Monitoramento de Sensores de
Temperatura
Utilizando Redes sem Fio - Bluetooth®
Douglas Alexandre Rodrigues de Souza
Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações
Campus São José
Hardware Coletor
Resumo
Este trabalho apresenta uma proposta de utilização da
tecnologia Bluetooth para transmissão de dados de grandezas
físicas como temperatura a distâncias de até 10 metros. O
estudo se dividiu em duas etapas. Na primeira etapa foi
realizado o estudo da pilha de protocolos de comunicação e
envio de arquivos de texto da tecnologia IEEE 802.15.1 Bluetooth. A segunda etapa consistiu da implementação da
parte eletrônica do sensor de temperatura, onde a informação
é captada e transmitida para o computador e assim, enviada
aos dispositivos Bluetooth encontrados.
O hardware coletor é basicamente composto por um sensor de
temperatura termoresistor (KTY 21-6), um conversor analógico
digital (ICL7107), um kit didático do microcontrolador 8051,
além de buffers 74244 e multiplexadores 74151. A Foto abaixo
mostra a implementação do sistema.
Bluetooth IEEE 802.15.1
É um padrão para comunicação sem fio através de um sistema
de rádio de curto alcance utilizado para interconectar com
segurança os mais variados dispositivos eletrônicos como
televisores, home theaters, smartfones, celulares,
impressoras, fones de ouvido, joysticks, mouses, teclados,
entre outros. Também pode ser utilizado para a comunicação
entre computadores portáteis atuando como ponte entre
outras redes como a Internet. Esta série de aplicações é
conhecida como Wireless Personal Area Network (WPAN).
Entre as principais características dessa tecnologia,
destacamos a robustez, o baixo custo, o pequeno consumo de
energia e a capacidade de trabalhar com transmissões de
dados e de voz ao mesmo tempo. A tabela abaixo exibe a
relação de potência e alcance máximos:
Transmissor
Classe 1
Classe 2
Classe 3
Potência Máxima
100mW (20dBm)
2,5mW (4dBm)
1mW (0dBm)
Alcance
Até 100 metros
Até 10 metros
Até 1 metro
Arquitetura Geral do Sistema
A próxima Figura apresenta uma visão geral do sistema
proposto. O equipamento mostrado consiste e um aparelho
de refrigeração e ar condicionado. A este equipamento será
acoplado sensor de temperatura que vai enviar as
informações por um hardware coletor para o PC. Nessa
arquitetura, utilizaremos o PC como host, uma vez que se trata
de um protótipo. Em seguida, as informações são enviadas
através de uma interface USB para um módulo Bluetooth e
por fim, para um outro dispositivo Bluetooth como um celular.
Equipamento
Funcionamento
O sensor KTY coleta a informação de temperatura que é
convertida e codificada pelo conversor A/D em formato de
display de 7 segmentos. Essa informação segue duas
direções: para os buffers 74244 para serem apresentadas nos
displays; e para os multiplexadores 74151, de forma a
multiplexar 21 bits em 3 bits e depois em um único bit que é
lido pelo kit do 8051. Tanto o endereçamento dos
multiplexadores, a leitura da informação, a conversão e o
envio pela RS-232 é feito pelo software embarcado no kit do
8051. O software que é executado no PC fica coletando as
informação que chegam pela RS-232, e através do módulo
Bluetooth USB instalado, verifica os dispositivos Bluetooth
ativos e envia para cada, um arquivo de texto contendo a
temperatura coletada. Para o envio do arquivo foi utilizado o
protocolo OBEX. No outro lado da conexão está dispositivo
Bluetooth que vai receber o arquivo, que deve aceitar a
conexão, informar o código de acesso e receber o arquivo
enviado.
Conclusão
O Bluetooth mostra-se consistente para solucionar o problema
de transmissão sem fio de informações, nesse caso, de
temperatura a pequenas distâncias. Foram utilizados somente
recursos disponíveis no IFSC – Campus São José. Por último,
a diversidade de conhecimento aplicado é um exemplo de
multidisciplinariedade empregada na execução desse projeto.
Celular
Hardware
PC
(Host)
(Coletor)
RF
Sensores
RS-232
USB
Módulo
Bluetooth
Outras Informações
http://www.sj.ifsc.edu.br/~douglas/