progetto e simulazione di una centralina per reti di domotica tesi di laurea in controlli digitali e...
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Progetto e Simulazionedi una Centralina per
Reti di Domotica
Tesi di Laureain
Controlli Digitali e PLC
Relatore: Ch.mo Prof. Francesco Vasca
Correlatori: Prof. Giovanni Fiengo Ing. Vito Blasi
Candidato: Angelo Palladino matr : 195/000433
Anno Accademico : 2002/2003
16/07/2003 Angelo Palladino 2
Outline della presentazione
Introduzione alla Domotica
Progetto di Home Automation di G.R.A.C.E. Architettura del sistema Protocollo di comunicazione
Gestione del protocollo da parte della centralina
16/07/2003 Angelo Palladino 3
Introduzione
DomoticaIl termine è un neologismo derivato dal francese Domotique, contrazione della parola latina Domus e di Informatique, vale a dire l’informatica applicata alla casa
L’obiettivo della Domotica è quello di creare una casa intelligente in grado non solo di agevolare le normali attività effettuate all’interno dell’abitazione, ma anche di favorire l’ottimizzazione e l’interazione delle risorse della casa, risparmiando energia e prevenendo gli incidenti domestici.
La Domotica è la scienza che studia l’Automazione Domestica (Home Automation).
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Mercato della Domotica
16/07/2003 Angelo Palladino 5
Generalità L’architettura del sistema è di tipo centralizzato
CENTRALINA
BUS
NODO 1 NODO n. . . . . . . . . . .
SENSORI ATTUATORI SENSORI ATTUATORI
Architettura della centralinaArchitettura del nodo
16/07/2003 Angelo Palladino 6
Protocollo di comunicazione
L’unità centrale effettua un polling su rete, inviando messaggi per gli attuatori e richiedendo informazioni sullo stato dei sensori.
CENTRALINA
BUS
NODO 1 NODO n. . . . . . . . . . .
SENSORI ATTUATORI SENSORI ATTUATORI
16/07/2003 Angelo Palladino 7
Protocollo di comunicazioneIl nodo di destinazione, una volta ricevuto il messaggio e verificato che sia indirizzato ad esso, trasmette l’ACK in un unico byte:
0xAA: Errore di CRC16 o di formato 0x55: messaggio ricevuto senza errori
CENTRALINA
BUS
NODO 1 NODO n. . . . . . . . . . .
SENSORI ATTUATORI SENSORI ATTUATORI
messaggio
ack
16/07/2003 Angelo Palladino 8
Protocollo di comunicazione
CENTRALINA
BUS
NODO 1 NODO n. . . . . . . . . . .
SENSORI ATTUATORI SENSORI ATTUATORI
messaggio
Un nodo deve trasmettere ACK o NACK entro 10 ms, dopodiché la centralina rinvia il messaggio. Se il nodo non risponde per 3 volte, la centralina passa al nodo successivo segnalando un errore.
messaggio
16/07/2003 Angelo Palladino 9
Protocollo di comunicazione
CENTRALINA
BUS
NODO 1 NODO n. . . . . . . . . . .
SENSORI ATTUATORI SENSORI ATTUATORI
messaggio
ack
Dopo aver ricevuto il messaggio, il nodo prepara il messaggio di risposta interrogando i sensori e gli attuatori ad esso collegati. La centralina riceve il messaggio e a sua volta invia un segnale di avvenuta ricezione.
messaggio
ack
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Formato dei messaggi
Trama
header payload
tail
trail Destinazione Lungh. dati
Dati CRC
00 00 00 Gruppo
Indirizzo
1 byte
1 byte
1 byte
2 bit 6 bit 1 byte 1 – 24 byte
2 byte
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Protocollo di comunicazione
Il protocollo HomeNet ha quindi le seguenti proprietà: Master/Slave con Slave multipli (nessuna
arbitrazione di bus) Latenza ridotta dei pacchetti di trama Lunghezza del campo dati selezionabile Polling basato su priorità CRC a 16 bit Rilevazione di malfunzionamento nella rete
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Gestione di HomeNet da parte della centralina
EEPROM
PROGRAMMI
EEPROM
DATIPIC
18
PIC
16
BUS
Il PIC16 effettua il polling dei sensori tramite il bus...…ed aggiorna il contenuto della memoria dati.Il PIC18 in base al valori aggiornati dei sensori……esegue le routine di controllo caricate nella memoria programmi...…ed aggiorna i valori per gli attuatori nella memoria dati.Il PIC16 preleva i comandi aggiornati nella memoria dati…… e li invia agli attuatori tramite il bus.
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Software del PIC16F876
Il codice è stato
scritto in C2C
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Conclusioni e Sviluppi futuriDurante questi mesi sono stati realizzati:• L’hardware e il software del nodo e della centralina• L’implementazione del protocollo di comunicazione HomeNet• Il testing del protocollo tra un nodo e la centralina
Sviluppi futuri :• Realizzazione della comunicazione tra la centralina e più nodi
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