Enlace telemétrico de estaciones meteorológicas remotas con un computador central vía Internet

UNIVERSIDAD NACIO�AL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y

ELECTRÓNICA

ENLACE TELEMÉTRICO DE ESTACIONES METEOROLOGICAS

REMOTAS CON UN COMPUTADOR CENTRAL VÍA INTERNET

INFORME DE SUFICIENCIA

PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:

INGENIERO ELECTRÓNICO

PRESENTADO POR:

IVOR NIRO MANRIQUE GONZALES

PROMOCIÓN

1984 - D

En tiempos actuales cada vez más son los ámbitos de la actividad humana que e en de alguna manera potenciados por los aportes tecnológicos en electrónjca y telecomunicaciones. No ajena a este concepto se encuentra la agricultura en nuestro paí . El presente trabajo pretende integrar los esfuerzos aislados de muchos agricultores de modo que ellos puedan incorporar a sus actividades los aportes del desarrollo tecnológico. Proporcionando herramientas que permitan mejorar procesos como son; el riego, control de plagas humedad del suelo, etc. se conseguirá aumentar la productividad minimizando los costos y riesgos de producción.

Para este propósito, los datos proporcionados por estaciones meteorológicas aisladas, son recogidos y enviados a un servidor central por medio de un equipo materia del presente informe valiéndose de Internet como medio de comunicación. Estos datos son posteriormente analizados y procesados por un software con el cual se desarrollan las herramientas que proporcionarán al agricultor de la información necesaria para elevar la calidad de sus procesos agregando a la información puntual un espectro panorámico que pem1ita pronosticar futuros eventos y tomar las medidas preventivas correctivas que aseguren una mayor productividad y mejores costos en el desarrollo de su actividad.

INDICE

Introducción ... 1

CAPITULO I BASE TEÓRICA Y DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ... 3

1.1. Descripción del Problema ... 3

1.2. Objetivo del Trabajo ... 3

1.3. Principios de la Transmisión de la Información ... 3

1.3 .1 Introducción ... 3

1.3.2 Modelo de un Sistema de Transmisión de Información ... 4

1.4. ¿Qué es Telemetría? ... 6

1.5. Visión General ... 7

1.6. Descripción del Sistema Telemétrico "Agrosensing" ... 9

1.6.1 Sistema Transmisor ... 9

1.6.2 Sistema Receptor ... 1 O 1.6.3 Sistema de Comunicaciones ... 11

CAPITULO II DESARROLLO DEL HARDWARE ... 13

2 .1. Introducción ... 13

2.2. CPU ... 15

2.3. Fuente de Poder ... 15

2.4. Módem Celular ... � ... 15

2.5. Circuito de Control de Reset.. ... 17

2.6. Circuito Display ... 18

2.7. Estación Meteorológica ... 19

2.8. Proceso de _Ensamblaje ... 20

CAPITULO 111 DESARROLLO DEL SOFTWARE DE CONTROL ... 26

3 .1 Introducción ... 26

3 .2 Programas Complementarios ... 28

3.2.1 Windows 98 ... 28

3.2.3 Deepfrezze ···;··· 30

3 .2.4 MSocketSupport ... 31

3.3 Software de Control "Vantage Pro2" ... 32

3.3.1 Formularios ... 32

3 .3 .2 Descripción del Software ... 3 7 CONCLUSIONES ... 44

ANEXO A CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE MÓDEM CELULAR ANYDATA EM II-800 ... 45

ANEXO B COMANDOS DE CONTROL DE ESTACIÓN METEOROLÓGICA DAVIS "V ANT AGE PRO2" ... 48

ANEXO C FORMATO DE DATOS COMANDO LOOP DE ESTACIÓN METEOROLÓGICA DA VIS "V ANT AGE PRO2" ... 52

ANEXO D FORMA TO DE DATOS PARA CREACIÓN DE ARCHIVO DE COMAS

*

INTRODUCCION

El motivo del presente trabajo está basado en la necesidad de recopilar datos de fuentes remotas, en nuestro caso de centros de producción agrícola, y transportarlos a hacia un centro distante donde serán procesados. Como es de notar, se trata de un sistema de telemetría. En el capítulo I abordaremos, de manera sucinta, los principios de la telemetría a manera de introducción al tema. Dentro de este contexto, luego describiremos en forma global el sistema telemétrico particular que se aplica a nuestro caso. Todo el sistema en si es extenso y complejo, y muchas de sus partes ya están implementadas y ofrecidas por terceros, motivo por el cual solo se mencionará su uso.

Dentro de todo el sistema, el presente trabajo versa sobre el desarrollo de la unidad TE2, la cual es presentada en el capítulo I, acápite 1.6; que, al momento de la concepción del proyecto "Agrosensing", era el elemento que faltaba desarrollar para poder implementar dicho proyecto.

Se decidió utilizar Internet como medio para efectuar las comunicaciones por ser un medio fiable y de amplio uso. Dentro de este contexto, Movistar de la empresa telefónica, fue elegida como nuestro proveedor de servicios de Internet (ISP). Para la transmisión de los datos se decidió utilizar los módems celular "Anydata", de tecnología COMA, que fueron en su momento, los recomendados por el ISP. Con estos dos aspectos resueltos, la mayor parte del esquema de telemetría, descrito en el capítulo I ya estaba implementado, por lo

que la única parte que faltaba por abordar era el desarrollo de la unidad que se encargará de tomar los datos y transmitirlos vía modem celular e Internet hacia un centro remoto. Esta unidad, como mencionamos anteriormente, es la unidad TE2.

De este modo, y fijado nuestro objetivo, que es el desarrollo de la unidad TE2, en los siguientes capítulos nos dedicamos a exponer el desarrollo del hardware y del software de dicha unidad respectivamente.

de ser lo menos extenso posible, pues las partes que lo componen, por ser partes comunes

de computadoras, son de amplio conocimiento, y su explicación detallada no sería de gran

aporte. Se termina exponiendo brevemente el proceso de ensamblaje de la unidad.

La integración y coordinación de las distintas funciones implementadas por las partes .que componen la unidad, está a cargo del Soft"1are de control. Este es ampliamente tratado en el capítulo III "Desarrollo del Software". Además, en este capítulo se exponen otros programas que sirven de complemento al funcionamiento del Software de control.

CAPITULO I

BASE TEÓRICA Y DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA

1.1 Descripción del Problema

En la actualidad, en la mayoría de valles agrícolas del país muchos agricultores poseen estaciones meteorológicas que les sirven para monitorear diversos aspectos del clima relacionados con su actividad. Sin embrago, cada uno de ellos trabaja aisladamente, de modo que la información que maneja un agricultor no la conoce su vecino y así sucesivamente. Como consecuencia, se generan efectos adversos a la producción como son: deficiente control de plagas, uso inadecuado de los recursos hídricos, manejo deficiente de los tiempos de siembra y de cosecha: entre otros.

1.2 Objetivo del Trabajo

Desarrollar una Unidad de Control que nos permita establecer un enlace telemétrico por medio del cual podamos recopilar los datos meteorológicos aislados de cada agricultor.

1.3 Principios de la Transmisión de la Información 1.3.1 Introducción

Se puede definir la comunicación como el proceso mediante el cual se transfiere información desde un punto en el espacio y en el tiempo, denominado "fuente de información", hasta otro punto denominado "destino de la información", con el mínimo de pérdidas o perturbaciones (1 ).

precisión requerida por los demás elementos del sistema. En todo caso, en el proceso de transmisión la información t?Xperimentará siempre una cierta degradación, cuyos límites dependerán del empleo que se haga de la información.

