Progetto e Simulazione di una Centralina per Reti di Domotica

1. Tesi di LaureainControlli Digitali e PLC Progetto e Simulazionedi una Centralina per Reti di Domotica Relatore: Ch.mo Prof. Francesco Vasca Candidato: Angelo Palladino matr : 195/000433 Correlatori: Prof. Giovanni Fiengo Ing. Vito Blasi Anno Accademico : 2002/2003

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 Angelo Palladino

3. Introduzione La Domotica è la scienza che studia l’Automazione Domestica (Home Automation). Domotica Il 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. Angelo Palladino

4. Mercato della Domotica Angelo Palladino

5. CENTRALINA BUS . . . . . . . . . . . NODO 1 NODO n SENSORI ATTUATORI SENSORI ATTUATORI Generalità • L’architettura del sistema è di tipo centralizzato Architettura del nodo Architettura della centralina Angelo Palladino

6. CENTRALINA BUS . . . . . . . . . . . NODO 1 NODO n SENSORI ATTUATORI SENSORI ATTUATORI Protocollo di comunicazione L’unità centrale effettua un polling su rete, inviando messaggi per gli attuatori e richiedendo informazioni sullo stato dei sensori. Angelo Palladino

7. CENTRALINA BUS . . . . . . . . . . . NODO 1 NODO n SENSORI ATTUATORI SENSORI ATTUATORI Protocollo di comunicazione Il 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 messaggio ack Angelo Palladino

8. CENTRALINA BUS . . . . . . . . . . . NODO 1 NODO n SENSORI ATTUATORI SENSORI ATTUATORI Protocollo di comunicazione 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 messaggio Angelo Palladino

9. CENTRALINA BUS . . . . . . . . . . . NODO 1 NODO n SENSORI ATTUATORI SENSORI ATTUATORI Protocollo di comunicazione 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. ack messaggio ack messaggio Angelo Palladino

10. Formato dei messaggi Angelo Palladino

11. 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 Angelo Palladino

12. Gestione di HomeNet da parte della centralina EEPROM PROGRAMMI EEPROM DATI PIC 18 PIC 16 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. BUS Angelo Palladino

13. Software del PIC16F876 • Il codice è stato scritto in C2C Angelo Palladino

14. Conclusioni e Sviluppi futuri • Durante 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 Angelo Palladino