TouCAN : mejora y ampliación de funcionalidades

T abajo Final de G ado en Ingenie ´ıa In o m´a ica TouCAN: Mejo as y Ampliaci´on de Funcionalidades A idany San ana S´anchez Tu o es An onio Ca los Dom´ınguez B i o Jo ge Cab e a G´amez 30 de no iemb e de 2014 Ag adecimien os Me gus a ´ıa comenza es e documen o mos ando mi ag adecimien o a odas aquellas pe sonas que de o ma di ec a o indi ec a han colabo ado en la ealizaci´on es e p oyec o. En p ime luga ag adece a mis u o es Jo ge Cab e a G´amez y An onio Ca los Dom´ınguez B i o el apoyo y aseso amien o ecibido du an e el desa ollo de es e T abajo Final de G ado (TFG). Mis m´as since o ag adecimien o a mi amilia po su ´animo, paciencia y mo i aci´on du an e la ealizaci´on de es e abajo. Po ´ul imo, me gus a ´ıa elici a a John Wu Wu[24] y Jose An onio La do Dom´ıguez [22] po el abajo ealizado en sus espec i os TFG que die on o i- gen a la p ime a e si´on de la lib e ´ıa TouCan 1.0 y que ha sido la base de es e TFG. i ii Resumen TouCAN es una lib e ´ıa c eada en su p ime a e si´on ( 1) como T abajos de Fin de G ado en Ingenie ´ıa In o m´a ica po John Wu Wu[24] y Jose La eo Dom´ınguez[22] bajo la u o izaci´on de los p o eso es An onio C. Dom´ınguez B i o y Jo ge Cab e a G´amez. De ine un p o ocolo de comunicaci´on pa a la in e conexi´on de una ed de mic ocon olado es basados en la pla a o ma de p o o ipado elec ´onico A duino y abaja sob e el p o ocolo de comunicaci´on CAN Bus (Con olle A ea Ne wo k)[4], ampliamen e u ilizado po la indus ia desde la d´ecada de los 80. El obje i o p incipal de es e T abajo Final de G ado en Ingenie ´ıa In o m´a ica consis e en p opo ciona obus ez a la lib e ´ıa inco po ando mejo as y nue as uncionalidades. En e las p incipales mejo as des acan el con ol en e a allos de comunicaci´on, einicio o ese de los mic ocon olado es, as´ı como la ca´ıda de los mismos. O a ca ac e ´ıs ica incluida en es a e isi´on consis e en la asignaci´on din´amica de iden i icado es de disposi i os que con o man un sis ema empo ado dis ibuido, pe mi iendo la posibilidad de “conexi´on en calien e” de nue os nodos mic ocon olado es a la ed de o ma din´amica. A es os cambios, ambi´en se han a˜nadido mejo as en la in e az de la API que simpli ica el uso y ap endizaje de la misma. As´ı como una nue a he amien a denominada TouCANSni e que pe mi e cap u a y analiza odo el ´a ico gene ado en la ed. En nues a opini´on, las nue as ca ac e ´ıs icas y uncionalidades a˜nadidas en Tou- CAN 2.0 p opo cionan el po encial necesa io pa a se conside ada se iamen e como base de cualquie nue o p oyec o que in eg e una ed dis ibuida de mic ocon ola- do es. iii i Abs ac TouCAN is lib a y c ea ed in i s i s e sion as Final Deg ee P ojec s in Compu e Science by John Wu Wu[24] and Jose La eo Dom´ınguez[22] unde he supe ision o p o esso s An onio C. Dom´ınguez B i o and Jo ge Cab e a G´amez. I de ines a communica ion p o ocol o in e connec ing a ne wo k o mic ocon olle s based on he elec onic p o o yping pla o m A duino. I ope a es using he CAN (Con olle A ea Ne wo k)[4] bus communica ion p o ocol ha has been widely used by he indus y since he 80s. TouCAN s ands ou as a ligh , iendly and obus lib a y. The main goal o his Final Deg ee P ojec in Compu e Science is o p o ide obus ness o he lib a y including new unc ionali y and imp o emen s. Some o he main included new ea u es a e: con ol agains communica ion ailu es, es a ing and ese o mic ocon olle s, and de ec ion de ices which ha e s opped ope a ion. Also ano he included ea u e is he dynamic assignmen o iden i ie s o de ices ha allow us o ho plug new nodes dinamically. Mo eo e , we ha e also included u he imp o emen s which simpli y he use and lea ning. In addi ion he e is also new ool called TouCANSni e ha allow us cap u e and analyze all packe s gene a ed in he ne wo k. All hese new imp o emen s included in TouCAN gi e he lib a y he obus ness necessa y o be used in any p ojec which in eg a es a mic ocon olle ne wo k. i ´ Indice Gene al 1. In oducci´on 1 1.1. Es adoac ual ............................. 1 1.2. Obje i os................................ 2 2. An´alisis del P oblema 3 2.1. TouCAN Mic ocon olado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.1.1. Topolog´ıa ........................... 4 2.1.2. TouCANT ama........................ 6 2.1.3. TouCAN Tipos de Comunicaciones . . . . . . . . . . . . . . 8 2.1.4. T amas s´ınc onas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.1.5. T amas as´ınc onas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.1.6. TouCAN Es uc u as de Da os . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.1.6.1. TouCAN - Es uc u a CAN . . . . . . . . . . . . 12 2.1.6.2. TouCAN - Es uc u a node . . . . . . . . . . . . . 13 2.1.6.2.1. Iden i icado es . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1.7. TouCAN Plan illas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.2. TouCANSupe iso .......................... 17 2.2.1. T ama ............................. 17 3. Compe encias 19 3.1. CII01.................................. 19 3.2. CII02.................................. 19 3.3. CII04.................................. 20 3.4. CII18.................................. 20 4. Apo aciones 21 5. No ma i a y Legislaci´on 23 5.1. No ma i a ............................... 23 5.1.1. Ley O g´anica de P o ecci´on de Da os. . . . . . . . . . . . . 23 5.1.2. C´odigoTipo.......................... 23 5.1.3. Insc ipci´on de un p og ama in o m´a ico en LOPD . . . . . . 23 5.2. Licencias................................ 24 ii 4Cap´ı ulo 2. An´alisis del P oblema 2.1. TouCAN Mic ocon olado TouCAN Mic ocon olado es una API que acili a la in e conexi´on de la pla- a o ma A duino en una ed con opolog´ıa CAN Bus. Es ´a basada en la lib e ´ıa ARCAN[23] do ´andola de un sencillo p o ocolo de comunicaci´on. En e sus p inci- pales ca ac e is icas des acan: la acilidad de uso y la op imizaci´on de los ecu sos del disposi i o. 2.1.1. Topolog´ıa En la p ime a e si´on de TouCAN 1.0 se de inen es ipos de nodos o disposi- i os que pueden coexisi i en una ed de mic ocon olado es: Escla o o nodo com´un: Son los nodos pasi os en la ed. No inician pe iciones po inicia i a p opia, s´olo a ienden las pe iciones de los Mas e s. Ac uan como nodo senso es y/o ac uado es en una ed de mic ocon olado es. Maes o: A di e encia de los nodos Escla os, puede inicia una comunicaci´on con o os nodos en la ed o conec a se a un Supe iso . Supe iso : A di e encia de los nodos an e io es, no se conec a di ec amen e a la ed bus CAN[4] sino a a ´es de los nodos Maes os. En e sus a eas cabe des aca la moni o izaci´on del bus, inicia pe iciones a a ´es de algunos de los nodos maes os, es ablece elocidades de ansmisi´on, e c. La siguien e imagen 2.1 ep esen a un esquema b´asico de una ed TouCAN com- pues a po es nodos Escla os, dos Maes os y un Supe iso . 