La mayor parte de los sistemas de comunicación actuales se caracteriza por la presencia de personas en los extremos del sistema. Los sistemas de comunicación pueden considerarse entonces como una prolongación de nuestros sentidos. El teléfono, por ejemplo, hace posible la conversación entre dos personas alejadas entre sí como si ellas estuvieran frente a frente. Por otro lado, las perturbaciones en la mayoría de los sistemas de comunicación se parecen a las perturbaciones a las cuales nuestros sentidos están adaptados, y por ello los sistemas clásicos de comunicación dan resultados satisfactorios aún con un equipo terminal reducido o de muy baja resolución. Se sabe que cuando hay mucho ruido en un ambiente ruidoso, entonces se habla más fuerte, se pronuncian las palabras lentamente y con más claridad empleándose un vocabulario más limitado y con las palabras más usuales. En otras palabras, la fuente de información se adapta a las condiciones del canal de comunicación disponible. Sin embargo, en la comunicación entre máquinas esta "codificación" natural no existe, lo que implica un aumento en la complejidad de los equi_pos terminales a fin de obtener el grado de precisión o resolución requeridas en el proceso de transmisión.

1.3.2 Modelo de un Sistema de Transmisión de Información

Un sistema completo de transmisión de información se puede representar entonces como se muestra en la Fig. 1.1

1

1

Sistema ele Transmisión -->t""' .---... _,

1 Ruido ,

Fuente de

Información Transductor de Entrada 1

._ __ � 1

1

____

ransmisor Canal

____

L---I ransduct01 de Salida

Fig. 1.1 Diagrama de Bloques de un Sistema de Comunicación

a) Fuente de Información

5

La información o intt:?ligencia a transmitir se origina en la fuente de información. Esta información se materializa como un conjunto, que sin perder generalidad supondremos finito y discreto, de N símbolos o mensajes distintos e independientes cuyo significado es conocido en el destino del sistema. La fuente de información así definida se

denomina "fuente discreta sin memoria".

Hay muchas clases de fuentes de información, incluyendo personas y máquinas, de manera que los símbolos o mensajes pueden tomar una gran variedad de formas: una secuencia de símbolos discretos o letras, una magnitud que varía en el tiempo, etc.; pero cualquiera que sea el mensaje, el propósito del sistema de comunicación es el de proporcionar una réplica más o menos exacta del mismo en otro punto distinto de este denominado destino.

b) Transductor de Entrada y Transductor de Salida

Como regla, el mensaje que produce la fuente no es de naturaleza eléctrica y, por lo tanto, es necesaria la presencia de un "transductor" o "codificador" que convierta el mensaje en una "señal". Esta última es una magnitud eléctrica variable en el tiempo (corrientes o voltajes) compatible con el tipo particular de sistema de transmisión que se emplee.

Nótese entonces la diferencia entre información, mensaje y señal: información es la inteligencia o significado que se va a transmitir; es una entidad intangible. Mensaje es la materialización de la información en una cantidad mensurable: el mensaje es el soporte de la información. Señal es la magnitud eléctrica que resulta de la transformación de una magnitud no eléctrica portadora de información en una magnitud eléctrica variable en el tiempo. A este respecto, el número de elementos del conjunto de las señales de salida del transductor debe ser igual al número de elementos del conjunto de símbolos o mensajes de la fuente de información. La señal de salida del transductor se conoce también con el no_mbre de "señal mensaje".

e) Transmisor

Aunque no deja de �er frecuente encontrar el transductor de entrada acoplado directamente al canal, como sucede, por ejemplo, en un sistema telefónico local, generalmente es necesario "modular" una señal sinusoidal con la señal del transductor de entrada, sobre todo para transmisión a gran distancia. La "modulación" es la variación sistemática de alguna característica de una señal, denominada "portadora", en concordancia con la señal mensaje o "señal modulante". El transmisor es el encargado de enviar esta señal modulada, a través del canal de transmisión, hacia el receptor.

d) Canal

El canal de transmisión es el enlace eléctrico entre el transmisor y el receptor. Puede ser un par de conductores, un cable coaxial, una fibra óptica o sencillamente el espacio libre en el cual la señal se propaga en forma de una onda electromagnética. Al propagarse a través del canal, la señal transmitida se distorsiona debido a las no linealidades y/o las imperfecciones en la respuesta de frecuencia del canal. Otras fuentes de degradación son el "ruido" y la "interferencia" que recoge la señal a su paso por el canal.

e) Receptor

El objeto del receptor es el de extraer la señal deseada a partir de la señal degradada transmitida por el canal. Como las señales recibidas son en general débiles y plagadas de ruido, una primera operación del receptor es la amplificación y filtrado de dichas señales para poderlas procesar. Pero la operación fundamental del receptor es la "demodulación" o "detección", que es el proceso inverso de la modulación en el transmisor. Debido a la degradación de la señal recibida, el receptor no puede reconstruir exactamente la señal original, aunque el tipo de degradación que resulta depende del sistema de modulación que se utilice.

1.4 ¿Qué es Telemetría?

La telemetría es un conjunto de procedimientos para medir magnitudes físicas y químicas desde una posición distante al lugar donde se producen los fenómenos cuando existen limitaciones de acceso.

7

equivalentes. El envío de información hacia el operador en un sistema de telemetría se realiza típicamente mediante _comunicación inalámbrica, aunque también se puede realizar por otros medios (teléfono, redes de ordenadores, enlace de fibra óptica, Internet, etc.).

Una de las principales aplicaciones de la telemetría es la meteorología. Los equipos

instalados en sondas y globos meteorológicos permiten obtener medidas de las capas altas

de la atmósfera y realizar mapas que ayudan a predecir el clima. En el presente informe se

tratará sobre estaciones meteorológicas terrenas enlazadas por medio de Internet como

medio de comunicación.

Un proceso similar, aunque más sofisticado, es el que realizan los satélites meteorológicos, que obtienen imágenes y medidas tanto de las capas altas de la atmósfera como de la superficie con imágenes ópticas, en los espectros visible e infrarrojo normalmente. En ocasiones cuentan con detectores radar. Las señales de los sensores se envían mediante una emisora de radio a la tierra. (2).

La telemetría como la conocemos actualmente fue desarrollada en 1915 a mediados de la primera guerra mundial por el alemán Khris Osterhein y el italiano Franchesco Di Buonanno para medir a que distancia se encontraban objetivos de artillería, esta tecnología nos permite la medición remota de magnitudes fisicas y el posterior envío de la información hacia el operador del sistema. La palabra telemetría procede de las palabras griegas tele ("lejos") y metron ("medida"). (3)

1.5 Visión General

Hoy en día los sistemas telemétricos son construidos como productos específicos y no de uso general, y pese a que contienen muchos elementos comunes, estos son configurados de manera específica para una determinada aplicación, tal como nuestro caso en el que datos de estaciones meteorológicas distantes son transmitidos vía Internet hacia un Servidor central.

Un sistema telemétrico es a menudo visto como dos componentes, un sistema

trasmisor (Fig. 1.2), que se encarga de recolectar los datos y transmitirlos, y un sistema

receptor (Fig. 1.3) en una posición remota, que se encarga de recibir y procesar los datos

recolectados.

