Sistema de control de equipos electrónicos vía Internet mediante

Sistema de control de equipos electrónicos vía Internet mediante dispositivos móviles
Verástegui, Romero Hugo Armando
Sariñana, Cossio Carlos Alberto
Arellano, López Roberto Carlos
Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey
Paseo del Tecnológico 751. Colonia Ampliación La Rosita. Torreón, Coahuila, México.
C.P. 27250 Tel. (52/871) 729630000
[email protected]
[email protected]
[email protected]
Resumen
En este trabajo se desarrolla un
sistema integrado que permite la
comunicación entre diferentes equipos
electrodomésticos o industriales, con
una aplicación para dispositivos móviles
que hace posible su manipulación y
monitoreo vía Internet, desde cualquier
parte del mundo. Este se compone de
dos grandes bloques; por un lado se
tiene al microcontrolador PIC de
Microchip 18F2550 destinado al control
y monitoreo de los equipos y sensores
requeridos para conocer su estado, y
por el otro el bloque constituido por el
dispositivo móvil que sirve de interfaz
con el usuario y soporta la aplicación,
desarrollada para el sistema operativo
iOS. La comunicación entre estos dos
bloques se realiza empleando el
protocolo TCP/IP para el intercambio de
señales, garantizando que se puedan
ejecutar determinadas acciones sobre
los equipos de una vivienda o centro de
trabajo de forma remota.
Palabras clave: dispositivos móviles,
PIC, TCP/IP, interfaz.
1. Introducción
Este proyecto se basa en el
desarrollo de un sistema integrado que
permita la comunicación entre diferentes
equipos electrodomésticos o equipos
industriales, con una aplicación para
dispositivos móviles que haga posible
su manipulación y monitoreo vía
Internet, desde cualquier parte del
mundo.
2. Desarrollo
El trabajo se compone de dos grandes
plataformas, por un lado se tiene un
microcontrolador PIC de Microchip
destinado al control y monitoreo de
varios equipos y sensores, y por otro
lado un dispositivo móvil con el sistema
operativo iOS, creado por Apple INC,
que sirva de interfaz con el usuario.
Esto se puede apreciar en la figura 1.
La
comunicación
entre
ambas
plataformas se realiza por medio de
Internet, por lo cual, tanto el
microcontrolador como el dispositivo
móvil deben ser capaces de conectarse
a la red WIFI, para lograr establecer
comunicación. El protocolo empleado
para la transmisión de datos es el
denominado TCP/IP.
Figura 1: Diagrama de bloques que representa
el comportamiento del sistema.
El microcontrolador empleado fue el
PIC18F2550 de la familia 18F, que es la
familia de mayor gama que ofrece la
firma en microcontroladores de 8 bits.
Consta de 32KB de memoria de
programa, 2048 bytes de memoria de
datos SRAM, 256 bytes de memoria tipo
EEPROM, frecuencia máxima de
operación de 48Mhz con PLL, y
múltiples periféricos internos como son
la inclusión de temporizadores, módulos
CCP, bus de comunicación I2C, SPI,
USART, USB, comparadores internos,
conversores analógicos digitales, entre
otros.
La aplicación de control para el usuario
fue creada para un iPhone de Apple Inc.
En su implementación se usó el entorno
de programación XCODE, basado en el
lenguaje C y llamado Objective-C.
Se empleó un módulo WIFI de la
empresa Roving Networks,
el cual
permite varios tipos de conexiones entre
ellas la que se usó TCP/IP, para lograr
que el microcontrolador fuera capaz de
conectarse a una red WIFI. Esta
conexión se basa en una serie de
comandos previos, como son el tipo de
autentificación de la red a la que se
desea conectar, la contraseña de la
misma, el nombre SSID de la red WIFI,
el puerto por el que se hará la
comunicación, el tipo de protocolo
utilizado, velocidad de transmisión por
internet, velocidad de transmisión por el
puerto serie, entre otras. Toda esta
configuración se realiza por medio del
puerto serie del microcontrolador, así
mismo, todo paquete de información
que se reciba del iPhone por TCP/IP
será igualmente atendido por el puerto
serie.
La forma en la cual se “entienden” tanto
el microcontrolador por un lado como el
iPhone por el otro es a base de una
serie de comandos enviados por la
interfaz móvil de usuario del iPhone.
Una vez identificados, se esperan una
serie de argumentos que simbolizan el
dato que tomarán dichas tareas. Un
ejemplo de comandos serían el $A061,
el $B001, el $F2, etc., cada uno
representando una acción diferente.
Las posibilidades de control y usos que
se le pueden dar al sistema son
infinitas, y pueden ser adaptadas a
muchos entornos diferentes, en este
caso, se hace énfasis en aplicaciones
del
hogar
y
la
industria.