2.1. TouCAN Mic ocon olado 5 Figu a 2.1: Esquema ed TouCAN 1.0 6Cap´ı ulo 2. An´alisis del P oblema 2.1.2. TouCAN T ama El p o ocolo bus CAN[4] de ine dos ipos de amas que di ie en en la longi ud del campo iden i icado . La ama es ´anda de inida en la especi icaci´on 2.0A iene un ID de 11 bi s mien as el iden i icado de la ama ex endida asciende a 29 bi s y es ´a de inida en la especi icaci´on 2.0B. TouCAN hace uso de la ama ex endida pa a de ini su p opio p o ocolo. U iliza los 29 bi s del campo iden i icado pa a es ablece el o igen, des ino y el ipo de ama. La imagen 2.2 mues a las di e encias en e una ama CAN 2.0B[4] y una ama TouCAN. Po o o lado, la igu a 2.3 con iene un ejemplo de es uc u a TouCAN. ID0..ID10: 11 bi s ese ados pa a es ablece el o igen del mensaje. EID0..EID10: 11 bi s ese ados pa a iden i ica el des ina a io del mensaje. EID11..EID15: 5 bi s u ilizados pa a iden i ica el ipo de ama. La e si´on TouCAN 1.0 implemen a an solo 6 ipos de amas de las 32 posibles. EID16..EID17: Bi s inu ilizados en la e si´on TouCAN 1.0. DLC0..DLC03: 4 Bi s des inados a especi ica la longi ud del campo de da os. Da a ield: El p o ocolo es ablece un m´aximo de 8 by es pa a el campo de da os. Figu a 2.2: Compa a i a en e una ama CAN 2.0B y TouCAN T ama 2.1. TouCAN Mic ocon olado 7 Figu a 2.3: T ama TouCAN 8Cap´ı ulo 2. An´alisis del P oblema 2.1.3. TouCAN Tipos de Comunicaciones El p o ocolo TouCAN de ine dos ipos de comunicaciones: s´ınc ona: Es e ipo de pe ici´on ga an iza la ecepci´on de la espues a a una de e minada solici ud. ´ U il pa a solici a un da o pun ual a un disposi i os de la ed. La siguien e imagen 2.4 ep esen a un ejemplo de comunicaci´on s´ınc ona. Figu a 2.4: Ejemplo pe ici´on s´ınc ona 2.1. TouCAN Mic ocon olado 9 as´ınc ona: A di e encia de la pe ici´on s´ınc ona, no se ga an iza la ecepci´on de odos los mensajes. La comunicaci´on es es ablecida po un nodo mas e que solici a a o o nodo el en ´ıo pe i´odico de un da o has a que la pe i- ci´on sea cancelada. La siguien e imagen 2.5 mues a un ejemplo de pe ici´on as´ınc ona en e un nodo Maes o y o o Escla o. El Maes o es ablece una comunicaci´on as´ınc ona y espe a la ecepci´on de N paque es an es de inaliza la comunicaci´on con el Escla o. Figu a 2.5: Ejemplo pe ici´on As´ınc ona. Nodo Maes o solici a N paque es a nodo Escla o 10 Cap´ı ulo 2. An´alisis del P oblema 2.1.4. T amas s´ınc onas Reques (pe ici´on): Codi icaci´on en el p o ocolo,00000 (mac o REQU). Es a ama es la esponsable de ealiza una pe ici´on s´ınc ona. ´ Unicamen e puede se emi ida po un nodo Mas e o Supe iso . Ga an iza la espues a o en su de ec o, in o man de la p´e dida del paque e pa a ealiza un ein en o. El usua io iene o al libe ad pa a u iliza el campo de da os e implemen a un p o ocolo sob e TouCAN. Answe ( espues a): Es a ama es u ilizada po cualquie nodo de la ed pa a esponse a una pe ici´on eques . Es ´a codi icada con el alo 00001 (mac o ANSW ). La igu a 2.6 mues a un ejemplo de comunicaci´on s´ınc ona en e un nodo Maes o y Escla o donde se especi ica el nomb e y el c´odigo de cada una de las amas que in e ienen. Figu a 2.6: Ejemplo pe ici´on S´ınc ona 2.1. TouCAN Mic ocon olado 11 2.1.5. T amas as´ınc onas S a (comienzo): Codi icaci´on en el p o ocolo: 00011 (mac o STRT). Es en iada po un nodo Mas e o Supe iso pa a solici a al des ina a io que le en ie un conjun o de da os de o ma pe i´odica. La ecuencia de en ´ıo se indica en milisegundos en el p ime by e de da os del mensaje. El es o de da os son lib es pa a que el usua io los u ilice pa a implemen a o o p o ocolo a un ni el supe io . Acknowledge ( econocimien o): Codi icaci´on en el p o ocolo 01000 (mac o ACKN). Es a ama es espe ada po un maes o inmedia amen e despu´es de en ia un “s a ” o “s op”. Bulk (en ´ıo masi o): Codi icaci´on en el p o ocolo 00101 (mac o BFRM). Es a ama no ga an iza la ecepci´on del paque e y es u ilizada como espues a a una pe ici´on de ipo “s a ”. (Respues a as´ınc ona) S op ( inalizaci´on): Codi icaci´on en el p o ocolo: 00100 (mac o STOP). In o ma al des ina a io el cese de en ´ıo de paque es as´ınc onos, “bulk”. Rejec : Codi icaci´on en el p o ocolo, 00010 (mac o REJE). In o ma que no ha sido posible a ende la pe ici´on, indicando el mo i o po el cual ha sido e- chazada. Un Maes o o Supe iso puede man ene comunicaciones s´ınc onas y as´ınc onas con un mismo nodo de o ma simul ´anea. Sin emba go, un nodo com´un o Escla o no puede man ene comunicaciones simul ´aneas con m´a de un maes o o supe iso . La siguien e imagen 2.7 mues a un ejemplo de comunicaci´on as´ınc ona en e un nodo Maes o y Escla o donde se especi ica el nomb e y el c´odigo de cada una de las amas que in e ienen. Figu a 2.7: Ejemplo pe ici´on As´ınc ona en e un nodo Maes o y o o Escla o 12 Cap´ı ulo 2. An´alisis del P oblema 2.1.6. TouCAN Es uc u as de Da os TouCAN 1.0 de ine dos ipos de es uc u as de da os denominadas: node y CAN. La p ime a ep esen a un nodo en la ed y es u ilizada po los disposi i os Maes os. La segunda de ine la es uc u a de un mensaje TouCAN u ilizada en el en io y ecepci´on de mensajes po los dis in os nodos que con o man un de e minado sis ema. 2.1.6.1. TouCAN - Es uc u a CAN CAN es la es uc u a que ep esen a un mensaje en la lib e ´ıa TouCAN. Ac ´ua como bu e de ecepci´on y ansmisi´on del MCP2515[8] al en ia o ecibi mensajes a a ´es del bus CAN[4]. El siguien e agmen o de c´odigo ep esen a una es uc u a CAN. ypede s uc { unsigned in i d s ; unsigned in i d d ; in ame ype ; s uc { by e : 1 ; by e l e n g h : 4; }heade ; by e da a [ 8 ] ; } CAN ; id s: Almacena el ID de o igen del mensaje. id d: Almacena el ID des ina a io del mensaje. ame ype: Iden i ica el ipo de ama a en ia . s uc heade : Almacena el ipo de ama a ni el de CAN y la longi ud del campo de da os. da a[8]: Con iene los da os del mensaje. 