Sensors &

Transducers---Time

--­

Dig

ita

l

Da1a

--­

C

�o

rnpu

fr

r .lnte

r

fac

es

-

--Fig. 1.2 Sistema Transmisor

producen un voltaje directamente tales como termocuplas o elementos piezoeléctricos,

mientras que otros requieren de una fuente externa de excitación ( elementos resistencia­

presión, potenciómetros para rotación, etc.). Acondicionadores de señal (drivers) son

conectados a los sensores para proveerles de medios de calibración y adaptación con las

etapas siguientes. Para evitar la elevación de los costos, por lo general, las señales son

multiplexadas en lugar de ser tratadas por separado. De este modo, bloques posteriores

tratan las señales como paquetes que serán debidamente codificados y modulados para su

posterior transmisión vía radio, cable coaxial, línea telefónica y más actualmente vía

Internet. El tipo de transmisión tratada en el presente informe es la que utiliza como vía

enlace el sistema de comunicación por Internet. Establecida la conexión con un proveedor

de Servicios de Internet (ISP), se usa el protocolo FTP para realizar la transferencia de

archivos.

En la estación receptora, la data recibida es amplificada y reconstruida aplicando

los métodos de demodulación y decodificación previamente escogidos de acuerdo a la

aplicación que se esté implementando. Posteriormente y mediante computadoras y

programas específicos la data es procesada para producir señales de realimentación, tanto

para el control del sistema remoto, así como para generar elementos de análisis requeridos

por el usuario, ya sea que se quiera aplicar procesos en tiempo real, archivo de datos,

'·'\Ur ._,_ ..

Fig. 1.3 Sistema Receptor

1.6. Descripción del Sistema Telemétrico "Agrosensing"

9

-La figura 1.4 nos muestra de manera gráfica el sistema de telemetría usado en el proyecto Agrosensing. El Sistema transmisor está compuesto por: la estación meteorológica, la consola, la unidad TE2 y el modem celular MT2. El Sistema receptor, está conformado por: el sistema base transreceptor (BTS), la estación de control (BSC), el controlador de estación móvil (MSC), la unidad IWF, la red de paquetes de datos (PON) y el servidor FTP.

1.6.1 Sistema Transmisor

:\IISC

Estación

Til MI?

PD�

\

!D

Consola

---

p p p link

O TE2 - Data termina] O MT2 - Mobile Station

O BIS - Base Tramceiver System O BSC - Base Station Controller

Packet Data application

O M'5C - Mobile Station ControUer O I'wT -Inter-Worlcing Function O PDK - Packet Data �etwork

Figura 1.4 Sistema Telemétrico Agrosensig

La unidad TE2, por otra parte, contiene todo el software necesario para ejecutar las tareas que aseguren la transferencia de datos desde la estación meteorológica hacia el Servidor remoto. El desarrollo del software involucrado es tratado a detalle en el Capítulo 3 "Desarrollo del Software de Control". Este constituye una parte vital del sistema, y sin el cual, no sería posible conseguir los objetivos trazados.

1.6.2 Sistema Receptor

11

1.6.3 Sistema de Comunicaciones

El sistema de comunicaciones está basado en el Servicio de transmisión de datos

por paquetes vía inalámbrica a través de una red COMA (acceso múltiple por división de

código o en inglés Code Division Mu/tiple Access).

Los servicios de Paquetes de Datos pueden ser de dos tipos. El tipo 1 provee

conexiones basadas en Internet y protocolos ISO estándar, mientras que el tipo 2 provee

conexiones basadas en protocolos CDPD (Cellular Digital Packet Data). Las redes COMA soportan el tipo 1 que es el tipo de servicio de paquetes de datos que se usa en nuestro

caso. La arquitectura de red de paquetes de datos incluye interfaces a unidades IWF (lnter­

Working Function) que proveen puertas de entrada hacia la red de paquetes de datos. Estos

IWF sirven como terminales de conexión para los paquetes de datos desde la red de

Internet y proveen conexiones directas a la capa de enlace PPP (Point-to-Point Protocol)

para aplicaciones de estaciones móviles.

.-\pplicatiou Laye1· Network Laye1· Link Laye1· Rela�· Laye1· / / Packet Data App / ---1P / --- ---ppp /

---RS-232 ₁

}'_ 1

Rm Data Terminal (TE2)

.

.

I�//

RS-232 1S-95 l\Iobile Tenninal (.\JT2) T / / �/1/

---RLP _Relay 1 1

.

.

-+·-'-

1

Um L

BSC/MSC

/ /

Packet

Data App

V

---1P 1P

V

---ppp _!ayerLink

!/ ---Relay Relay

!ayer !ayer )_'.'_ ----Packet data / / Packet Data App V IP V !ayer Relay !ayer Remote Host n.etwork imerface

La figura 1.4 muestra un esquema típico de arquitectura de red CDMA que soporta

servicios de paquetes de dato_s. Los datos de aplicaciones móviles típicamente residen en la

unidad TE2 (Terminal Equipment 2), el cual es un terminal de datos conectado fisicamente

a la estación móvil (MT2). Esta posee una interface tal como una RS-232 que puede ser

conectada a la unidad TE2. Esta interface está referida como la interface-Rm.

En el lado de infraestructura, la unidad BSC (Base Station Controller) provee la

interface de enlace aéreo Um para la estació móvil y las fuentes de radio asociadas a la

llamada de paquetes de datos. La unidad MSC (Mobile Station Controller) está involucrada

solo en la configuración de la llamada y no participa en la transferencia de datos.

Más allá de la unidad BSC, la unidad IWF provee las funciones necesarias de los servicios

de paquetes de datos para el terminal móvil. Ésta establece capas de enlace confiables para

la estación móvil usando protocolos de capas de enlace comunes tal como protocolos PPP

y además provee las rutas de trabajo. La interface-L conecta las unidades BSC/MSC con

las funciones IWF.

La figura 1.5 muestra un esquema de la pila de protocolos usados en una aplicación de paquetes de datos móviles entre un terminal de datos móvil y un servidor remoto. La pila está dividida principalmente en la capa fisica, la capa de enlace, la capa de red y la capa de aplicaciones. La capa de aplicaciones incluye la capa de transporte y otros protocolos de alto nivel.

La capa fisica (Relay Layer) es la principal responsable en la transmisión de datos a

través de varias interfaces que conectan las entidades dentro de la red inalámbrica y la red

de paquetes de datos. Típicamente, la conexión entre la unidad TE2 y la unidad MT2 es del

tipo RS-232, aunque puede ser de cualquier otro tipo. Para proveer un mejor enlace de

datos en la interface aérea, un Protocolo de Enlace de Radio (RLP) es usado para

encapsular la capa de enlace de paquetes de datos y formatear la información dentro

cuadros de canales de radio CDMA. RLP usa también retransmisiones para reducir las

relaciones de error.

La capa de enlace es la responsable de establecer una conexión fiable y de bajo

error entre el terminal de datos TE2 y el servidor remoto. El protocolo PPP es comúnmente

usado para proveer un método de transporte de paquetes IP sobre una conexión serie.

