Firmware

O código fonte tem como funcionalidades: processar a leitura do sensor, a configuração do modem GSM/GPRS, o registro na rede GSM e a elaboração das mensagens a serem encaminhadas pelo modem.

A seguir são descritos os comandos utilizados pelo modem GSM. O conteúdo foi baseado no manual AVR323 - Interfacing GSM modems disponibilizado no site da ATMEL.

O protocolo de comunicação dos modems GSM se baseia no Hayes AT-Command set. A interface de comandos AT para modems GSM é definida pela ETSI (European Telecommunication Standard Institute) GSM 07.05. Os comandos de modem GSM específicos são adaptados para os serviços oferecidos por um modem GSM, tais como: mensagens de texto, ligar para um determinado número de telefone, a exclusão de locais de memória, etc. Os comandos podem ser enviados por conexão de um modem GSM para uma das portas COM do PC, digitando o comando, acrescentando CR + LF (Carriage Return + Line Feed = \ r \ n) antes de executar.

Tabela 6: Lista de comandos AT-Command Set, utilizados para envio de SMS.

Comando Descrição

AT+CGATT Indica se modem está ou não anexado à rede GPRS: 0 = não anexado, 1 = anexado.Obs: não significa que o modem está conectado à rede GPRS, apenas que o cartão SIM está habilitado a utilizá-la.

49 AT+CREG Se registrar em uma rede.

AT+CSQ Solicita nível do sinal recebido.

AT+CSTT Configura APN, realiza login na rede GPRS.

AT+CIICR Conecta na rede GPRS.

AT+CDNSCFG Configura DNS.

AT+CIFSR Exibe IP da conexão.

AT+CIPSTART Conecta ao servidor.

AT+CIPSEND Envia comando ao servidor.

Fonte: Adaptado de ATMEL (2006).

Fluxograma de operação

A Figura 23 ilustra o fluxograma principal do código fonte. Primeiramente são inicializados os parâmetros e os dispositivos do sistema. Depois o programa fica em loop, aguardando o tempo entre leituras, que é de 30s. Então, quando sinalizado pelo timer, e efetuada a leitura do sensor (nesse intervalo de tempo o Arduino ficou contando os pulsos medidos) e o valor lido é multiplicado por dois.

Após monta a mensagem e a envia pelo modem GSM/GPRS. O tempo de gatilho para enviar as mensagens são configuradas no firmaware e pode variar conforme a necessidade do usuário.

50 Figura 23: Fluxograma do software do sistema embarcado.

Para transmitir dados pela rede GPRS, primeiro deve-se registrar-se na rede. A partir dai os elementos da rede passam a trocar informações e permitir a ativação dos serviços pelo MS. Denomina- se Attach o evento de registrar-se na rede. E o comando para realizar um Attach é +CGATT. A Figura 24 contém os comandos a serem dados para realizar o registro do MS na rede GSM.

Figura 24: Execução de comandos para registrar o MS na rede GSM.

51 Em seguida o MS precisa ativar um contexto PDP, para iniciar a transferência de dados. Os endereços PDP são endereços da camada de rede (Open Standards InterConnect [OSI] Camada modelo três). Os sistemas GPRS suportam ambos os protocolos da camada de X.25 e IP de rede. Portanto, os endereços PDP podem ser X.25, IP, ou ambos. Cada endereço PDP está ancorado em um gateway¹³ GPRS Suporte Node (GGSN), como mostrado na Figura 25.

Figura 25: Ilustração da obtenção de um contexto PDP a partir do GGSN.

Fonte: Adaptado de Bates(2004).

Todo o pacote de tráfego de dados enviados a partir de rede pública de dados por pacotes para o endereço PDP passa pelo GGSN. O público de pacotes de rede de dados está apenas preocupado que o endereço pertence a um GGSN específico. O GGSN esconde a mobilidade da estação do resto da rede de dados de pacote e de computadores ligados à rede pública de dados em pacotes.

Uma vez que a estação móvel esteja ligada a um SGSN e ativada a um endereço PDP, está pronta para comunicar-se com outros dispositivos. Por exemplo, um MS pode se comunicar com um

13 Componente de rede com o objetivo de permitir a comunicação entre duas redes com arquiteturas diferente, também compartilhar conexão com a Internet entre várias estações. Permitindo traduzir os endereços e os formatos de mensagens presentes em redes diferentes.

52 sistema de computador ligado a uma rede X.25 ou IP. O computador nem sabe que o remetente é uma MS, Só sabe o endereço da estação móvel do PDP.

Os pacotes, como exibido na Figura 26, precisam ser encaminhados como se segue: primeira viagem em todo o público da rede de pacote de dados para chegar ao GGSN, que ancora o endereço do PDP. A partir daqui, o GGSN transmite os pacotes para o SGSN na qual a estação móvel está atualmente conectada. Obviamente, os pacotes que fluem no sentido inverso devem ser encaminhados através do primeiro SGSN e GGSN antes de ser passado para a rede pública de dados em pacotes.

Figura 26: Ilustração da transferência de pacotes, entre uma unidade móvel e um computador.

Fonte: Adaptado de Bates (2004).

A comunicação entre os nós do GPRS (GSNs) é realizada através de uma técnica conhecida como tunelamento. Este é o processo de embrulhar os pacotes da camada de rede em outro cabeçalho de modo que eles podem ser encaminhados através da rede de base de GPRS PLMN IP. Dentro da rede, os pacotes são encaminhados com base no cabeçalho novo e o pacote original é carregado dentro.

Quando chegam ao outro lado da rede GPRS, eles são dobrados e continuam ao longo de seu caminho através da rede externa. É usado tunelamento dentro do GPRS para resolver problema de mobilidade para as redes de pacotes e ajuda a eliminar a complexa tarefa do protocolo de interoperação. IP Móvel também faz uso de túneis para rotear pacotes para nós móveis. Em IP móvel, os pacotes são apenas

53 encapsulados a partir da rede fixa para a estação móvel. Pacotes que fluem a partir do celular para nós fixos usam roteamento normal. GPRS, pelo contrário, utiliza tunelamento em ambas as direções (BATES, 2004).

A Figura 27 ilustra o fluxograma do código fonte ao enviar uma mensagem.

Figura 27: Fluxograma do envio de mensagem.