2.1. TouCAN Mic ocon olado 13 2.1.6.2. TouCAN - Es uc u a node Es a es uc u a es u ilizada exclusi amen e po los disposi i os Maes os y e- p esen a de o ma l´ogica un nodo en la ed. Se de ine es ´a icamen e en un ec o de nodos en cada Maes o. ypede s uc { unsigned in id ; // synch onous pa boolean S s u p e i s o o p ; loa S imes amp ; by e S answe ; by e S l e n g h ; by e S da a [ 8 ] ; // Asynch onous pa bo olea n A s u p e i s o o p ; loa A imes amp ; by e A ack ; by e w i e n ; by e A leng h ; by e A da a [ 8 ] ; } CAN ; // e c o de node node nodes [NNODES + 1 ] ; id: ID del disposi i o con el que se ha iniciado una comunicaci´on. S supe iso op: Se a a de un campo que indica si la comunicaci´on s´ınc o- na con el nodo ha sido iniciada po el maes o o po el supe iso ( eco demos que si bien un supe iso no es ´a conec ado di ec amen e a la ed, puede ealiza pe iciones a o os nodos a a ´es del maes o al que se encuen a co- nec ado). Sus alo es posibles son ue si es una comunicaci´on del supe iso y alse si es del maes o. S imes amp: Cuando el alo es mayo que 0 indica que exis e una comu- nicaci´on s´ınc ona con o o nodo. S answe : Indica que se ha ecibido una espues a s´ınc ona del nodo des ino. Los posibles alo es son: 0No se ha ecibido espues a. 1Se ha ecibido una espues a. 2Se ha ecibido una espues a, pe o es a ha sido echazada. No a: Si se a a de una pe ici´on de o o maes o, es a p opiedad adquie e o o signi icado, siendo 0 que el maes o no ha ecibido pe iciones de o os maes os ´o 1 en caso con a io. S leng h: Almacena la longi ud del campo de da os ecibidos, co espondien e a una espues a s´ınc ona. 20 Cap´ı ulo 3. Compe encias 3.3. CII04 Capacidad pa a elabo a el pliego de condiciones ´ecnicas de una ins alaci´on in o m´a ica que cumpla los es ´anda es y no ma i as igen es. Es a compe encia queda cubie a en el cap´ ulo “Pliego de Condiciones” 8 donde se especi ican cada una de las condiciones asociadas al p oyec o. 3.4. CII18 Conocimien o de la no ma i a y la egulaci´on de la in o m´a ica en los ´ambi os nacional, eu opeo e in e nacional. El cumplimien o de es a compe encia queda desc i a en el cap´ı ulo “No ma i a y Legislaci´on” 5. Cap´ı ulo 4 Apo aciones Ac ualmen e la comunidad A duino es ´a en auge. Mul i ud de emp esas y usua- ios apues an po es a ecnolog´ıa pa a lle a a cabo p oyec os de g an en e gadu a en dis in as ´a eas como la ob´o icia, dom´o ica, ideojuegos, elec odom´es icos en e o os. Po o o lado CAN[4] es un p o ocolo asen ado u ilizado po la indus ia desde hace a ias d´ecadas. TouCAN se c e´o con el obje i o inicial de p opo cina una lib e ´ıa so wa e lib e ´acil de u iliza y op imizada pa a mic ocon olado es con pocos ecu sos, que oma a en aja de las capacidades de una ed de pla a o mas A duinos conec ados a a ´es de una ed CAN Bus. Es e p oyec o ha apo ado un ni el m´as de obu ez a la lib e ´ıa TouCAN apo ando mejo as elacionadas con la de ecci´on y ecupe aci´on de allos de co- municaciones y ese de los mic ocon olado es. La asignaci´on din´amica simpli ica comunicaci´on en e disposi i os y pe mi e la conexi´on en “Calien e”. TouCANS- ni e acili a la a ea de debug analizando el ´a ico de mensajes en la ed. Todas es as apo aciones con ie en a TouCAN en una he amien a a se conside ada se iamen e en p oyec os donde se desee in eg a edes de mic ocon olad es de o ma econ´omica, sencilla, e icien e y lib e. 21 22 Cap´ı ulo 4. Apo aciones Cap´ı ulo 5 No ma i a y Legislaci´on A con inuaci´on se incluye la legislaci´on igen e que a ec a al p esen e T abajo Fin de G ado. 5.1. No ma i a 5.1.1. Ley O g´anica de P o ecci´on de Da os. La p esen e Ley O g´anica de P o ecci´on de Da os [12] iene po obje o ga an iza y p o ege , en lo que concie ne al a amien o de los da os pe sonales, las libe ades p´ublicas y los de echos undamen ales de las pe sonas ´ısicas, y especialmen e de su hono e in imidad pe sonal y amilia . Es de aplicaci´on a los da os de ca ´ac e pe sonal egis ados en sopo e ´ısico, que los haga suscep ibles de a amien o, y a oda modalidad de uso pos e io de es os da os po los sec o es p´ublico y p i ado. 5.1.2. C´odigo Tipo Se de inen como c´odigos deon ol´ogico o de buena conduc a o p ´ac ica p o e- sionales. Es ´an egulados en la Ley O g´anica de P o ecci´on de Da os de Ca ´ac e Pe sonal[12], que es la que es ablece en nues o pa´ıs los cimien os b´asicos de los aspec os legales en cuan o a p o ecci´on de da os de ca ´ac e pe sonal se e ie e. Tienen po obje o adecua lo es ablecido en la LOPD y en el RLOPD a las peculia- idades de los a amien os e ec uados po quienes se adhie en a ellos, con eniendo eglas o es ´anda es espec´ı icos con el obje i o de a moniza los a amien os de da os e ec uados po los adhe idos; acili a el eje cicio de los de echos de los a ec- ados y, en de ini i a, a o ece el cumplimien o de lo dispues o en la no ma i a de p o ecci´on de da os. 5.1.3. Insc ipci´on de un p og ama in o m´a ico en LOPD A con inuaci´on se de alla los equisi os necesa ios pa a la insc ipci´on de un p og ama in o m´a ico en la LOPD. 23 24 Cap´ı ulo 5. No ma i a y Legislaci´on La o alidad del c´odigo uen e, en CD-ROM o en sopo e papel, debidamen e encuade nada y paginada. En los p og amas de o denado edi ados ha de p esen a se un esumen po esc i o de al menos 20 olios del c´odigo uen e, siemp e y cuando ep oduzcan elemen os esenciales del mismo. Debe ´a i encuade nado y con po ada donde igu e el ´ı ulo y au o de la ob a. Una memo ia en sopo e papel, debidamen e encuade nada y paginada con el esumen de la aplicaci´on, el lenguaje de p og amaci´on, el en o no ope a i o, el lis ado de nomb es de los iche os que con iene y el diag ama de lujo. Puede apo a se el ejecu able del p og ama, de o ma opcional. Los esc i os y solici udes que se di ijan a cualquei a de las o icinas del Re- gis o pod ´an p esen a se en las o mas y an e los ´o ganos que p e ´e la ley 30/1992, de R´egimen Ju ´ıdico de las Adminis aciones P´ublicas y del P oce- dimien o Adminis a i o