Todos estos protocolos deben ser implementados dentro de la unidad TE2 así como

2.1 Introducción

CAPITULO U

DESARROLLO DEL HARDWARE

La Unidad TE2 está formada por los componentes indicados en el diagrama de

bloques de la figura 2.1. Por razones de ensamblaje el modem celular, que correspondería a

la unidad MT2 ha sido incluida dentro de esta unidad. El corazón de la unidad lo forma la

CPU, que por medio del software de control se encargará de ejecutar las funciones

necesarias para enviar cada cierto período los datos colectados hacia el Servidor Remoto.

Los módulos de Fuente de Poder y CPU (formado por la Mainboard, Procesador,

memoria RAM y disco duro) son del tipo PC compatible por lo que no necesitan de un

desarrollo particular.

El principio de funcionamiento es el siguiente: Los datos de los sensores contenidos

en la estación meteorológica Davis V antage Pro2 son transmitidos de forma inalámbrica

hacia la Consola Davis. Esta se conecta a la CPU vía puerto USB. Cada cierto período,

determinado por el software de Control, se establece comunicación con la Consola y se

bajan los datos de la estación meteorológica. Estos datos son procesados y guardados en

una base de datos. Cada 30 minutos, o el tiempo que se determine en el software de

control, se crea un archivo en formato de comas que será transmitido hacia el servidor

remoto por medio de un módem celular. Este módem se conecta a la CPU a través del

puerto serie COMMI.

Las acciones realizadas por la CPU son informadas a través de un display

conectado al puerto paralelo. Esto permite monitorear en todo momento la actividad del

equipo. Esta actividad, es además, monitoreada por un circuito de reset, el cual cuando

detecta una inactividad prolongada, debido a una falla en el sistema, apaga el equipo y tras

un lapso de tiempo de aproximadamente 4 minutos lo vuelve a encender. Esta es una

función muy conveniente, ya que, debido a que el equipo carece de toda asistencia

procesador u otro este se auto asistirá permitiendo que siga trabajando y no se quede

colgado permanentemente.

El control de Reset está alimentado por la línea +5VSB de la fuente de poder,

permitiendo que esté siempre activo.

Fuente

Consola Davis

Puerto USB

Estación

Meteorológica Davis

• -·- ·-·-. -·-. --- • --- ·---. --- • - ·-. --- - ·- - -· - - --- -- • --- • --- • --- • --- --- ---- --- --- ---• 1

Puerto Serie COMM1

¡

@

de Poder ---

_CPU

�::=.===-=:�

Celular

+5VSB V

Control

de Reset Reset

Puerto Paralelo

��--�� Display

i i

. ---. ---. ---. ---. ---. -. -. ---. ---. ---. ---. ---. ---. ---. ---. ---· ---. ---. -·-. -- . Figura 2.1 Componentes de Unidad TE2

Básicamente, los únicos módulos que necesitan de desarrollo de hardware en la

Unidad TE2 son: la tarjeta de Control de Reset y el conexionado del Display a los pines del

puerto paralelo. Los otros módulos están constituidos por elementos pre-fabricados que

solo n�cesitan ser conectados al sistema, tal como; la CPU conformada por el mainboard,

la memoria RAM y el disco duro, la fuente de poder y el MODEM celular que se encargará

de establecer la comunicación con el servidor remoto vía Internet. A continuación se hace

2.2 CPU

15

Debido a lo poco exigentes requerimientos del sistema para funcionar y teniendo en

cuenta el aspecto económico y la disponibilidad en el mercado local se optó por la

siguiente configuración:

Procesador: Intel Pentium 3 de 500 Mhz

Memoria RAM: 128 MB

Disco Duro: 10 GB

Marca: Dell

La CPU cuenta con puertos serie, paralelo y USB necesarios para la interconexión

con los demás componentes del sistema.

El sistema operativo elegido es Windows 98, ya que este provee todas las

herramientas necesarias para el correcto funcionamiento del sistema y además ocupa muy

poco espacio en el disco duro, así como recursos de hardware, dejando así libre la mayor

parte de la memoria para uso del programa de control.

2.3 Fuente de Poder.

La fuente de poder está constituida por una fuente para PC compatible con salidas

estándar para +5vdc, + 12 vdc y -12 vdc.

Puesto que los requerimientos de consumo de corriente de los componentes

adicionales son muy pequeños; no es de necesidad de una fuente con características

especiales.

2.4 Módem Celular.

Para establecer la comunicación inalámbrica con el proveedor de Servicios de

Internet, en nuestro caso Telefónica, se emplea un módem celular de tecnología CDMA

(Code Division Multiple Access). El modelo escogido, recomendado por el ISP, es el siguiente:

Marca: AnyData

Modelo: iPort EMII - 800

Las ·características técnicas de este equipo están indicadas en el Anexo A "Módem

Celular AnyData".

El módem responde a los comandos AT estándar especificados en la norma 1S707.

Tabla 2.1 Comandos básicos AT IS-707

Parm Description Explanation

EO Do not echo commands in command state or online command state.

El Echo commands in command state

or online command state.

LO

LI Low speaker volume. Mobile audio stream

L2 Med speaker volume. Mobile audio stream

L3 High speaker volume. Mobile audio stream

MO

MI Speaker on until carrier reported Mobile audio stream not used

( sunnort of this feature is ootional). for Async Data or G3 Fax

QO

Ql Do not return result codes.

vo

Vl Display result codes as words.

XI Enable additional result code CONNECT <rate>. Remote Async/Fax command Disable dial tone and busy detection.

*

X2 Enable additional result codes CONNECT <rate-::. Remote Async/Fax command

and NO DIALTONE. Disable busy detection.

Enable dial tone detection.

*

X3 Enable additional result codes CONNECT <rate-::. Remote Async/Fax command and BUSY. Enable busy detection.

Disable dial tone detection.

*

X4 Enable additional result codes CONNECT <rate-::. , Remote Async/Fax command

BUSY and NO DIALTONE. Enable busy and dial

tone detection.

*

zo

with the soecified service.

&C2 Circuit 109 (CF) always on except QUALCOMM implementation wink on channel disconnect.

&DO Ignore circuit 108/2 (CD).

&DI Enter online command state following Async service: as stated Pkt: ON-to-OFF transition of circuit 108/2.

&D2 Enter command state following On-to- End call following On-to-Off

Off transition of circuit 108/2. transition of 108/2.

T Select tone dialing.

p Select pulse dialing. Pulse dialing

17

Una lista completa de los comandos que puede soportar este equipo se encuentran

en el siguiente documento: "AT Command User Manual AT02-V13.pdf "que se puede

bajar gratuitamente desde Internet. No se ha incluido como anexo en el presente informe

por la extensión del mismo.

2.5 Circuito de Control de Reset

Básicamente, el circuito de reset se encarga de monitorear la actividad del sistema.

Cuando está desaparece por un determinado tiempo quiere decir que, por algún motivo, el

software o el hardware han dejado de funcionar. Debido a que los equipos, en la mayoría

de las veces, serán colocados en lugares donde no habrá persona alguna que les de

asistencia, esta situación podría generar pérdida de datos, que en el mejor de los casos sería

de algunas cuantas horas y podría llegar hasta varios días ocasionando grave perjuicio al

modelo global. Es aquí donde, al detectarse una inactividad prolongada, el circuito de reset

activa un switch que simula apretar el botón de power de la CPU. Luego de un

determinado tiempo vuelve a activar el switch para encender la CPU y restaurar las

funciones del sistema.

