Progetto e Simulazione di una Centralina per Reti di Domotica Tesi di Laurea in Controlli Digitali e...

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


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).


Mercato della Domotica


Generalità L’architettura del sistema è di tipo centralizzato

CENTRALINA

BUS

NODO 1 NODO n. . . . . . . . . . .

SENSORI ATTUATORI SENSORI ATTUATORI

Architettura della centralinaArchitettura del nodo


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. . . . . . . . . . .



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. . . . . . . . . . .


messaggio

ack



CENTRALINA

BUS

NODO 1 NODO n. . . . . . . . . . .


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



CENTRALINA

BUS

NODO 1 NODO n. . . . . . . . . . .


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


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



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


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.


Software del PIC16F876

Il codice è stato

scritto in C2C


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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