Com´un. Tambi´en pod ´an p esen a se en cualquie a de los egis os a que se e ie e el p esen e eglamen e, an o cen al como e i o ial, lo cuales los emi i ´an, el dia siguien e al de su p esen aci´on, al egis o indicado en la solici ud. 5.2. Licencias A con inuaci´on se de allan algunas de las licencias que a ec an al so wa e u i- lizado du an e el desa ollo del p esen e p oyec o. 5.2.1. GNU GPL La Licencia P´ublica Gene al de GNU[9] es la licencia m´as ampliamen e usada en el mundo del so wa e y ga an iza a los usua ios inales (pe sonas, o ganizaciones, compa˜n´ıas) la libe ad de usa , es udia , compa i (copia ) y modi ica el so wa e. Su p op´osi o es decla a que el so wa e cubie o po es a licencia es so wa e lib e y p o ege lo de in en os de ap opiaci´on que es injan esas libe ades a los usua ios. Es a licencia ue c eada o iginalmen e po Richa d S allman undado de la F ee So wa e Founda ion (FSF) pa a el p oyec o GNU. 5.2.2. LGPL La Licencia P´ublica Gene al Meno (del ingl´es: Lesse Gene al Public License o LGPL) [10] es una modi icaci´on de la licencia GPL desc i a an e io men e. La LGPL pe mi e que los desa ollado es u ilicen p og amas bajo la GPL o LGPL sin es a obligados a some e el p og ama inal bajo dichas licencias. 5.2.3. Eclipse Public License La Licencia P´ublica Eclipse (EPL) [7] es una licencia de so wa e de c´odigo abie o u ilizada po la Funciaci´on Eclipse pa a su so wa e. Es ´a dise˜nada pa a se una licencia a o able a los negocios. No equie e ning´un seguimien o en los cambios y s´olo exige la publicaci´on del c´odigo uen e cuando las modi icaciones 5.2. Licencias 25 se conside an un abajo de i ado y no una ex ensi´on o un m´odulo sepa ado. Los abajos de i ados deben se publicados siemp e bajo la licencia EPL. 5.2.4. C ea i e Commons Las licencias C ea i e Commons[5] ´o CC ienen su o igen en la licencia GNU GPL, cuyo obje i o es el de o ece al au o de una ob a un mecanismo sencillo y e ic´az a la ho a de es ablece una se ie de condiciones asociadas a la ob a. Las condiciones que se pueden impone son las siguien es: Reconocimien o (A ibu ion): En cualquie explo aci´on de la ob a au o i- zada po la licencia ha ´a al a econoce la au o ´ıa. Figu a 5.1: Reconocimien o. No Come cial (Non comme cial): La explo aci´on de la ob a queda limi ada a usos no come ciales. ´o Figu a 5.2: No Come cial. Sin ob as de i adas (No De i a e Wo ks): La au o izaci´on pa a explo a la ob a no incluye la ans o maci´on pa a c ea una ob a de i ada. Figu a 5.3: Sin ob as de i adas. Compa i Igual (Sha e alike): La explo aci´on au o izada incluye la c eaci´on de ob as de i adas siemp e que man engan la misma licencia al se di ulgadas. Figu a 5.4: Compa i Igual. 26 Cap´ı ulo 5. No ma i a y Legislaci´on Cap´ı ulo 6 Requisi os Pa a pode consegui los obje i os ma cados inicialmen e del p oyec o se ha hecho uso, du an e el desa ollo de ´es e, de una se ie de ecu sos. Se han desglosado en dos g upos: ha dwa e y so wa e. 6.1. Ha dwa e A ni el de ha dwa e las necesidades ue on las siguien es: 1. A duino Uno e 3. 4 unidades. 2. CAN-BUS shield. 4 unidades. 3. P o oboa d. 4. Resis encias. 2 unidades de 120 ohm. 5. Cables. Pa de cob e enzado. 6. Cables USB de A a B. 4 Unidades 7. PC. En conc e o se ha u ilizado un PC con CPU In el Co e QuadCo e a 2Ghz, Memo ia am de 8GB y una g ´a ica GeFo ce 9400M. 6.2. So wa e A ni el de so wa e ue necesa io: 1. Dis ibuci´on GNU/Linux En conc e o se u iliz´o Debian 6.0 de 64 bi s. 2. So wa e de desa ollo Eclipse 3.8, GNU g++ y A duino IDE(p ocessing). 3. So wa e documen al LaTexT, ImageMagick 6.7.7-10. 27 28 Cap´ı ulo 6. Requisi os Cap´ı ulo 7 Me odolog´ıa y Plan de T abajo Como me odolog´ıa de desa ollo se u iliza on las ´ecnicas de desa ollo so wa e p opias del P oceso Uni icado (Uni ied P ocess)[20]. El P oceso Uni icado p o- po ciona un ma co de desa ollo gen´e ico adap able a p oyec os espec´ı icos cuyas ca ac e ´ıs icas son las siguien es: 1. I e a i o e Inc emen al: El P oceso Uni icado es ´a compues o po cua o ases dis in as: Inicio, Elabo aci´on, Cons ucci´on y T ansici´on. En cada una de las ases se ha ´a un de e minado n´ume o de i e aciones con el obje i o de mejo a e inclui mejo as de uncionalidades dando luga a un inc emen o del p oyec o en desa ollo. 2. Di igido po los casos de uso: Po medio de los casos de uso se especi ica ´a en las i e aciones los equisi os uncionales y los con enidos. 3. Cen ado en la a qui ec u a: En el desa ollo del so wa e no se usa ´a un ´unico modelo que desc iba odo el sis ema. Se op a ´a po un en oque con m´ul iples modelos y is as que desc iban la a qui ec u a de so wa e del sis- ema. 4. En ocado en los iesgos: Se equie e iden i ica los iesgos c ´ı icos en una e apa emp ana. De es e modo los esul ados de cada i e aci´on deben selec- ciona se en un o den que asegu e que los iesgos p incipales son conside ados p ime o. 29 36 Cap´ı ulo 9. Desa ollo Figu a 9.1: Esquema de la ed TouCAN 2.0 9.2. T amas TouCAN 37 9.2. T amas TouCAN A las amas ya exis en es en la e si´on 1.0 de TouCAN se han inco po ado nue os comandos esponsables de la asignaci´on din´amica de ID y de la moni o i- zaci´on de disposi i os en la ed. En es a e isi´on los nodos son econocidos po un nomb e de cinco ca ac e es. A con inuaci´on se de allan las amas inco po adas en es a e isi´on. 9.2.1. P oceso de asignaci´on din´amica de ID Reques ID: Codi icaci´on en el p o ocolo, 11100 (mac o REID). Funci´on u ilizada po los nodos Mas e y Sla e pa a solici a un ID al nodo Se e . En los cinco p ime os by es del campo de da os con ienen el nomb e del disposi i o que ealiza la solici ud. La imagen 9.2 co esponde a una ama REID. Da a0..Da a4 : Los p ime os cinco by es con ienen el nomb e del disposi- i o. Da a5..Da a7 : Sin u iliza . Figu a 9.2: TouCAN 2.0 - Ejemplo ama REID Response ID: Codi icado con el alo , 11101 (mac o BRID). T ama ipo b oadcas , es en iada siemp e po el nodo Se e a odos los disposi i os de la ed, aunque solo es p ocesada po el nodo que ealiz´o la pe ici´on “Reques ID”. La igu a 9.3 es un ejemplo de ama BRID. Da a0..Da a4 : Los p ime os cinco by es con ienen el nomb e del disposi- i o que ealiz´o la pe ici´on. Da a5 : Puede con ene dos alo es, 0 ope aci´on ealizada con ´exi o ´o 255 