El diagrama esquemático se muestra en la fi_gura 2.2. Aprovechando que el

programa de control está constantemente enviando información al circuito de display, una

forma de monitorear indirectamente la actividad del sistema sería monitorear la actividad

del display. Para esto se toma la señal de Enable (alimentada por el pin Cl del puerto

paralelo) como señal de entrada del circuito de Reset. Q 1 sirve como driver para la señal

de entrada. Con cada flanco de bajada en la señal de entrada se activa el transistor Q2 el

cual descarga el condensador C2 a través de R5. El circuito integrado U 1 es un timer

NE555 en confi_guración astable. Mientras C2 no se cargue a 2/3 VSB, la salida del timer

permanecerá en estado alto "1" y el transistor Q3 se encontrará en estado de corte. Puesto

que el colector de Q3 alimenta la entrada del Switch bilateral U2 este permanecerá abierto.

De acuerdo a los valores de los componentes indicados en la fi_gura 2.2 la constante

de tiempo T = 0.7(Rl + R2)C2 es aproximadamente 2.57 minutos. Esto quiere decir que;

si en 2.57 minutos no se produce ningún pulso en la entrada del circuito de reset, C2 se

cargará a 2/3 VSB y la salida cambiará a "O". Con esto Q3 entrará en saturación activando

el switch bilateral y a su vez se activará el botón de power apagando el CPU. Para que se

vuelva a accionar el botón de power por efecto del timer deberá pasar un tiempo T =

volverá a encender y el sistema se restablecerá continuando con la lectura y envío de datos

desde la estación meteorológica.

�B

R6

U2:A 1.5k

74HC4066 R1

470k

Q3

To Power Button e

R ü

R7 _CV DC

R2

1.5k z _TH

(!)

R5 U1

R3 NE555

4.7k 1.5k

C1

Q2 C2

Q1 470uF

2N3904

01

1N4004

Figura 2.2 Circuito de Control de Reset

El circuito de control de reset debe permanecer energizado aún cuando la fuente de

poder este en "standby" ya que deberá actuar para encender la misma ( accionamiento de

señal de Power-Up de la fuente), razón por la cual se alimenta a través de la línea +5VSB.

Esta línea, en las fuentes de poder para computadoras PC compatible, provee 5 voltios

regulados aún cuando la PC este apagada. Solo necesita estar conectada a la red AC

doméstica.

2.6 Circuito Display.

El circuito de display esta formado por una pantalla LCD de 2 líneas por 16

caractere� modelo TS1620-1 conectada al puerto paralelo (DB-25) tal como se indica en la

RS 10 K

17

1-Display TS 1620-1

16 1:5 _{14 13 12 11 10} 9 8 7 6 5 4 3 2 1

BL- BL+ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 DO E RIW' RS Vo WD Gnd

D7 D6 D5 D4 03 D2 D1 DO C1 Gnd co

9 8 7 6 5 4 3 2

u

Puerto Para lelo (D8-25)

Figura 2.3 Conexión de Display al Puerto Paralelo

2. 7 Estación Meteorológica.

19

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La estación meteorológica es de marca Davis, modelo: V antage Pro2 con consola

de tecnología inalámbrica. La consola se comunica con la PC vía puerto USB. Gracias al

software "WeatherLink" incluido con la consola, el puerto USB emula un puerto serie

virtual con las siguientes características: Baud Rate 19200, 8 bits de datos, 1 bit de inicio,

1 bit de parada y No paridad.

Los comandos, con los cuales se maneja la consola, son primariamente cadenas de

caracteres ASCII. Una lista con los principales comandos están indicados en el anexo B.

Los comandos básicos con los cuales trabajaremos y a partir de los cuales obtendremos

todos los datos que necesitamos son: el comando LOOP, el comando EEBRD y el

comando BARDATA. De estos tres el principal es el comando LOOP. El formato en el

cual devuelve los datos la consola está especificado en el Anexo C.

Una descripción más detallada de los comandos y su uso se encuentra en el

documento "Vantage Serial Protocol Docs v2.l.0.pdf' el cual se puede bajar directamente

desde la página web de la compañía Davis "www.davisnet.com". La figura 2.4 muestra

a) Consola b) Estación Meteorológica

Figura 2.4 Estación Meteorológica Davis V antage Pro2

2.8 Proceso de Ensamblaje.

A continuación se muestra, a través de fotografías, la secuencia de ensamblaje de la unidad de control TE2. Esta parte no pretende ser un manual de ensamblaje, smo, una muestra gráfica de la secuencia que se empleó en la construcción del equipo.

Tal como se indicó anteriormente la placa base, procesador, memoria, disco duro y fuente de alimentación se obtienen de una CPU marca Dell (Figura 2.5). Estos se colocan dentro de un gabinete previamente preparado tal como se muestra en las figuras 2.6 y 2.7. El gabinete se ha diseñado para albergar los componentes de una manera compacta mostrando por la parte delantera el display que mostrará la actividad del sistema y en la parte posterior la conexión AC, la salida de antena del módem, la conexión USB y los botones de encendido y reset.

21

Figura 2.5 Placa base, procesador, memoria y fuente de alimentación

(a) (b)

a) Base de Gabinete b) Soporte, Mainboard y fuente

e) Sopone en la base d) Mainboard Instalado

Fi_gura 2. 7 Instalación de mainboard en gabinete

---a) Preparación de gabinete b) Instalación de Display

---c) Conexión de cables

Figura 2.9 Instalación de circuito de displa)

Figura 2.10 Instalación de Fuente de Poder

Luego de instalado y conectado el circuito de Display, se procede a instalar la fuente de poder, tal como se muestra en la figura 2.10. A continuación se instala y conecta el disco duro en el receptáculo especialmente preparado para él en el gabinete. Ver figura 2.11. Sobre el receptáculo se instala el circuito de Reset como se indica en la figura 2.12. A continuación se procede a instalar y conectar el módem celular figura 2.13. En la parte lateral derecha se instalan los botones de power y reset y el cable de extensión para la salida USB.

Figura 2.11 Instalación de Disco Duro

,

r

a) Módem Celular Anydata b) Módem instalado

Figura 2.13 Instalación de Modem Celular

La figura 2.14 muestra el equipo terminado junto con la consola Vantage Pro 2.

a) Vista Frontal b) ista Posterior

Figura 2.14 Unidad de control TE y Consola antage Pro2

3.1 Introducción

El software de Control, nombrado "Vantage Pro2", constituye la parte central del

sistema. Desde aquí se gestionarán y controlarán las diferentes funciones que ha de realizar

el equipo. Para llevar a cabo las mismas se utilizan también otros programas como el

control de conexión a Internet del sistema operativo Windows 98, el programa NetLaunch

que nos sirve para efectuar la conexión a Internet sin asistencia externa y el módulo

MSocketSupport, desarrollado por Oleg Gdalevich, que nos proporciona acceso a

transferencia de archivos vía protocolo FTP desde Visual Basic, que es el lenguaje de

programación en el que está desarrollado el software de Control.

El programa deberá realizar las siguientes acciones, las cuales se verán en detalle

más adelante en este mismo capítulo, de manera secuencial de acuerdo a los tiempos

marcados por un timer que proporciona la hora real. El diagrama de bloques mostrado en la

figura 3.1 nos indica la secuencia de acciones que debe ejecutar el software de Control.

