Comunicazione seriale ModBus16 gestita via Wi-fi per applicazione Android

Introduzione L'argomento trattato in questa tesi di laurea è frutto di uno stage esterno svoltosi presso l'azienda CBE srl nel periodo compreso tra marzo e maggio 2013. In particolare ho preso parte alla realizzazione di un prototipo di un nodo Wi-Fi il quale funge da ponte per trasmettere dei dati in forma seriale ad un dispositivo a distanza il quale potrebbe essere uno smartphone, un tablet o un pc. Presi parte al progetto poco dopo il mio ingresso in azienda in quanto studente del settore. Il lavoro di analisi e ricerca è stato molto impegnativo in quanto le mie competenze in materia, soprattutto per quanto concerne lo sviluppo dell'applicazione Android, erano scarse. Il progetto è iniziato tramite lo studio ed il test di un modulo Wi-Fi realizzato dalla USR. Utilizzando il loro software abbiamo svolto dei test per verificare la reale trasmissione dei dati prima utilizzando il PC ed in seguito lo smartphone tramite un'applicazione della stessa USR. In seguito, utilizzando il loro modulo “USR-WIFI232-B”: un convertitore da UART a Wi-Fi, abbiamo creato una scheda completa di microprocessore il quale interpreta i comandi ricevuti dal dispositivo a distanza e li passa alla centralina. Poiché la centralina CBE utilizza un'architettura singolo master e multi slave abbiamo ovviato al problema inserendo dei registri dati all'interno del nodo Wi-Fi che vengono scritti dal lato seriale, ovvero dal lato camper, e letti dal lato Wi-Fi, ovvero il lato dello smartphone ad esempio. Per disattivare o attivare le utenze si utilizzano dei registri bidirezionali che vengono letti questa volta dal lato seriale e scritti dal master. Come già detto in precedenza questa scheda trasmette o riceve dei dati in forma seriale e li trasmette o riceve tramite Wi-Fi. I test si sono svolti collegando il PC con la scheda sia tramite porta seriale che tramite Wi-Fi ed utilizzando il software fornito dalla USR per testare la reale ricezione delle informazioni. In seguito ho collegato lo smartphone alla scheda tramite rete Wi-Fi, testando così che ci fosse comunicazione attraverso l'applicazione fornita assieme al modulo Wi-Fi. Successivamente è stato realizzato e testato il nodo switching di CBE. Con quest'ultimo, però, non si è usato il software di USR per testarne il funzionamento ma un altro: “Realterm” il quale, se opportunamente interfacciato, ti permette di scrivere dei comandi nel formato desiderato, nel nostro caso Modbus16, spedirli e visualizzare la risposta a video. Per effettuare questo abbiamo avuto bisogno di simulare una porta seriale virtuale per rendere possibile la comunicazione. Per farlo abbiamo utilizzato VSPE. Una volta eseguiti tutti i test sul dispositivo accertandone il funzionamento, ho iniziato ad addentrarmi nel mondo della programmazione per dispositivi Android svolgendo ricerche in Internet. La programmazione di Android si basa sul linguaggio Java ed ha una strutturazione particolare che vedremo in seguito quando tratteremo l'argomento nel capitolo 4. L'applicazione sviluppata prevede che si possano leggere le tensioni delle due batterie (motore e servizi) ed il livello dell'acqua. Inoltre è prevista la possibilità di attivare o disattivare delle utenze come, ad esempio, la pompa dell'acqua, la luce interna, la luce esterna, solo se è attiva quella interna e le utenze multimediali del camper. La connessione che si stabilisce tramite la rete Wi-Fi è di tipo TCP/IP. Il dispositivo remoto funge da TCP Client nei confronti della scheda di rete Wireless. In particolare al momento dell'attivazione dell'applicazione essa attiva in automatico il Wi-Fi del dispositivo e si connette all'indirizzo ip e alla porta del server, ovvero del modulo Wi-Fi. In seguito, una volta connesso, si può accedere alla schermata principale dove sono presenti tutti i comandi e le funzionalità descritte in precedenza. Andiamo ora a vedere nel dettaglio tutti gli strumenti utilizzati, informatici e non, i problemi affrontati e le soluzioni adottate e sviluppate attorno a questo progetto. 3