si se ha p oducido un e o . Da a6..Da a7 Los dos ´ul imos by es del campo de da os almacenan el ID asignado al disposi i o o un c´odigo de e o seg´un el alo del by e 5. Figu a 9.3: TouCAN 2.0 - Ejemplo ama BRID 38 Cap´ı ulo 9. Desa ollo Con i m ID: Codi icada en el p o ocolo con el alo , 11110 (mac o BCID). T ama ipo b oadcas , en iada po el nodo que ealiz´o la pe ici´on “Reques ID” pa a con i ma el ID asignado al nodo Se e e in o ma al es o de disposi i os Mas e de la ed. Ejemplo de ama BCID en la imagen: 9.4 Da a0..Da a4 : Los p ime os cinco by es con ienen el nomb e del disposi- i o. Da a5..Da a7 : Sin u iliza . Figu a 9.4: TouCAN 2.0 - Ejemplo ama BCID 9.2.2. P oceso de econocimien o de disposi i os en la ed Reques check de ices ne wo k: T ama codi icada con el c´odigo, 11010 (mac o BCDN). Es un paque e b oadcas , u ilizado ´unicamen e po el nodo Se e pa a ecupe a la lis a de disposi i os en la ed despu´es de un einicio. Ejemplo de ama BCDN en la imagen: 9.5 Da a0..Da a7 : Es a ama no hace uso del campo da a. Figu a 9.5: TouCAN 2.0 - Ejemplo ama BCDN 9.2. T amas TouCAN 39 Response check de ices ne wo k: Codi icado en el p o ocolo con el c´odigo, 11011 (mac o RCDN). Respues a de los nodos Mas e y Sla e a una pe i- ci´on “Reques check de ices ne wo k”. El des ina a io del paque e el el nodo Se e . Ejemplo de ama RCDN en la igu a 9.6 Da a0..Da a4 : Los p ime os cinco by es con ienen el nomb e del disposi- i o. Da a5..Da a7 : Sin u iliza . Figu a 9.6: TouCAN 2.0 - Ejemplo ama RCDN 9.2.3. P oceso e i icaci´on de es ados de los disposi i os. Reques echo: Codi icada en el p o ocolo con el alo , 11000 (mac o ECSE). Paque e echo en iado po el nodo Se e a cada uno de los disposi i os de la ed pa a e i ica cuales es ´an ac i os y cuales no. La imagen 9.7 co esponde a un ejemplo de ama ECSE. Da a0..Da a7 : Es a ama no hace uso del campo da a. Figu a 9.7: TouCAN 2.0 - Ejemplo ama ECSE Response echo: Codi icaci´on en el p o ocolo con el alo , 11001 mac o (RE- EC). Emi ido po los nodos Mas e y Sla e como espues a a una pe ici´on “Reques echo”. Ejemplo de ama REEC en la igu a: 9.8 Da a0..Da a7 : Es a ama no u iliza el campo da a. Figu a 9.8: TouCAN 2.0 - Ejemplo ama REEC 40 Cap´ı ulo 9. Desa ollo Remo e de ice: Codi icado en el p o ocolo con el alo , 10100 (mac o ECRD). Paque e b oadcas u ilizado pa a in o ma que un disposi i o ha cau- sado baja en la ed. En iado po el nodo Se e y p ocesado ´unicamen e po los nodos Mas e . Los dos p ime os by es del campo de da os almacenan el ID del nodo a elimina . Es e paque e pe mi e man ene ac ualizada la lis a de disposi i os de odos los nodos Mas e de la ed. Da a0..Da a1 : Iden i icado del disposi i o que ha causado baja en la ed. Da a5..Da a7 : Sin u iliza . Figu a 9.9: TouCAN 2.0 - Ejemplo ama ECRD 9.2.4. P oceso ac ualizaci´on lis a disposi i os - Nodo Maes o Reques de ices lis : Codi icado con el c´odigo, 10101 (mac o: DLGT). T a- ma u ilizada po un nodo Mas e pa a solici a la lis a comple a de disposi i os al nodo Se e . La imagen 9.10 co esponde a un ejemplo de la ama DLGT Da a0..Da a7 : Es a ama no hace uso del campo da a. Figu a 9.10: TouCAN 2.0 - Ejemplo ama DLGT 9.2. T amas TouCAN 41 Response de ices numbe : Codi icaci´on en el p o ocolo con el alo , 10110 (mac o DLNU). De uel e el n´ume o de disposi i o en en los dos p ime os by es del campo de da os. En iado po el nodo Se e al Mas e que ealiz´o la pe ici´on: “Reques de ices lis ”. Ejemplo de ama en la igu a: 9.11 Da a0..Da a1 : N´ume o de egis os en la abla de disposi i os. Da a2..Da a7 : Sin u iliza . Figu a 9.11: TouCAN 2.0 - Ejemplo ama DLNU Response de ice name: Codi icaco en el p o ocolo con el alo , 10111 (ma- c o DLNA). Es e paque e es u ilizado po el nodo Se e pa a en ia al Mas e la lis a de disposi i os. En ´ıa an os paque es como disposi i os con enga la abla. El campo de da os con iene el ID y el nomb e del nodo. Da a0..Da a4 : Los p ime os cinco by es con ienen el nomb e del disposi- i o. Da a5..Da a6 : Iden i icado del disposi i o Da a7..Da a7 : Sin u iliza Figu a 9.12: TouCAN 2.0 - Ejemplo ama DLNA 42 Cap´ı ulo 9. Desa ollo 9.3. Re ac o izaci´on y Op imizaci´on An es de comenza con la desa ollo de las nue as uncionalidades se consi- de a on necesa ias la op imizaci´on de algunos aspec os de la lib e ´ıa con la ´unica inalidad de acili a la implemen aci´on de las nue as mejo as. Los siguien es apa ados desc iben los cambios ealizados. 9.3.1. Re ac o izaci´on La libe ´ıa TouCAN es ´a compues a po una ´unica clase con las p opiedades y m´e odos de los dis in os nodos en un ´unico a chi o. Es o no impide a un nodo Escla o inicia una comuniciaci´on con o os disposi i os, cuando po de inici´on los nodos Escla os son disposi i os pasi os que no pueden comenza una comunicaci´on. Po o o lado, a medida que aumen a la complejidad de la lib e ´ıa, con mejo as y nue as uncionalidades, es a es a egia puede esul a di ´ıcil de man ene . Con la inalidad de man ene la p emisia inicial de una lib e ´ıa amigable y ´acil de amplia se decidi´o e ac o iza la lib e ´ıa aplicando el p incipio de esponsabilidad ´unica SRP [19]. Donde, cada obje o debe ene una simple esponsabilidad, y que debe es a con enida ´unicamen e en la clase. Las dos im´agenes a con inuaci´on mues an una compa a i a en e los diag amas de clases de TouCAN e isi´on 1.0 y 2.0 Figu a 9.13: Diag ama Clases, TouCAN 1.0 9.3.1.1. Desc ipci´on Clases A con inuaci´on se desc iben las ca ac e ´ıs icas p incipales de cada una de las clases de la lib e ´ıa TouCAN e isi´on 2.0. CAN: Rep esen a un mensaje en la lib e ´ıa TouCAN. Ac ´ua como bu e de e- cepci´on / ansmisi´on del MCP2515[8] al en ia o ecibi mensajes a a ´es del bus CAN[4] TouCANSPIManage : Encapsula odas las ope aciones espec´ı icas sob e el con- olado MCP2515[8]. Es el esponsable, en ´ul ima ins ancia, en ansmi i /- ecibi los mesajes a a ´es del bus CAN[4]. TouCANNodeBase: Clase abs ac a. Encapsula los m´e odos y p opiedades co- munes a TouCANNode y TouCANSni e . 