Cada 5 minutos la CPU se conecta con la Consola V antage Pro2 y descarga los

datos enviados por la estación meteorológica. Estos datos son almacenados en la base de

datos nombrada "Agrosensing.mdb". Posteriormente, cada media hora, el programa tomará

los datos de la base de datos y los procesará, calculando en algunos casos los promedios de

los datos tomados en la última media hora, y convirtiendo todos los datos a las unidades

requeridas por el programa que los procesará en el servidor remoto. Todas estas acciones

las ejecuta la subrutina "GetArchivoComasDB". El resultado es un archivo que se

depositará en la carpeta "FilesToSend".

Posteriormente, el equipo envía una serie de comandos A T al módem celular para

inicializarlo. Acto seguido se procede a efectuar los procedimientos necesarios para

establecer una conexión a Internet por medio de un ISP establecido. El software

27

inicialización del módem celular, los parámetros de configuración del puerto serie, a través

del cual se comunica el módem, así como los datos del ISP necesarios para establecer la

conexión a Internet.

Inicio

1 Carga de Programas

Toma de Datos Consola Estación Meteorológica

Conexión a Internet

Transmisión de Datos

Desconexión Internet

Figura 3.1 Funciones del Software de Control

Realizada la conexión a Internet, se procede a establecer la conexión con el

Servidor Remoto vía protocolo FTP. Si la conexión se realiza sin errores se procede a

enviar todos los archivos ubicados en la carpeta "FilesToSend". Si no se puede establecer

la conexión, los datos permanecerán en esta carpeta hasta que se produzca con éxito la

misma. Finalmente se procede a cerrar la conexión a Internet para que el tiempo utilizado

Más adelante en la sección 3 .3 se detallan cada uno de los procedimientos

involucrados en los bloques que se indican en la fi_gura 3.1.

3.2 Programas Complementarios

Para poder cumplir con su labor, el software de control se vale de otros programas,

como por ejemplo "Windows 98", "NetLaunch", "MSocketSupport" y "Deepfrezze". El

último le da características de automatización al sistema; y el módulo "MSocketSupport"

sirve para implementar las transferencias de archivos por medio del protocolo "FTP" y la

API de Windows 98.

3.2.1 Windows 98

Como vimos en el capítulo 11, para que los costos sean los mínimos posibles, se

eligió el hardware más económico pero que a su vez cumpla con todos los requisitos

exigidos por el sistema. A su vez, el sistema operativo deberá ser tal que funcione bien en

este hardware y que nos proporcione las herramientas necesanas para el correcto

funcionamiento del mismo. El sistema operativo que me3or se adecua a estos

requerimientos es Windows 98. Este sistema operativo además ocupa la mínima cantidad

de recursos, los cuales quedan disponibles para su utilización por parte del software de

control.

Windows 98 provee, además, la implementación de todos los protocolos del

modelo OSI necesarios para establecer un enlace vía Internet con el servidor de un

Proveedor de Servicios de Internet (ISP).

Lo primero que tenemos que hacer es crear, desde Windows 98, una nueva

"Conexión a Internet". Para esto, utilizamos el "Asistente para nueva conexión a Internet".

Para iniciar esta aplicación vamos al menú Inicio y sucesivamente elegimos las siguientes

opciones: Programas, Accesorios, Comunicaciones, Asistente para la comunicación a

Internet. Aquí ingresamos los datos proporcionados por el ISP:

Número de Teléfono: # 777

Nombre Usuario: "nombre de usuario"

Password : "password"

29

Estos datos pueden cambiar según el ISP elegido. En nuestro caso hemos optado

por llamar a esta conexión como "Movistar". En adelante, esta conexión será invocada con

este nombre. En condiciones normales, para abrir la conexión, se necesitaría hacer clic

sobre el icono creado para la misma, luego ingresar los datos de usuario y password, y

posteriormente hacer click en conectar o marcar. Puesto que; como expusimos

anteriormente, el sistema carece de asistencia externa, todo esto deberá hacerse de manera

automática. Para evitar que se nos pidan los datos de usuario y password así como hacer

click en el botón conectar, en la ventana Propiedades del Acceso Telefónico a Redes

elegimos las siguientes opciones: Conexiones, Configuración. Aquí desmarcamos la

opción "Solicitar información antes de marcar". Con esto se obtendrá acceso a intemet solo

con invocar la conexión "MoviStar".

3.2.2 NetLaunch

Para iniciar la conexión "MoviStar" debemos hacer click sobre el icono de la

misma. ¿Cómo hacemos esto?. Para hacer click en un icono, de manera virtual, e iniciar la

ejecución de un programa, hacemos uso del programa "NetLaunch". Una versión gratuita

del mismo se puede bajar desde http://netlaunch.archivospc.com/ .

Primero instalamos el programa. Haciendo click, con el botón derecho del mouse,

sobre el icono recién creado en la barra de tareas, escogemos la opción "Preferences" del

menú desplegado. Entonces aparece la ventana que se muestra en la figura 3.2. Para añadir

la conexión "Movistar", que creamos anteriormente con Windows, a la lista de programas

que puede abrir Netlaunch, desde el escritorio, arrastramos el icono de la conexión

"Movistar" hacia el cuadro "Launch list" de la ventana del programa Netlaunch y listo.

Para invocar desde Visual Basic el inicio de la conexión "Movistar" usamos el

comando "Shell" en la siguiente fracción de código:

Dim RetVal as V ariant

Dim Estilo as Integer

Estilo= 1

RetVal = Shell( RutaArchivo, Estilo)

Donde, RutaArchivo, es una cadena que contiene la ruta del archivo ejecutable

Netlaunch y el nombre del programa que debe abrir. Por ejemplo:

Con esto, desde Visual Basic podemos abrir la conexión "Movistar" a Internet, tal como si hiciéramos click sobre el icono respectivo desde el escritorio.

Para terminar la conexión volvemos a invocar al comando Shell, pero esta vez, la última parte de la cadena RutaArchivo deberá ser: "Launch.exe desconectar Movistar".

Es importante terminar la conexión adecuadamente, ya que de otra manera se consumiría tiempo innecesario de conexión, con el perjuicio económico que esto traería consigo.

�b Netlaunch Options

m

�

Launch ] Connections ] Progr am ]

e Apply to all connections

Ci" Configure connections independently

IMovistar

e Apply to all programs

r. Configure programs independently

Launch List

IJ

Conte:-:t t...f enu ---� í [1on't .. h,:,,,..,, 1n c-onte:-:t ri"Pnu

r

<� r·Jot conne,:,ted

r

r

e [,j,c-onnect

¡o-

í Cl,_,�e í

e Connect

e D1 ... connect

í IJnl_,,, orie 1n tan,:e

í No foc,r

J1rt prior to ---,

í Di conned v,.'1-,et, progr.:irn i .. _lo::·ed

r

Í [1 e -tr,-,y 1.-.,i1nd,:,,,..,

.Í Ou1t program

e Fir$t r P.11 e F1r0t e 1�.II

Aceptar _Cancelar Aplicar¿ 1

Figura 3.2 Programa Netlaunch

3.2.3 Deepfrezze

31

hubiese pasado. En condiciones normales, sin este programa activado, si ocurre alguna

falla y el equipo se reinicia, entonces el sistema operativo Windows mostraría un mensaje

de error exigiendo intervención externa, lo cual en nuestro caso no puede ser, ya que el

equipo carece de teclado o mouse que permitan ingresar datos. Por lo tanto, este programa,

de manera indirecta, nos ayuda con la autonomía del sistema evitando la asistencia externa.

