Estructura de buses para control de AGV

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Estructura de buses para

control de AGV

Con el concepto moderno de sistemas internetworking, se plantea una estructura de control para un vehículo autónomo,

considerando al mismo como una celda de proceso y no como una máquina individual.

Las posibilidades de esta concepción hacen que el AGV se incorpore a un sistema jerárquico de control, capaz de comunicarse por medio de algún

protocolo con otros niveles de gestión, inscripto en una topología ISO/OSI.

Se plantea la estructura sobre un modelo de sistema abierto, comunicado por medio de buses y protocolos standard.

Estructura del AGV

Resursos instalados Driver de Tracción Tarjeta de adquisición Epix (A/D) Procesador analógico de imagen Encoder de dirección Encoder de desplazamiento Cámara Motor de CC de imán permanente (Dirección) CAN Bus PC Pentium Driver de Direc. (Llave–H)

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Estructura Jerárquica de buses

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Cada capa del modelo OSI representa una función realizada cuando los datos se transmiten entre aplicaciones cooperantes sobre una red

interviniente.

Modo de comunicación por medio de capas

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Bus de Campo ( Nivel 0 )

Nivel Entrada / Salida – Sensores / Actuadores El bus de campo seleccionado debe proveer las capacidades de comunicación para todos los recursos, tanto en velocidad de transmisión

cuanto en volúmen de datos a transferir.

La estructura a nivel de sensores / actuadores será enmarcada dentro del protocolo CAN ( Controller Area Network )

Provee funcionalidad multimaster y capacidad en tiempo real.

Existen dos especificaciones para CAN, estas son 2.0A y 2.0B, vinculadas a recomendaciones para alta velocidad ( 11898 )

y para baja velocidad ( 11519-2) Se utilizará la segunda especificación.

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Modelo CAN

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Layers de CAN

extendido

LLC : Logical Link Control

MAC : Medium Access Control

CAN

Características operativas

Standards ISO/DIS 11 519-1

ISO/DIS 11 898 Topología Línea con stub Participantes Hasta 32 sin repetidor Medio de acceso CSMA / CA

Velocidad de transmisión 1 [Mb] / 40 [m] 100 [Kb] / 800 [m] Telegrama 8 bytes de dato Niveles de señal RS 485 modificado

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CAN

Características operativas

El mecanismo de acceso de CAN esta implementado como un arbitro bidireccional no destructivo, esto último significa que el vencedor del

arbitraje ( mensaje de más alta prioridad ) no debe restablecer el mensaje desde el principio.

Suponer que dos nodos del bus recibirán un pedido de transmisión. El métoso de acceso es CSMA/CD+AMP ( Carrier Sense Multiple Access with Collission Detection and Arbitration on Message Priority. Acorde con este algoritmo, ambos nodos de red esperarán hasta que el bus este libre ( Carrier Sense ). Cuando esto ocurra, ambos nodos transmitirán su bit de start

( Multiple Access ).

CAN

Características operativas

- Priorización de los mensajes

- Garantiza los tiempos de latencia - Configuración flexible

- Multimaster

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Interacción con el medio físico

Estructura de hardware del

bus

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Bus de Control ( Nivel 1 )

Como se mencionara oportunamente, las características móviles de la máquina obligan a un enlace radial de red. La interface es capaz de proveer servicios a través de Ethernet por medio de un enlace wireless spread spectrum,con protocolos

como IPX , TCP, UDP principalmente

La red planteada estará trazada sobre una plataforma Ethenet que responde a las recomendaciones IEEE para redes locales y metropolitanas, 802.3 para CSMA/CD y 802.11 para comunicación

inalámbrica ( WireLess )

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Comparación de capas

OSI / IEEE 800.X

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capas inferiores. Data Link Layer y Physical Layer. LLC : Logical Link Control

MAC : Medium Access Control

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Supervisión – Control remoto

( Nivel 2 )

Así como el modelo de referencia OSI posee siete niveles (o capas), la arquitectura TCP/IP viene definida por 4 niveles : el nivel de subred [enlace físico], el nivel de interred [Red, IP], el protocolo proveedor de

servicio [Transporte, TCP o UDP] , y el nivel de aplicación.