9.3. Re ac o izaci´on y Op imizaci´on 43 Figu a 9.14: Diag ama de clases, TouCAN 2.0 TouCANNode: Clase abs ac a. Encapsula odas las ope aciones comunes a los dis in os nodos. En e sus esponsabilidades des aca la inicializaci´on del dis- posi i o, la solici ud de un iden i icado y la espues a a una pe ici´on s´ınc o- na/asinc ona. TouCANSni e : Es a clase de i a de TouCANNode y a˜nade los m´e odos nece- sa ios pa a ecopila odos los paque es de la ed y een ia los a un nodo Supe iso Sni e a a ´es del pue o se ie. TouCANSla e: Es a clase he eda de TouCANNode y ep esen a un disposi i o Escla o. Con iene odas las ope aciones espec´ı icas del nodo. TouCANMas e Base: Clase abas ac a que de i a de TouCANNode y con iene las unciones comunes a los nodos: Maes o y Se ido . TouCANMas e : Es a clase he eda de TouCANMas e Base y ep esen a un dis- posi i o ipo Maes o. Con iene odas las ope aciones esec´ı icas del nodo. TouCANSe e : Es a clase he eda de TouCANMas e Base y ep esen a un dis- posi i o TipoSe e . Con iene odas las ope aciones espec´ı icas del nodo. TouCANConnec ionTable: Es a clase es la esponsable de almacena la in o - maci´on sob e las comunicaciones ac i as de un nodo ipo Maes o o Se ido con el es o de disposi i os en la ed. El ama˜no m´aximo es es ablecido po la cons an e: TOU CAN CONNECTION TABLE SIZE. La p ime a posici´on del ec o de comunicaciones es ´a ese ado pa a a ende a las pe iciones de o os nodos Maes os o del Se ido . 44 Cap´ı ulo 9. Desa ollo 9.3.2. Tabla de conexiones La abla de conexi´on su ge con la inalidad de educi el uso de ecu sos necesa ios pa a man ene la lis a de disposi i os y limi a el n´ume o de conexiones simul ´aneas. Hay que eco da , que en la p ime a e si´on de TouCAN, el p og ama de usua io es el esponsable de decla a y con igu a el ec o de nodos es ´a ica- men e. En es a e isi´on la ope aci´on ecae sob e el p opio amewo k. Es e ´ul imo pun o es ´a di ec amen e elacionado con la op imizaci´on de los m´e odos de la API esponsables de en ia / ecibi mensajes. La imagen 9.18 e lejan los cambios que es a mejo a implica en un p og ama de usua io. An es de en ia una ama s´ınc ona o as´ınc ona es necesa io llama al m´e odo, ge De iceIDByName(...), pa a ob ene el ID del disposi i o con el que se desea es- ablece una comunicaci´on. Po o o lado, an es de en ia un paque e, el amewo k e i ica la exis encia de una en ada lib e en la abla de comunicaci´on pa a ealiza el en ´ıo. Si no hay una disponible el mensaje no es en iado y se no i ica al usua io con un mensaje de e o . El siguien e diag ama de lujo, imagen:9.15, desc ibe como un nodo Maes o ob iene un nodo de conexi´on an es de en ia un mensaje. Figu a 9.15: Diag ama de lujo - Ob ene nodo de conexi´on 9.3. Re ac o izaci´on y Op imizaci´on 45 Las en adas en la abla de conexiones son libe adas cuando un disposi i o causa baja en el sis ema o al inaliza una comunicaci´on s´ınc ona o as´ıc ona. 9.3.2.1. Es uc u a de da os TouCANDe ice es una es uc u a de da os que ep esen a un no- do en la ed. La clase TouCANDe iceTable de ine un ec o de ama˜no, TOU CAN DEVICE TABLE SIZE, donde almacena la in o maci´on co espondien e a cada uno de los disposi i os de la ed. ypede s uc { unsigned in id ; cha name [ 5 ] ; by e s a e ; by e c o n n e c i o n i d ; by e echo ; loa i m e a c i i y ; }TouCANDe ice ; unsigned in id: Con iene el ID del disposi i o. cha name[5]: Almacena el nomb e del disposi i o. by e s a e: Almacena uno de los siguien es alo es: DEVICE STATUS UNINITIALIZED Valo po de ec o. Disposi i o no inicializado. DEVICE STATUS PENDING CONFIRMATION Asignaci´on empo al de ID. Pendien e de con i maci´on po pa e del nodo. DEVICE STATUS CONFIRMED Disposi i o inicializado co ec a- men e. by e connec ion id:Iden i icado de la abla de conexi´on asociado al dispo- si i o. Es a p opiedad es con igu ada al inicia una comunicaci´on. by e echo: P opiedad u ilizada al ealiza la a ea de moni o izaci´on de dis- posi i os en la ed. 0Valo po de ec o. 1Paqu e echo en iado. 2Recibida espues a a paque e echo. loa ime ac i i y: Sello empo al del ´ul imo paque e ecibido. 52 Cap´ı ulo 9. Desa ollo El m´e odo TouCANSe e ::checkNodesInNe wo k(), disponible ´unicamen e en el nodo Se ido , ga an iza la ecupe aci´on de la abla de disposi i os despu´es de un ese . El p oceso consis e en solici a el ID y nomb e de los disposi i os ac i os en la ed y ac ualiza la abla de disposi i o con la in o maci´on de cada uno. Es ecomendable in oca el m´e odo desde la uci´on se up del p og ama de usua io pa a dispone de los da os ac ualizados al inicio del p og ama p incipal en el se ido . El diag ama de secuencia de la igu a 9.25 co esponde a una pe ici´on de eco- nocimien o de disposi i os ealizada po el nodo Se ido despu´es de un einicio. Figu a 9.25: TouCAN 2.0 - Diag ama de secuencia - checkNodesInNe wo k 9.5.1.2. T amas A con inuaci´on se desc iben las amas que in e ienen en el p oceso de e- cupe aci´on de la abla de disposi i os de un nodo Se ido depu´es de un ese o einicio. BCDN: Paque e b oadcas , u ilizado ´unicamen e po el nodo Se e pa a solici a el ID y nomb e de cada uno de los disposi i os de la ed. RCDN: Respues a de los nodos Mas e y Sla e a una pe ici´on “Reques check de ices ne wo k”. 9.5.1.3. Implemen aci´on Como se comen ´o en el p´a a o an e io , el m´e odo esponsable de ac ualiza la lis a de disposi i os es checkNodesInNe wo k. Es e m´e odo en ´ıa un paque e b oad- cas , iden i icado po la mac o BCDN, a odos los disposi i os de la ed solici ando el iden i icado y el nomb e de cada uno. La igu a 9.26 co esponde a una ama BCDN. Figu a 9.26: TouCAN 2.0 - T ama BCDN. Todos los nodos en la ed deben esponde a un mensaje BCDN con el comando RCDN con igu ando el campo da a con el nomb e del disposi i o. La imagen 9.27 9.5. Con ol en e a allos de comunicaci´on, einicio y ese 53 co esponde a una ama RCDN en iada po un nodo con iden i icado 17 y nomb e LUZ01. Figu a 9.27: TouCAN 2.0 - T ama RCDN. El nodo Se ido ac ualiza la lis a de disposi i os con la in o maci´on ob enida en los paque es RCDN. Du an e el p oceso de econocimien o odos los paque es dis in os de RCDN son desca ados. El diag ama 9.28 desc ibe el p oceso comple o de de ecci´on de equipos en la ed. 54 Cap´ı ulo 9. Desa ollo Figu a 9.28: Diag ama de ac i idad. Ac ualizaci´on de la abla de disposi i o de un nodo Se ido . 