ESTAÇÃO BASE (EB)

No sistema de automação residencial baseado na tecnologia DECT a estação mestre é a EB.

Suas principais funções são: gerenciamento, processamento e armazenamento dos dados adquiridos pelas EMs. A EB é composta pelas seguintes unidades: processamento, controle de rede de dados (Ethernet), interface para o padrão DECT e duas unidades de armazenamento, conforme mostra a Figura 13.

Figura 13 - Hardware componente da EB.

Segundo Axelson (2003), um sistema embarcado possui a inteligência de um computador e é destinado a executar um grupo de tarefas específicas. Esses sistemas possuem uma grande integração entre hardware e software e geralmente estão munidos com quantidades limitadas de memória (HALLINAN, 2006). Em outras palavras um dispositivo embarcado é um computador com recursos reduzidos o suficiente para aplicações específicas ao contexto que está inserido. Atualmente existem algumas soluções de hardware para dispositivos embarcados, tais como, família x86 da Intel, ARM, POWER PC, etc. e de software, tais como, Linux Embedded, Windows CE, Windows 8, Android, etc.

A solução de hardware da EB é composta por um processador ARM geração nove, um controlador de rede Ethernet (Ethernet Switch Controller 10/100MB), uma interface DECT e memórias FLASH e SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) e como solução de

software a EB utiliza o sistema operacional Linux Embedded. Tais qualidades caracterizam a EB como um sistema embarcado. O hardware e as partes integrantes da EB foram cedidos pela empresa INTELBRAS S/A para o desenvolvimento deste trabalho. Na sequência é detalhada a estação base (EB).

2.3.1 Detalhamento da Estação Base (EB)

Como apresentado na seção anterior, a EB possui o sistema operacional Linux Embedded responsável por todo gerenciamento de hardware e de software. Para disponibilizar o acesso à interface WEB de controle bem como a leitura dos dados, a EB contará com um servidor WEB, além de duas aplicações AARLL (Aplicação Automação Residencial Lado Linux) e a AARLD (Aplicação Automação Residencial Lado DECT), que farão o papel de interface entre o DECT e o sistema operacional. A aplicação AARLD é responsável por tratar os dados recebidos das EMs para que sejam processados ou armazenados no lado LINUX. Já a aplicação AARLL é responsável por tratar os dados recebidos da ARRLD que serão exibidos na interface WEB de controle no lado Linux. A interface WEB de controle, por sua vez, será responsável por exibir ao usuário o status das EMs e as opções de controle. A interface WEB de controle, a AARLD e AARLL estão em destaque na Figura 14, pois serão desenvolvidas no Capítulo 3 deste trabalho.

Figura 14 - Detalhamento de aplicações da EB

O controlador Ethernet exibido na Figura 14 é responsável pelo tráfego de dados entre a rede local e a EB. Ele está diretamente conectado ao processador através de um barramento RMII (Reduced Media Independent Interface) possibilitando o envio e recebimento de dados da rede local.

A memória volátil SDRAM e a memória não volátil FLASH, também estão conectadas diretamente ao processador e ambas dão suporte ao funcionamento do sistema operacional Linux. A SDRAM, com maior velocidade de barramento, opera a 100 MHz e é utilizada para guardar as informações que serão processadas em momento de execução, enquanto a memória FLASH, por ser não volátil do tipo NAND (Not AND), é utilizada para manter os dados salvos enquanto o sistema de automação está desligado (MORIMOTO, 2007). Na sequência serão apresentadas as descrições de cada módulo.

2.3.2 Servidor WEB

Um servidor WEB é uma aplicação designada a atender as solicitações de clientes através de conexões TCP (Transmission Control Protocol). Utilizando uma porta específica para acesso, geralmente a porta 80, os dados são transmitidos com o auxílio do protocolo HTTP (Hypertext Transfer Protocol). Alguns servidores podem trabalhar com outros tipos de protocolos (TANEMBAUM, 2003). Em outras palavras, ao digitar um endereço no navegador de internet, é estabelecido uma conexão TCP entre cliente-servidor. O servidor munido do endereço de localização do arquivo inicia sua busca na memoria e retorna com os dados ao navegador solicitante. Este por sua vez, exibe ao usuário o conteúdo que foi requisitado.

Para que a interface WEB não necessite ser totalmente recarregada em uma iteração com o usuário, por exemplo, a técnica de criação de páginas AJAX (Asynchronous JavaScript and XML) é utilizada. Esta técnica permite que pequenas quantidades de dados sejam trocados entre o navegador de internet e o servidor WEB, eximindo a necessidade de recarregar a interface WEB de controle totalmente. O que acaba sendo uma grande vantagem para utilização em sistemas embarcados (W3SCHOOLS, 2013).

No caso da automação residencial, o servidor WEB exibirá a interface WEB de controle ao usuário contendo as informações de status de sensores e atuadores que compreendem o sistema.

A interface WEB de controle é uma página WEB feita com a linguagem de programação HTML (Hypertext Mark-up Language) e complementada com codificação baseada em Java para

WEB, conhecido também como Java Script, responsável por oferecer dinamismo ao conteúdo que variam de acordo com os comandos recebidos (TECHTERMS, 2013).

2.3.3 AARLL e AARLD

A aplicação AARLL será utilizada para consultar o status dos atuadores e sensores presentes nas EMs. Esta aplicação é executada no sistema operacional Linux e serve de interface entre o servidor WEB e a interface DECT, ou seja, sempre que o usuário requisitar uma informação de status em alguma EM, a interface de controle WEB enviará esse pedido ao servidor WEB, que por sua vez, enviará uma mensagem à aplicação AARLL contendo a identificação da EM e o dado que se deseja obter. Ao receber a requisição com os dados, a AARLL encapsulará as variáveis recebidas através do protocolo Contact ID e enviará uma mensagem de requisição à interface DECT através da aplicação AARLD. O protocolo Contact ID será detalhado na subseção 2.5.1.

A aplicação AARLD tem comportamento semelhante à AARLL. A diferença entre elas é que enquanto a primeira é executada como parte integrante da Interface DECT a segunda é executada em ambiente Linux. A troca de mensagens entre estas aplicações possibilita a troca de informações entre a EB e as EMs.

Quando a requisição é recebida pela AARLD, a mensagem é preparada para ser enviada à camada imediatamente inferior da interface DECT e, a partir daí, a informação será encapsulada sucessivamente até que chegue a camada de menor nível da interface DECT, a camada física.

A camada PHL, recebendo da camada MAC a requisição para envio da mensagem, iniciará o envio desta informação até a EM destino via RF (Rádio Frequência).