελ παξνύζα δηπισκαηηθή εξγαζία αζρνιεζήθακε κε ηελ κεηαθνξά πιεξνθνξίαο πνπ ζπιιέγεηε από αζύξκαηα δίθηπα αηζζεηήξσλ ζην δηαδίθηπν. Τινπνηήζακε θάζε βαζκίδα από ηε ζπιινγή πιεξνθνξίαο, ηελ κεηαθνξά ηεο ζην αζύξκαην δίθηπν αηζζεηήξσλ θαη ηελ πξνώζεζε ηεο ζην δηαδίθηπν. Γηα ηελ πινπνίεζε ηνπ αζπξκάηνπ δηθηύνπ αηζζεηήξσλ ρξεζηκνπνηήζακε ην αλαπηπμηαθό ζύζηεκα ez430-rf2500 ηεο Texas Instruments. Μειεηήζακε θαη ρξεζηκνπνηήζακε ηελ ηερλνινγία SimpliciTI πνπ αλαπηύζζεη ε Texas Instruments γηα αζύξκαηα δίθηπα αηζζεηήξσλ θαη βαζίδεηαη ζην πξόηππν IEEE Σν αλαπηπμηαθό ζύζηεκα βαζίδεηαη ζηνλ κηθξνειεγθηή MSP430 ηεο TI ηνλ νπνίν ζηηο ηεξκαηηθέο ζπζθεπέο ηνλ ρξεζηκνπνηνύκε θαη γηα ηελ ζπιινγή ηεο πιεξνθνξίαο από ηνπο αηζζεηήξεο. Η πξνώζεζε ησλ δεδνκέλσλ ζην δηαδίθηπν πξαγκαηνπνηείηαη κε ρξήζε ηνπ αλαπηπμηαθνύ imcuw7100 EVB ηεο WIZnet. Ππξήλα ηνπ αλαπηπμηαθνύ απνηειεί ν επεμεξγαζηήο ηεο εηαηξίαο W7100 ν νπνίνο δηαζέηεη ελζσκαησκέλεο δηθηπαθέο δπλαηόηεηεο. Η πξώηε εθαξκνγή πνπ αλαπηύμακε απνζηέιιεη ηα δεδνκέλα ηνπ αζπξκάηνπ δηθηύνπ αηζζεηήξσλ ζηνλ ρξήζηε, κέζσ ηνπ πξσηνθόιινπ Telnet. ε απηή ηελ πινπνίεζε ν ρξήζηεο κπνξεί λα ζπλδεζεί ρξεζηκνπνηώληαο έλαλ Telnet client κε ην ζύζηεκα θαη λα ιακβάλεη ηα δεδνκέλα από ην WSN ζε πξαγκαηηθό ρξόλν (Δηθόλα 8). Έρεη επίζεο ηελ δπλαηόηεηα λα απνζηέιιεη δεδνκέλα πξνο ην ζύζηεκα από ηελ ίδηα εθαξκνγή. Έηζη ε επηθνηλσλία καο γίλεηαη ακθίδξνκε, θαη ν ρξήζηεο εθηόο από ην λα δερζεί πιεξνθνξία, κπνξεί θαη λα παξέκβεη ζην ζύζηεκα. Δηθόλα 8: ύλδεζε ζην ζύζηεκα κε ηελ εθαξκνγή PuTTY Η δεύηεξε εθαξκνγή πνπ αλαπηύμακε απνζηέιιεη ηα δεδνκέλα πνπ ζπιιέγνληαη από ην WSN ζηελ δηαδηθηπαθή βάζε δεδνκέλσλ Pachube. Ο ρξήζηεο ιακβάλεη ηα δεδνκέλα από ηνλ δηθηπαθό ηόπν ηνπ Pachube. ηελ επόκελε εηθόλα (Δηθόλα 9) εκθαλίδεηαη ε Μ. Πνπιίδνο 48