9.5. Con ol en e a allos de comunicaci´on, einicio y ese 55 9.5.2. Nodo Mas e - Ac ualiza lis a disposi i o 9.5.2.1. Desc ipci´on Un nodo Maes o debe ene la abla de disposi i os sinc onizada con el nodo Se ido en odo momen o. Sin emba go, exis en di e sos escena ios que pueden ocasiona di e encias en e ambas ablas. Rese : El einicio de un nodo Maes o libe a las en adas en la abla de disposi i o. Conexi´on Supe iso : La conexi´on de un Supe iso a un nodo Maes o gene a el einicio de es e ´ul imo. P´e dida de paque es: La p´e dida de un paque e de con i maci´on de asigna- ci´on de ID, BCID. Inicio: Cuando un nodo Maes o inicia con pos e io idad a o os disposi i os. La e isi´on 2.0 de TouCAN inco po a un mecanismo que pe mi e a los nodos Maes os solici a una copia de la abla de disposi i os a un Supe iso . Es a ope aci´on se ealiza a a ´es del m´e odo TouCANMas e ::ge De iceLis y ga an iza la sinc onizaci´on de la abla de disposi i os. En la siguien e igu a 9.29 el nodo Maes o, MAS01, solici a la lis a de dis- posi i os al nodo Se ido , despu´es de un ese en una ed compues a po cua o disposi i os. Figu a 9.29: TouCAN 2.0 - Diag ama de secuencia - Ac ualizaci´on lis a de disposi i os 56 Cap´ı ulo 9. Desa ollo 9.5.2.2. T amas A con inuaci´on se de allan las amas que in e ienen en el p oceso de ac uali- zaci´on de la abla de disposi i o de un nodo Mas e . DLGT T ama u ilizada po un nodo Mas e pa a solici a la lis a comple a de disposi i os al nodo Se e . DLNU: De uel e el n´ume o de disposi i o en los dos p ime os by es del cam- po de da os. En iado po el nodo Se e al Mas e que ealiz´o la pe ici´on: “Reques de ices lis ”. DLNA: Es e paque e es u ilizado po el nodo Se e pa a en ia al Mas e la lis a de disposi i os. En ´ıa an os paque es como disposi i os con enga la abla. El campo de da os con iene el ID y el nomb e del nodo. 9.5.2.3. Implemen aci´on El p oceso de ac ualizaci´on o sinc onizaci´on consis e en solici a la lis a de disposi i os al nodo Se ido a a ´es del comando DLGT. Es e en ıa en p ime luga una ama con el n´ume o de disposi i os almacenados y a con inuacion en ia an os paque es DLNA como en adas exis an en la abla de disposi i os. El diag ama 9.34 desc ibe el p oceso de ac ualizaci´on al comple o. A con inuaci´on se desc ibe el p oceso de sinc onizaci´on de la abla de disposi i os en una ed compues a po cua o disposi i os: 1. SERVER: Nodo Se ido con iden i icado 0. 2. MAS01: Nodo Maes o con iden i icado 1. 3. LUZ01: Nodo com´un con iden i icado 2. 4. LUZ02: Nodo Escla o con iden i icado 3. La imagen 9.30 co esponde a una pe ici´on DLNA del nodo MAS01. Despu´es de solici a la lis a de disposi i o el nodo queda a la espe a de una espues a po pa e del se ido . Du an e es e p oceso, cualquie paque e dis in o a DLNU oDLNA son desca ados. Figu a 9.30: TouCAN 2.0 - En io ama DLGT El Se e ecibe la pe ici´on y en ´ıa un p ime paque e con el n´ume o de dis- posi i os en la ed, comando DLNU. El n´ume o de disposi i os no con empla al se ido y al maes o que ealiz´o la pe ici´on. Es e escena io es ´a compues o po 4 disposi i os. Sin emba go, el n´ume o de nodos en iados co esponde a 2.(LUZ01 y LUZ02) Imagen 9.31 9.5. Con ol en e a allos de comunicaci´on, einicio y ese 57 Figu a 9.31: TouCAN 2.0 - En io ama DLNU A con inuaci´on el Se ido en ia dos paque es DLNA co espondien e a los no- dos: LUZ01 yLUZ02 que se ´an p ocesados po MAS01 pa a ac ualiza la lis a de disposi i os. Im´agenes 9.32 y 9.33 Figu a 9.32: TouCAN 2.0 - En io ama DLNA Figu a 9.33: TouCAN 2.0 - En io ama DLNA 58 Cap´ı ulo 9. Desa ollo Figu a 9.34: Diag ama de ac i idad. Ac ualizaci´on de la lis a de disposi i os de un nodo Mas e . 9.5. Con ol en e a allos de comunicaci´on, einicio y ese 59 9.5.3. Nodo Se e - Ve i ica es ado disposi i os (ECHO) 9.5.3.1. Desc ipci´on La e si´on inicial de la lib e ´ıa ca ece de un mecanismo que pe mi a e i ica el es ado de los nodos de la ed con cie a pe iodicidad. Es a si uaci´on puede a ec a de o ma nega i a al endimien o del sis ema cuando un nodo causa baja y o os con inuan en iandole paque es. La e isi´on TouCAN 2.0 inco po a un mecanismo, denominado ECHO, que e i ica el es ado de los nodos con cie a pe iodicidad pa a de e mina cuales con inuan ac i os y cuales no. Los nodos que han causado baja son no i icados a los Maes os pa a que ac ualicen sus abla de disposi i os. La siguien e imagen 9.35 desc ibe la secuencia de amas du an e el p oceso de ie i icaci´on de es ado de disposi i os, en una ed con o mada po cua o disposi i- os: un nodo se ido , dos maes os MAS01 y LUZ01 y un nodo escla o, ESLAVE. Donde el nodo maes o, LUZ01, ha dejado de es a ope a i o. Figu a 9.35: TouCAN 2.0 - Diag ama de secuencia comando ECHO 60 Cap´ı ulo 9. Desa ollo 9.5.3.2. T amas En es a secci´on se de allan las amas que in e ienen en el p oceso de e i ica- ci´on de disposi i os en la ed, ECHO. ECSE: T ama en iada po el nodo Se ido pa a e i ica si alg´un disposi i o a causado baja en el sis ema. El comando es en iado a odos los nodos con los cuales no ha man enido una comunicaci´on en cie o in e alo de iempo. REEC: Respues a emi ida po los nodos Maes os y Escla os a una pe ici´on ECSE. ECRD: Paque e b oadcas u ilizado pa a in o ma que un disposi i o ha cau- sado baja en la ed. En iado po el nodo Se ido y p ocesado ´unicamen e po los nodos Maes os. Los dos p ime os by es del campo de da os almacenan el ID del nodo a elimina . Es e paque e pe mi e man ene ac ualizada la lis a de disposi i os de odos los nodos Mas e de la ed. 9.5. Con ol en e a allos de comunicaci´on, einicio y ese 61 9.5.3.3. Implemen aci´on La ca ac e ´ıs ica de e i icaci´on de disposi i o es exclusi a de los nodos Se i- do es y consis e en en ia un paque e ECSE a cada uno de los nodos del sis ema con una pe iodicidad es ablecida po la mac o ECHO TIME INTERVAL TO SEND (5minu os). Despu´es de un iempo de espe a es ablecido po la mac o ECHO TIME INTERVAL TO UPDATE (2minu os) el Se e comp ueba que disposi i os han con es ado a la solici ud. Los disposi i os que no han espondido se conside an que han causado baja en el sis ema y se no i ica a odos los nodos Mas e de la ed a a ´es de la ama b oadcas ECRD. Es e comando almacena en el campo de da os el ID del disposi i o que ha causado baja. El diag ama 9.40 desc ibe el p oceso comple o. A con inuaci´on se desc ibe el uncionamien o del sis ema de e i icaci´on de es ados de disposi i os en un sis ema compues o po un Se ido , dos Maes os y un Escla o. Donde en el ins an e de iempo que el nodo Se ido inicia el comando ECSE el disposi i o SLAVE no es ´a ope a i o. SERVER: Nodo Se ido con iden i icado 0. MAS01: Nodo Maes o con iden i icado 1. SLAVE: Nodo Escla o con iden i icado 2. MAS02: Nodo Maes o con iden i icado 3. El Se ido inicia el p oceso de econocimien o en iando un paque e ECSE al no- do SLAVE yMAC02. Disposi i os con los que no ha man enido una comunicaci´on en los ´ul imos 5 minu os. Figu a 9.36 y 9.37 Figu a 9.36: TouCAN 2.0 - T ama ECSE Figu a 9.37: TouCAN 2.0 - T ama ECSE 68 Cap´ı ulo 9. Desa ollo Package F ameView: Conjun o de clases que ep esen an cada una de las di e en es amas del p o ocolo. La p incipal esponsabilidad de es as clases consis e en da el o ma o adecuado al campo DATA an es de almacena la in o maci´on en disco. 