3.2.4 MSocketSupport

El módulo MSocketSupport, desarrollado por Oleg Gdalevich, nos proporciona

acceso a transferencia de archivos vía protocolo FTP desde Visual Basic. Una versión

completa del mismo puede ser bajada desde el sitio:http://www.vbip.com.

Básicamente, este módulo, agregado a nuestro programa en visual basic, nos

permitirá tres cosas:

a) Establecer una sesión FTP con un servidor FTP. Este procedimiento incluye tres

operaciones: establecer la conexión TCP con el host remoto FTP, autenticación del

usuario, y establecer el directorio de trabajo remoto previamente asignado por la empresa

Agrosensing.

b) Iniciar la transferencia de archivos hacia el host remoto.

c) Cerrar la conexión.

Para efectuar todas estas operaciones este módulo se vale de otros módulos que

deberán ser agregados a nuestro proyecto. Estos son:

MSocketSupport

MTimeOutSupport

CFtpClient

CFtpError

CFtpFile

CFtpFiles

CSocket

CTimeout

El desarrollo de estos módulos es bastante extenso y complejo motivo por el cual

tratarán de forma global los aspectos que nos ayuden a establecer la comunicación con el

host remoto.

3.3 Software de Control "Vantage Pro2"

El software de Control constituye la parte central del sistema. Desde aquí se

gestionarán y controlarán las diferentes funciones que ha de realizar el equipo y que

básicamente ejecutarán las tareas necesarias para implementar los bloques indicados en la

fi_gura 3.1.

Todo programa en Visual Basic consta de formularios, objetos (como: botones,

cuadros de texto, menús, etc.), procedimientos, funciones y módulos de código entre otros.

Explicar cada uno de estos puntos por separado seria, no solamente tedioso, sino

principalmente anti didáctico y no contribuiría al entendimiento de manera sencilla del

funcionamiento global del sistema. Por esta razón se expondrán solamente aquellos puntos,

que por su importancia, contribuyen a este fin. En una primera parte subtitulada

"Formularios" daremos a conocer los formularios que forman parte del programa así como

los principales menús y objetos que contienen. Así mismo, se dará una breve explicación

de cada uno de ellos y de cómo contribuyen a lograr los objetivos del sistema. En una

segunda parte subtitulada "Descripción del software" se expondrán los procedimientos

que implementan cada uno de los bloques que aparecen en la fi_gura 3 .1.

3.3.1 Formularios

Si bien es cierto, el programa es totalmente automatizado, este cuenta con

formularios y controles que nos permiten monitorear, controlar y confi_gurar diferentes

funciones y escenarios; ya sea que queramos cambiar el nombre del proveedor de Internet

(ISP), el nombre del host remoto, la contraseña, confi_gurar algún modem celular diferente

o que simplemente queramos observar que está sucediendo en un determinado momento.

A continuación damos una explicación del funcionamiento de cada uno de ellos y

de los objetos que contienen.

a) Formulario Principal

-., Vantage Pro2

�

©]

�

Configuración Salir

Estación = 000-1

Servidor FTP = 200.89. HA3

User ID = agrosen

Conexion Internet = MovistarENFORA

LlilliTu.l

tlMil

j

19:42:20

°

•Mllffl:I

_1

Borrar RutaNetlaunch = C:\Archivos de programa\Netlaunch\launch.exe _Reiniciar PUERTO CONSOLA

NumPuerto = ,4

Protocolo = 2 Enviar Archivo

Bits/Seg = 19200

Paridad = N Comandos AT

Bits Datos = 8

Bits Stop = 1 SendCommAT

PUERTO MODEM NumPuerto = ,4 Protocolo = 2 Bits/Seg = 19200

Paridad = N

v¡

RichTextBox1

Figura 3.3 Formulario principal del Programa de Control "Vantage Pro2"

33

En la parte superior, en la barra de menús, tenemos dos opciones: Configuración y.

Salir. La segunda nos permite salir del programa. El menú Configuración nos presenta las siguientes alternativas:

Puerto de Comunicaciones consola V antage Pro Puerto de Comunicaciones modem Anydata Configuración

Comandos de Inicio

Las dos primeras alternativas nos permiten configurar los parámetros de

Serial" que nos permite ingresar los parámetros del puerto serie a usar y que se expondrá

con mayor detalle más adel�te. Las otras dos alternativas abren respectivamente los

formularios "Co,nfi_guración" y "Comandos de Inicialización del Modem" que también

serán tratados con mayor profundidad en este mismo capítulo.

Cuando se inicia el programa, los parámetros de configuración de los distintos

elementos que conforman el sistema, son cargados y se muestran en la ventana de texto

ubicada al centro del formulario. A la derecha del mismo se ubican una serie de controles

(5 botones), que implementan otra herramienta de ayuda del programa. Esta nos permite

transmitir comandos a través del puerto serie tal como el programa HyperTerminal de

Windows. El botón "Abrir Puerto" nos permite, manualmente, abrir el puerto de

comunicación serie asignado al modem. Los comandos transmitidos y las respuestas

recibidas se muestran en esta ventana.

Finalmente, el cuadro de texto, en la parte inferior del formulario principal, sirve

para mostrar las acciones que toma el programa cuando establece una comunicación FTP

vía Internet. El reloj en la parte superior, no solo sirve para indicar la hora, sino que,

principalmente, nos sirve para marcar los tiempos en los que se deberá ejecutar tal o cual

procedimiento según se requiera. Esto se verá más adelante en el apartado "Descripción del

Software"

b) Formulario "Configuración de Puerto Serial"

La figura 3.4 nos muestra el formulario que nos permite ingresar los parámetros de

confi_guración del puerto de comunicación serial. En el podemos indicar el número de

puerto que utilizaremos, la velocidad de transferencia (bits por segundo o baudios), el

número de bits por dato transmitido, si se utiliza paridad o no, el número de bits de parada

y qué tipo de control de flujo se va a utilizar (ninguno, control por software, control por

hardware, o control por software y hardware). Los cuadros de texto son del tipo

ComboBox, esta nos presentan una lista previamente llenada que nos facilita la tarea de

configuración del puerto escogido. Los datos son grabados en los archivos

"PuertoConsola.txt" y "PuertoModem.txt", respectivamente, según se trate de la

confi_guración del puerto asi_gnado a la Consola o al modem. Estos archivos son cargados

automáticamente al iniciarse el programa, por lo que no es necesario volver a

llii, Configuración de Puerto Serial

GJ

�['.BJ

Puerto (CommPort):

8 its por segundo: _{]19200 �}

8 its de Datos:

Je

Paridad: _lNinguno

3

8 its de parada: _{11 �}

Control de Flujo: _jHardware

3

Cancelar Aceptar

Figura 3.4 Formulario de Configuración de Puerto de Comunicación Serial

e) Formulario "Configuración"

35

liii. Configuración

(:;]

[Q]

�

Estación Número ₀₀₀₁

�SERVIDOR FTP-------­

Server IP

User ID

Contraseña

Verificar contraseña

Conei<ión a Internet IMovistar

Ruta Netlaunch

j200.89.14.43

Jagrosen

!