49 κνξθή απεηθόληζεο ησλ δεδνκέλσλ. ε απηό ην παξάδεηγκα ηα δεδνκέλα πνπ απνζηέιινληαη είλαη ε ζεξκνθξαζία εζσηεξηθνύ θαη εμσηεξηθνύ ρώξνπ. Δηθόλα 9: Δκθάληζε δεδνκέλωλ αηζζεηήξωλ από Pachube Έλα πξόβιεκα πνπ ζπλαληήζακε ζηελ εθαξκνγή απηή, είλαη όηη ν ζρεδηαζκόο ηεο αξρηθά είρε πξαγκαηνπνηεζεί κε ηελ ινγηθή ηεο απηόκαηεο πξνώζεζεο πιεξνθνξίαο ζην Pachube, όηαλ απηή ιακβάλεηαη από έλα ED. Όηαλ ζην WSN ιεηηνπξγνύζαλ πνιιά ED, πνπ ην θάζε έλα έζηειλε πιεξνθνξία, ην Pachube απελεξγνπνηνύζε ηνλ ινγαξηαζκό πνπ είρακε δεκηνπξγήζεη, ελεκεξώλνληαο καο όηη έρνπκε πξαγκαηνπνηήζεη πνιιά αηηήκαηα. Σν πξόβιεκα ιύζεθε απμάλνληαο ηελ πεξίνδν απνζηνιήο ηνλ κελπκάησλ πξνο ην Pachube. Γηα επηπιένλ κειέηε ζα πξέπεη λα αλαθέξνπκε όηη ππάξρνπλ αλνηθηά ζέκαηα πξνο δηεξεύλεζε. Έλα ηέηνην ζέκα είλαη ε κέζνδνο κε ηελ νπνία ζα πξαγκαηνπνηεζεί ακθίδξνκε επηθνηλσλία ζην ζελάξην απνζηνιήο δεδνκέλσλ ζην Pachube. Δπίζεο, πεδίν έξεπλαο απνηειεί ε ρξήζε κεραλώλ ηερληθήο λνεκνζύλεο νη νπνίεο αλαιύνληαο ηα δεδνκέλα ζα ιακβάλνπλ απνθάζεηο γηα ην ζύζηεκα θαη ζα απνζηέιινπλ πξνο απηό εληνιέο γηα ελέξγεηεο πνπ πξέπεη λα πξαγκαηνπνηεζνύλ. Κιείλνληαο, έρνληαο θηάζεη ζην ζεκείν λα δηαλύνπκε ηελ επνρή ηνπ Web 3.0 [24] ελδηαθέξνλ πεξηνρή έξεπλαο ζα ήηαλ ν ηξόπνο εθκεηάιιεπζεο, από ην ζύζηεκα, πιεξνθνξηώλ πνπ πξνθύπηνπλ από ηνλ ζεκαζηνινγηθνύ ηζηνύ (semantic web) [25]. Μ. Πνπιίδνο 49

50 ΠΗΝΑΚΑ ΟΡΟΛΟΓΗΑ Ξελόγιωζζνο όξνο Access Points Client Debugging Embedded Networking Embedded System End Device Humidity Sensor Integrated Development Environment Micro Control Unit Open Source Temperature Sensor Web Publishing Wireless Sensor Network Διιεληθόο Όξνο εκείν Πξόζβαζεο Πειάηεο Απνζθαικάησζε Δλζσκαησκέλε Γηθηύσζε Δλζσκαησκέλν ύζηεκα Σεξκαηηθή πζθεπή Αηζζεηήξαο Τγξαζίαο Οινθιεξσκέλν Πεξηβάιινλ Αλάπηπμεο Μηθξνειεγθηήο (Λνγηζκηθό) Αλνηθηνύ Κώδηθα Αηζζεηήξαο Θεξκνθξαζίαο Κνηλνπνίεζε Γεδνκέλσλ ζηνλ Ιζηό Αζύξκαηα Γηθηύα Αηζζεηήξσλ Μ. Πνπιίδνο 50

51 ΤΝΣΜΖΔΗ ΑΡΚΣΗΚΟΛΔΞΑ ΑΚΡΧΝΤΜΗΑ AP API DHCP DNS ED I 2 C IDE LED MCU OSI RF TCP TCP/IP TELNET TI UDP WSN Access Point Application Programming Interface Dynamic Host Configuration Protocol Domain Name Service End Device Inter-Integrated Circuit Integrated Development Environment Light Emitter Diode Micro Controller Unit Open Systems Interconnection Radio Frequency Transmission Control Protocol Transmission Control Protocol / Internet Protocol TELecommunication NETwork Texas Instrument User Datagram Protocol Wireless Sensor Network Μ. Πνπιίδνο 51

52 ΠΑΡΑΡΣΖΜΑ Η Φπιιάδηα δεδνκέλωλ θαη ηερληθά εγρεηξίδηα πνπ ρξεζηκνπνηήζεθαλ Μ. Πνπιίδνο 52

53 Μ. Πνπιίδνο 53

54 Μ. Πνπιίδνο 54

55 Μ. Πνπιίδνο 55

56 Μ. Πνπιίδνο 56

57 Μ. Πνπιίδνο 57

58 Μ. Πνπιίδνο 58