Seção: Tutoriais Telefonia Celular

Para o desenvolvimento de protótipos envolvendo hardware e software, a bibliografia disponível e escassa. Os sistemas desenvolvidos para a área de automação residencial limitam-se a plataformas ou sistemas operacionais específicos (como o próprio Windows CE). Verifica-se também apenas a utilização das portas paralela ou serial do computador para interação com dispositivos, e não se tem conhecimento de nenhum sistema para este fim que utilize a porta USB do computador para comunicação com o hardware de controle.

Na proposta apresentada por Ventura (2005), consta a descrição de uma implementação de hardware e software para domótica, buscando demonstrar a funcionalidade de seu sistema. O hardware criado por Ventura (2005) em seu trabalho (figura 1), é composto por led’s que são acesos ou apagados conforme a opção do menu escolhida pelo usuário, através da interação com o sistema.

Este dispositivo é ligado diretamente à porta paralela do computador, e funciona através da simples manipulação dos pinos desta porta, que fornecem uma tensão de até 5 V, representando a ação de ativar ou desativar algum dispositivo. Isto já demonstra uma limitação deste dispositivo, que apresenta unicamente a possibilidade de controlar no máximo oito dispositivos, já que esta porta utiliza somente os pinos de 02 a 09 para transmissão de dados.

Outro ponto a ser destacado no dispositivo de Ventura (2005), é a ausência de uma fonte externa de energia, pois utiliza somente a alimentação fornecida pela porta paralela. Isto ocasiona transtornos se houver um travamento do computador, pois os dispositivos ligados ao sistema seriam todos resetados juntos com o computador.

Figura 1: Esquema e foto do hardware desenvolvido por Ventura (2005).

Como pontos fracos apresentados no trabalho de Ventura (2005), destacam-se: uma maior demora no primeiro acesso ao webservice do que os acessos posteriores; utilização de um webservice sem segurança implementada para acesso e controle do sistema, o que possibilitaria o acesso ao sistema por outros usuários; ter sido desenvolvido pra uma gama muito pequena de dispositivos móveis que utilizam um sistema operacional específico.

Domótica

O termo domótica resulta da junção da palavra latina “domus”, que significa “casa” com a informática, sendo também designada através de sinônimos como automação residencial ou casa inteligente, e enfoca a utilização de um conjunto de tecnologias e sistemas independentes, mas que funcionam de forma integrada, permitindo um controle e uma gestão automática dos diferentes recursos de uma residência ou escritório.

Dentre as suas áreas de atuação, estão relacionados o conforto, a segurança de pessoas e bens, vigilâncias e detecção de intrusos, economia de recursos, entretenimento ou mesmo apoio a pessoas idosas ou com deficiências. Possuindo vantagens como segurança, flexibilidade, acesso remoto, escalabilidade e modularidade, além de agregar valorização do imóvel, economia de recursos e conforto, esta tecnologia está sendo amplamente difundida em países mais ricos.

Apresentando um maior custo de investimento, sua instalação, configuração e manutenção devem ser realizadas por técnicos especializados, o risco da dependência de uma marca ou fabricante de uma tecnologia proprietária e possuindo várias tecnologias incompatíveis entre si, são algumas das desvantagens que contribuem para a não popularização desta tecnologia em muitos lugares.

A área de domótica está bastante defasada no Brasil, se comparada aos países Europeus, que estão bastante focados no uso desta tecnologia, e um dos maiores problemas disto deve-se também ao alto custo de um sistema para domótica, pois no Brasil, a renda baixa da maior parte da população não permite adquirir este tipo de sistema, restringindo sua utilização a uma minoria de maior poder aquisitivo.

No Brasil, segundo a Aureside (2006), estima-se um potencial de 2 milhões de residências apenas para o estado de São Paulo e faturamento de US$ 100 milhões em 2008. Mesmo assim, a maior importância dada pelos profissionais da área existente no país atualmente, refere-se apenas à divulgação e a comercialização de produtos importados prontos, que apresentam uma tecnologia fechada e são de pouca flexibilidade. Também se destaca nesta área a quase inexistência de qualquer preocupação, apoio, suporte, estudo ou mesmo desenvolvimento de protocolos desta natureza aqui no Brasil.