**********

1

···�····

Cancelar

Figura 3.5 Formulario Configuración

d) Formulario "Comandos de Inicialización del Modem"

Ei<aminar. ... 1

Aceptar

Aunque no son de vital importancia para el funcionamiento del sistema, el

programa nos brinda algunas herramientas interesantes para verificar o diagnosticar el

correcto funcionamiento de los elementos conectados a la Unidad de control. Uno de ellos

es la última opción del menú de configuración llamada "Comandos de Inicio" y que abre el

formulario "Comandos de Inicialización del Modem". En ciertas ocasiones el modem

podría perder sus parámetros de configuración, lo cual lo imposibilitaría de establecer

conexión cuando se le requiera. Para subsanar esta posible deficiencia se ha creado este

formulario en el que de manera secuencial se escriben los comandos que permiten

37

vez que se requiera de este modero. El formulario nos permite guardar diferentes

secuencias con los nombres de archivo que deseemos gracias al botón Guardar. Asimismo

podemos abrir una secuencia anteriormente creada con el botón Abrir. El formulario se

muestra en la fi_gura 3.6.

lii, Comandos de Inicialización del Modem

GJ

§

�

AT

AT&F

AT+CGDCONT =1, ª_ipª_{, ªmovistar.pe•, .. ,0,0}

AT%CGPC0=1, •movistar@datos,movistar•, 1

AT

AT+CSQ=?

AT

l¡ ... Abr

.

ir ... ¡,

, ... , Guardar Borrar Aceptar

Figura 3.6 Formulario "Comandos de Inicialización del Modero"

3.3.2 Descripción del Software

La fi_gura 3.1 muestra los bloques que se deben ejecutar dentro del programa para

lograr los objetivos del sistema.

Para marcar los tiempos de ejecución de los diferentes procedimientos que forman

parte del programa nos valemos de un objeto Timer. Dentro de este, diversos

procedimientos desarrollarán de manera secuencial los bloques antes mencionados, los

cuales serán descritos más adelante.

El objeto que se encarga de activar el reloj, y que a su vez constituye el director de

orquesta de todo el sistema, es el objeto Timer llamado "Timer2". El procedimiento que lo

Private Sub Timer2_Timer()

DoEvents

Reloj.Caption = _{Format(Now, "hh:mm:ss")}

Cal! DisplayHora

Dim Minutos As Integer Dim Segundos As Integer Minutos = Minute(Now) Segundos= _Second(Now)

Dim i As Integer If Segundos < 2 Then

For i = _{O To 55 Step 5}

If Minutos = _{i Then}

Call DownLoadConsolaToDB

IfMinutos = _{O Or Minutos}= 30 Then

Call GetArchivoComasDB

Cal! SendA TCommands

Call Conectarlntemet

Cal I Enviar Archivo Cal l Desconectar Internet End If

WriteReg (1) 'Borrar pantalla

DisplayWordl " AGROSENSING " DisplayWord2 "

End If

"

Next

End If

End Sub

a) Toma de Datos Consola Estación Meteorológica

39

A grandes rasgos, el procedimiento "DownLoadConsolaToDB", descarga los datos

de la consola meteorológica y_ los almacena en una base de Datos.

Veamos más a detalle cómo se realiza esto. El procedimiento comienza por abrir el

puerto serie que se asignó a la consola meteorológica. Luego, valiéndose de los

procedimientos "WakeUpConsola" (el cual prepara la consola para lectura y escritura),

BARDATA, EEBRD y LOOPI se bajan los datos almacenados en la consola. Los

comandos que acepta la consola están indicados en el Anexo B, y el formato en el que

llegan los datos se muestra en el Anexo C. Tomando como referencia este último anexo,

los datos recibidos son procesados y almacenados en la base de datos llamada

"Agrosensing.mdb". Este procedimiento se repite cada 5 minutos.

Cada treinta minutos se implementan los bloques "Conexión a Internet",

"Transmisión de Datos" y "Desconexión Internet" por medio de los procedimientos

"Conectarlnternet", "EnviarArchivo" y "Desconectarlnternet" respectivamente.

Previamente los datos almacenados en la base de datos "Agrosensing.mdb" son

preparados de acuerdo al formato indicado en el Anexo D por medio del procedimiento

"GetArchivoComasDB". El resultado es un archivo cuyo nombre tendrá el formato

indicado en la figura 3. 7.

S00040807012300.csv

Número de Estac/

r �

Fecha. aa/mm/dd

Figura 3.7 Formato de Nombre de Archivo

En el ejemplo anterior, el archivo de datos fue creado por la Estación Nº 0004, el

día primero de julio de 2008 y corresponde a las 23 horas 00 minutos. Este formato es

particularmente interesante porque nos permite identificar de manera única cada archivo

con solo tener su nombre, además nos permite su manipulación posterior sin tener

Una vez obtenido el archivo, este es depositado en la carpeta "FilesToSend" para su

posterior transmisión. Los archivos permanecerán en esta carpeta hasta que se realice con

éxito su transmisión al Host Remoto.

b) Conexión a Internet

El bloque "Conexión a Internet" es implementado por el procedimiento

"Conectarlnternet" que se muestra a continuación:

Prívate Static Sub ConectarinternetO

On Enor Resume ext

ErrorProceso = O

Display Word 1 "Conectando DisplayWord2 "a Internet .... " Dim Cadena As String

Dim RetVal As Variant

"

TxtComandos.Text = "Abriendo Conexión a Internet:

N ameConexionlnternet & LineaRetorno

Cadena= RutaNetLaunch & "" & NameConexionlnternet

RetVal = Shell(Cadena, 1)

11 _&

TxtComandos.Text = TxtComandos.Text & "Conexión a Internet: " & NameConexionlnternet & " Abierta ... " & LineaRetorno

Timer 1.Interval = 1000

Pausa= O

Timerl .Enabled = True

Do Until Pausa= 15

DoEvents

Loop

Timerl .Enabled = False

Pausa= O

If Err Then

TxtComandos.Text = TxtComandos.Text & "Error al Conectar a

Internet.."

lse

DisplayWordl "Conexion OK!. .. "

DisplayWord2" "

Endlf

End Sub

41

La parte más importante de este procedimiento lo constituye la invocación del comando "Shell" al cual se le proporciona una cadena con la ruta del programa NetLaunch y el nombre de la conexión a Internet creada en Windows. En nuestro caso es "Movistar". La cadena tiene la forma siguiente:

"C:\Ruta NetLaunch .. \Launch.exe Movistar"

El commando Shell ejecuta el programa Launch.exe y éste a su vez m1cia la

conexión llamada "Movistar". Luego de unos 20 a 30 segundos la conexión queda

establecida con el proveedor de servicios de internet indicado en la conexión Movistar. De

este modo estamos listos para ejecutar el siguiente bloque que se encargará de transmitir

los archivos hacia el Host Remoto.

e) Transmisión de Datos

El bloque "Transmisión de Datos" está implementado por el procedimiento

"EnviarArchivo". Este procedimiento, a su vez, utiliza los procedimientos;

"EstablecerConexión", "CargarArchivo" y "CerrarConexión" para realizar la transmisión

de datos.

El procedimiento "EstablecerConexión" se encarga de establecer la conexión con el

servidor FTP remoto. Por medio de este se proporcionan las credenciales ServerIP,

UsuarioID y contraseña necesarios para iniciar la conexión.

En las siguientes líneas de código se muestra como se pasan estos parámetros al

objeto "m _ objFtpClient" previamente creado para este fin.

With m_objFtpClient

.FtpServer = ServerIP

.RemotePort = 21