OSI _{TCP / IP}

Applicación (Layer7)

Aplicación

Presentación (Layer6)

Sesion (Layer 5)

Transporte (Layer 4) Transporte ( TCP o UDP )

Red (Layer 3)

_{Interred ( IP )}

Link de Datos (Layer 2)

SubRed ( Enlace Físico )

Físico (Layer 1)

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Capa de aplicación

consiste en aplicaciones y procesos que usan la red

Capa de transporte host-a-host

provee servicios de distribución de datos

extremo-a-extremo

Capa de red

define el datagrama y administra el encaminamiento de los

datos

Capa de acceso a la red

consiste en rutinas para acceder a la red física

Características TCP/IP

Con el objetivo de poder intercomunicar recursos de diferentes redes y protocolos se desarrolla TCP / IP. Está basado en un modelo que asume la

existencia de un gran número de redes independientes vinculadas entre si por medio de gateways. El usuario debe poder acceder de alguna manera a estas redes. El ruteo necesario para la realización de esta comunicación

debe ser completamente invisible al usuario.

TCP / IP es una tecnología no orientada a la conexión , la información es transferida como una secuencia de datagramas.

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Característcas IP

El protocolo IP es el principal del modelo OSI, así como parte integral del TCP/IP. Las tareas principales del IP son el direccionamiento de los datagramas de información y la administración del proceso de fragmentación de dichos datagramas.El datagrama es la unidad de transferencia que el IP utiliza, algunas veces identificada en forma más específica como datagrama Internet o datagrama IP. Las características de este

protocolo son :

NO ORIENTADO A CONEXIÓN

Transmisión en unidades denominadas datagramas. Sin corrección de errores, ni control de congestión.

No garantiza la entrega en secuencia.

La entrega del datagrama en IP no está garantizada porque ésta se puede retrasar, rutear de manera incorrecta o mutilar al dividir y

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Característcas IP

El IP ( Internet Protocol ) es el protocolo de la red de redes, y especifica minuciosamente las reglas que definen los detalles de la

comunicación entre dispositivos conectados y especifica como se debe conformar un paquete de datos y se debe encaminar un

paquete hacia su destino por medio de un router.

Los servicios de Internet se acceden por medio de IP, por lo tanto cada dispositivo posee una única copia del software IP que será

compartido por diferentes aplicaciones.

IP hace que el usuario tenga la sensación de estar presente ante una única red, cuando por el contrario es un conexionado de una

gran cantidad de redes. Los usuarios no se dan cuenta de la existencia de los routers y de las diferentes redes. Cuando un datagrama IP viaja a través de Internet de un dispositivo a otro , debe seguir una vía física o un router hacia otra

red, hasta alcanzar su destino final.

Características de TCP

TCP suministra un serie de servicios de nivel superior. Es un protocolo orientado a conexión, lo que significa que mantiene información del estado de

cada cadena de datos de usuario que circula ( handshake ).

Es responsable de la transferencia de datos entre extremos por la red o redes hasta la aplicación de usuario receptor.

TCP debe asegurar que los datos se transmiten y reciben correctamente atravesando los correspondientes niveles de red.

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Características de TCP

Dado que Internet utiliza un sistema de conmutación de paquetes, puede ser desbordado con datagramas , de manera que se requiere

de software adicional de comunicaciones, esto es TCP. Este protocolo resuelve muchos de los problemas originados en la

conmutación de paquetes , cuando un router es desbordado de datagramas, debe descartarlos, con la consiguiente pérdida de datos

en la red. TCP actúa en este preciso momento, revisando las pérdidas y reparando el daño.