Dos protocolos utilizados hoje na área de automação residencial, o mais utilizado é o sistema X-10 PLC (Power Line Carrier - Transmissão sob linhas de Energia Elétrica), desenvolvido nos anos 70, que interliga os dispositivos utilizando os cabos de energia elétrica já existentes na casa, através de uma tomada especial que substitui as tomadas convencionais ou um módulo externo que é plugado às tomadas (no caso de abajures, por exemplo), e recebem um endereço digital que será utilizado pelos controladores para identificá-los quando for emitido um sinal destinado a controlá-los.

Apresentando uma linguagem que permite a comunicação de dados entre equipamentos elétricos através do cabeamento já existente, fornece até 256 endereços (um para cada equipamento), e com uma gama enorme de produtos X-10 fabricados atualmente, foram fatores que tornaram esta uma tecnologia amplamente difundida no mercado mundial.

O principal problema deste protocolo é possuir uma taxa de transferência muito pequena, tornando esta tecnologia apenas viável para alguns procedimentos em automação residenciais, tais como: controle de iluminação, ligar e desligar aparelhos de TV, DVD, portas, portões, janelas e cortinas, como alguns exemplos, não permitindo a transmissão de áudio ou vídeo, porque um arquivo de poucos minutos levaria dias para ser transferido.

USB

O USB (Universal Serial Bus) surgiu em 1995, derivado de uma parceria entre várias empresas de alta tecnologia, como Compaq, Hewlett-Packard, Intel, Lucent, Microsoft, NEC e Philips, e com ele pode-se conectar até 127 dispositivos em uma única porta, utilizando HUBs conectados em cascata. Normalmente cada HUB USB dispõe de 4 a 8 portas, onde podem ser plugados mais HUBs ou dispositivos.

Todos os sinais de dados enviados e recebidos pelo USB apresentam uma codificação chamada NRZI (No Return to Zero Inverted), ou seja, o bit 1 é codificado através de uma transição que ocorre da maior voltagem para a menor, ou também o inverso, da menor voltagem para a maior, e o bit 0 é codificado sem haver transição, mantendo sua voltagem com um valor constante.

O bus USB pode fornecer no máximo 5 Volts de tensão e 500mA (miliAmpéres) de corrente elétrica, isto para cada porta do Root Hub do host. A quantidade de corrente fornecida também pode ser configurada via software.

Diferentemente da Porta Serial ou Paralela, onde é possível se comunicar com um dispositivo diretamente, através do controle dos sinais elétricos dos pinos da porta e um programa básico, no USB isto somente é possível se o próprio dispositivo carregar o protocolo USB num chipset ou mesmo dentro de um microcontrolador (no sistema desenvolvido, foi utilizado um chip FT232BM). Assim, uma parte essencial do sistema USB é o seu protocolo, porque sem ele não há troca de informação entre os dispositivos.

Todos os dispositivos USB têm uma hierarquia de descritores que informam ao computador o que o dispositivo é, quer dizer, sua "personalidade", suas características de funcionamento, identificação do fabricante, tipo do dispositivo (impressora, scanner, modem, mouse, etc), número de configurações, tipo de transferência, tipo de interface, etc.

No sistema USB o processo de enumeração se refere à conexão, detecção, leitura das características dos dispositivos e desconexão. É uma atividade ininterrupta, e isso tudo é gerenciado em tempo real pelo controlador e pelo software do sistema.

Para o usuário, o processo de enumeração é transparente, desde que se tenha antes instalado no sistema operacional os drivers (arquivos de configuração) necessários fornecidos geralmente pelo fabricante do dispositivo. Após isso, o carregamento dos drivers é realizado automaticamente quando um dispositivo é conectado ao computador.