Se
implementaron para él las siguientes
aplicaciones, sujetas a adaptaciones:
2.1 Control de intensidad de las
Luces
Permite
controlar
el
encendido,
intensidad y apagado de varias
lámparas. La interfaz cuenta con
botones que ayudan a seleccionar la
habitación y foco que se desea controlar
(véase la figura 2).
Figura 3. Interfaz de usuario
para el control de los aparatos
por tiempo.
2.3 Activación/Desactivación
Alarmas de presencia
Figura 2. Interfaz de usuario
para el control de los focos.
Con esta se pueden habilitar o no
alarmas de presencia, que ayuden a
detectar si se encuentra una persona en
una habitación y en base a ello, realizar
una tarea (ver la figura 4).
2.2 Control del tiempo de encendido
de aparatos
Esta aplicación garantiza controlar el
tiempo que permanece encendido un
aparato antes de apagarse de manera
automática. Dentro del apartado de la
aplicación destinado a esta tarea se
cuenta con un selector para el tiempo,
en el cual se seleccionan las horas y los
minutos que se quiere tener el aparato
en funcionamiento, ya sean aparatos
de
aire,
sistemas
de
riego,
alimentadores, o cualquier otro sistema
que requiera de una base de tiempo
(ver figura 3).
de
Figura 4: Interfaz de usuario
para el manejo de la alarma.
2.4 Detección de Dispositivos
Conectados
sensado de la temperatura de un
proceso o máquina (ver la figura 6).
¿Cuántas veces no ha pasado que uno
sale de la casa y no recuerda si dejo
algún dispositivo conectado en un
enchufe? La plancha, un cautín, el árbol
de navidad, o cualquier otro dispositivo
que pueda traer una catástrofe como es
el caso de un incendio en el hogar.
Como prevención se ha implementado
un sistema que permite monitorear el
estado de los enchufes, y por medio de
la interfaz del iPhone, lograr determinar
si se encuentra o no conectado un
dispositivo (ver la figura 5).
Figura 6: Interfaz de usuario para
la lectura de la temperatura.
4.Resultados
Figura 5. Interfaz de usuario para
detectar el estado del Enchufe.
2.5 Monitorización de temperatura de
maquinaria
No sólo es posible o útil el hecho de
poder tener el control de ciertos
aparatos o eventos suscitados en el
hogar, también es posible aprovechar la
comunicación entre un dispositivo móvil
con un equipo físico como un
microcontrolador
en
aplicaciones
industriales, por ejemplo típico el
El desarrollo e implementación del
proyecto han sido satisfactorios. Se ha
podido comprobar la utilidad del sistema
al probarlo en tiempo real simulando
situaciones
cotidianas.
Se
logró
comunicar de forma estable al
dispositivo
móvil
con
el
microcontrolador, obteniendo tiempos
de respuesta lo suficientemente rápidos
para el estándar que exigen las
aplicaciones
implementadas.
En
resumen, las pruebas realizadas han
sido exitosas y se han obtenido los
resultados esperados para validar la
importancia de continuar con la
investigación y el desarrollo del
proyecto.
5.Conclusiones
Como se puede apreciar se trata
de un proyecto muy ambicioso pero que
cuenta con una gran aplicabilidad en
muchos entornos. Las comunicaciones
por Internet son desde hace mucho
tiempo una realidad en la industria, los
sistemas integrados por computadora,
los sistemas SCADA, etc. Igualmente,
los
equipos
móviles
han
ido
evolucionando
de
una
manera
exponencial, ofreciendo muchísimas
posibilidades al usuario; la mayoría ya
cuenta con el beneficio de una conexión
a Internet para múltiples tareas. La
implementación de estos dos elementos
en constante desarrollo empleando a un
microcontrolador como sistema de
control, hizo posible este resultado. El
proyecto
continua
desarrollándose,
buscando fondos y nuevas ideas de
posibles implementaciones. Ha exigido
mucho empeño e investigación por
parte de los autores, con algunas
dificultades y problemas, pero con
resultados evidentes y muy alentadores.
Referencias
[1]
Microchip
Technology
Inc.
Microcontroller
PIC18F2550.
Recuperado el 20 de Noviembre de
2012,
de
http://www.microchip.com/wwwproducts/
Devices.aspx?dDocName=en010280
[2] Microchip Technology Inc. RN-171
WiFly module. Recuperado el 5 de
Noviembre
de
2012,
de
http://www.microchip.com/wwwproducts/
Devices.aspx?dDocName=en558370
[3] SparkFun ELECTRONICS. PIR
Motion Sensor. Recuperado el 25 de
Noviembre
de
2012,
de
https://www.sparkfun.com/products/863
0
[4] Maxim Integrated. Extremely
Accurate I2C RTCC. Recuperado el 25
de Noviembre de 2012, de
http://www.maximintegrated.com/datash
eet/index.mvp/id/4627