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IDog Um gadget que é um cão de guarda
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Editor's Notes
- Boa tarde, Chamo-me Rolando Rocha, sou aluno da 2ª edição do Mestrado em Computação Móvel e venho aqui apresentar o meu projecto de 2º ano que tem por nome de iDog. A ideia é construir um dispositivo que permita desempenhar algumas das tarefas de um cão de guarda, tornando-se assim um cão de guarda electrónico.
- O projecto enquadra-se no conceito M2M que significa machine-to-machine em que há comunicação entre máquinas ou dispositivos e que transportam essencialmente dados de sensores. Os elementos principais de uma solução M2M são os seguintes: 1- Um grupo de dispositivos; 2- Link de comunicação; 3- Agentes de Software; 4- Software Inteligente .
- Como exemplos de aplicações M2M Na Saúde Monitorização dos sinais vitais de doentes Na Segurança Sistemas de videovigilância que podem ser controlados à distância; Segurança dos veículos impedindo o furto e vandalismo; Nos transportes Monitorização das condições de transporte de determinadas mercadorias perigosas ou sensíveis;
- Nas mesmas áreas, pretende-se que o iDog execute uma aplicação em cada uma das áreas já referidas: Na saúde a guarda de doentes de alzheimer, vigiando o doente dentro de determinado perímetro. Na Segurança pretende-se detectar intrusos dentro de habitações. Nos transportes pretende-se monitorizar motociclos consistindo principalmente na detecção de quedas e monitorização da sua localização.
- Quanto à arquitectura o iDog tem sensores para medição de variáveis do meio ambiente e actuadores para desencadear acções. Tem um interface para o utilizador interagir com o dispositivo. O core é constituído por um módulo GPS/GPRS, o micro controlador e um leitor de cartões de memória SD onde se pretende armazenar dados dos sensores e guardar as aplicações a executar pelo iDog. Por último temos uma aplicação móvel e uma plataforma web.
- No diagrama de blocos temos o core do micro controlador com a SRAM, EEPROM e Flash como memórias e USART e SPI como portas de ligação, às quais estão ligados o módulo GPS, LCD, sensores, actuadores e o módulo microSD respectivamente.
- Pretende-se que o iDog seja self-programming. Consiste em utilizar as duas partes distintas da memória flash que somam apenas 32k. A parte inferior que é a Bootloader Section que contem um programa residente que irá copiar a aplicação que pretendemos que o iDog execute para a parte superior da memória que se designa por Application Section.
- Apresento agora o fluxograma que começa com o primeiro estado que consiste em activar o leitor de cartões. Uma vez o cartão detectado são lidos os programas que contém, e são apresentados ao utilizador. Uma vez seleccionado o programa a executar este é copiado para a Application Section da memória flash.
- É executado o programa seleccionado. É verificado o uso de sensores. São activados. São lidos e processados os dados dos sensores. São gravados no cartão SD. Caso seja detectado algo anómalo, são enviados alertas, caso contrário continua a execução do programa.
- A primeira aplicação que se pretende implementar no iDog consiste em guardar doentes de Alzheimer. Ou seja, consiste em vigiar o doente enviando um alerta caso este ultrapasse um determinado perímetro. Para o cálculo da distância do doente ao centro do perímetro é utilizado o teorema de Pitágoras.
- Pretende-se também detectar situações anómalas como por exemplo uma queda. Para isso é usado um acelerómetro, utilizando a forças de aceleração segundo os três eixos.
- A segunda aplicação consiste em detectar um intruso dentro de uma habitação através de um sensor de infra vermelhos. Caso seja detectado é enviado um SMS de alerta para o proprietário da habitação.
- A terceira é a mais completa e consiste na monitorização de motociclos oferecendo várias funcionalidades: Detecção de quedas Localização da mota a pedido do utilizador Tracking Bloqueio do veículo a pedido do utilizador ou ultrapassando um perímetro de segurança
- Os principais componentes
- Não tendo no ATMEGA328P portas suficientes para ligação dos sensores e módulos utilizados, utilizei os seguintes circuitos integrados que me permitiram poupar algumas portas: Um Shift Register em conjunto com o LCD. O multiplexer, o Decoder e o Hex Inverter permitiu ligar todos os sensores utilizando apenas 3 portas do micro controlador.
- Este é o programador do micro controlador ATMEGA328p que torna possível ajustar o tamanho da Bootloader section e da Application section, e carregar uma aplicação para o Bootloader.
- Como software temos as 3 aplicações que irão ser executadas pelo iDog, uma aplicação móvel instalada num smartphone que permite obter dados, comunicar e configurar o iDog e ainda uma plataforma Web que permite igualmente obter dados e seguir em tempo real o iDog.
- Como ferramentas de desenvolvimento é usado o Eagle Layout para o desenho dos esquemas electrónicos e das placas de circuito impresso do protótipo . O AVR Studio para programar o micro controlador. Para o desenvolvimento da aplicação móvel e plataforma web é usado o Visual Studio .NET e a Google App Engine respectivamente
- O protótipo é constituído por duas placas em castelo unidas por 4 pilares. Na placa inferior temos o micro controlador e os sensores. Na parte superior fica o Display, os botões de selecção, o módulo GPS e o módulo microSD.
- Pretende-se que o iDog venha de forma progressiva a substituir o cão em algumas das suas tarefas e partilhar com ele a função de guardar e vigiar algo.