9.6. TouCANSni e 69 9.6.3. TouCANSni e View TouCANSni e View es una aplicaci´on web, compa ible con la mayo ´ıa de los na egado es HTML5, que pe mi e isualiza las amas gene adas po el Supe - iso Sni e en una in e az g ´a ica con una expe iencia de usua io simila a una aplicaci´on de esc i o io. A con inuaci´on se desc iben las ecnologias u ilizadas en el desa ollo de la aplicaci´on: Sym ony PHP[21]: Es un amewo k dise˜nado pa a el desa ollo de aplica- ciones web basado en el pa ´on Modelo Vis a Con olado MVC que sepa a la l´ogica de negocio de una aplicaci´on de la in e az de usua io y el m´odulo enca gado de ges iona los e en os. Doc ine[6]: Es un mapeado de obje os- elacional (ORM)[16] esc i o en PHP que p opo ciona una capa de pe sis encia pa a obje os PHP. Pe mi e con e i da os en e el sis ema de ipos u ilizado en un lenguage de p og a- maci´on o ien ado a obje os y el u ilizado en una base de da os elacional. Las ablas de la base de da os pasan a se clases y los egis os obje os. Angula JS[2]: Es un amewo k MVC[14] de Ja aSc ip opensou ce pa a el desa ollo web en el lado clien e c eado po Google. Pe mi e c a aplicaciones SPA, Single Page Applica ions. Aplicaci´on web que se ejecu a en una ´unica p´agina, log ando una expe iencia de usua io m´as ce cana a una aplicaci´on de esc i o io. Boo S ap[3]: Es un amewo k de so wa e lib e, desa ollado po Twi e , pa a el dise˜no y desa ollo de aplicaciones web. P opo ciona un conjun o de plan illas y elemen os de dise˜no basado en HTML. Ma iaDB[13]: Sis ema de ges i´on de base de da os de i ado de MysSQL[15] con licencia GPL. La igu a 9.45 co esponde a una cap u a de pan alla de la aplicaci´on TouCANS- ni e View. En ella podemos encon a dos zonas bien di e enciadas. En el la e al izquie do se encun a el men´u de il os que pe mi e mos a /ocul a los egis os seg´un el ipo de ama o disposi i o y en el ´a ea cen al se encuen an las a- mas gene adas po el nodo Supe iso Sni e . En es e ejemplo, los egis os en las posiciones es, cua o y cinco co esponden al ´a ico en e los nodos SERVER y SLAVE du an e el p oceso de solici ud de ID de es e ´ul imo. 70 Cap´ı ulo 9. Desa ollo Figu a 9.45: TouCAN 2.0 - Cap u a de pan alla TouCANSni e View 9.6. TouCANSni e 71 9.6.3.1. Es uc u a base de da os La base de da os es ´a compues a po cua o ablas: impo ilelog, egis e , de ice y ame. Almacenan los egis os gene ados po Supe iso Sni e e in o maci´on sob e las amas del p o ocolo TouCAN 2.0 y los dis in os disposi i os que con o man la ed. La igu a 9.46 mues a al diag ama En idad Relaci´on de la base de da os. A con inuaci´on se desc ibe cada una de las ablas impo ilelog: Es a abla almacena in o maci´on sob e cada una de las impo - aciones. egis e : Almacena las amas gene adas po Supe iso Sni e . de ice: Almacena in o maci´on sob e los disposi i os que con o man la ed. Los da os se ob ienen del campo DATA de la ama BCID. ame: Con iene in o maci´on sob e cada una de las amas TouCAN 2.0. Figu a 9.46: TouCAN 2.0 - Diag ama En idad Relaci´on TouCANSni e View 72 Cap´ı ulo 9. Desa ollo 9.6.3.2. Diag ama de clases La igu a 9.47 desc ibe las clases p incipales de la aplicaci´on TouCANSni e View. Figu a 9.47: TouCAN 2.0 - Diag ama de clases - TouCANSni e View Package En i y: Cada una de es as clases co esponde con una abla en la base de da os y es u ilizada po la lib e ´ıa Doc ine[6] pa a inse a , ac ualiza , elimina o consul a un egis o. Package Reposi o y: Conjun o de clases que acili an las consul as de egis- os en la base de da os. Package Con olle : Los pun os de en ada o URL de acceso a la aplicaci´on son de inidos en es as clases. Package Impo : Conjun o de clases esponsable de impo a el iche o de amas gene ado po el Supe iso Sni e . Package Fac o y: Conjun o de clases que acili a la c eaci´on de obje os. Cap´ı ulo 10 P uebas En es e cap´ı ulo se desc iben di e en es escena ios donde se ponen a p ueba las mejo as in oducidas en es e TFG y se e i ican que los cambios ealizados no a ec an a las ca ac e ´ıs icas ya exis en es. Todos los escena ios es ´an compues os po una ed de cua o disposi i os: Se ido , Maes o, Escla o y NodeSni e . (Ve imagen: 10.1). En la e i icaci´on de cada escena io se u iliza ´a la he amien a TouCANSni e - View desc i a en el cap´ı ulo 9 Desa ollo. Cada cap u a de la aplicaci´on TouCANS- ni e View mos a ´a los egis os il ados po disposi i os y/o amas pa a e i ica cada una de las dis in as uncionalidades de o ma independien e. Figu a 10.1: TouCAN 2.0 - Escena io Tes - Sis ema cua o disposi i os 73 74 Cap´ı ulo 10. P uebas 10.1. Escena io 1 - Asignaci´on Din´amica ID 10.1.1. Desc ipci´on Es e escena io iene po inalidad e i ica la asignaci´on din´amica de ID en una ed compues a po es nodos de ipo: Se e , Mas e y Sla e. Es impo an e des aca el o den en el que debe inicia cada disposi i o pa a e i ica las dis in as si uaciones que se p oducen du an e el p oceso. A con inuaci´on se desc ibe el o den en el que se inicia ´a los nodos y la unci´on del p og ama p incipal. Se e : A iende las pe iciones de solici ud de ID. Y es ablece dos comunica- ciones con cada uno de los nodos, una s´ınc ona y o a as´ınc ona. Mas e : Realiza una solici ud de ID y a iende a pe iciones s´ınc oncas y as´ınc onas del nodo Se e . Sla e: Realiza una solici ud de ID y a iende a pe iciones s´ınc oncas y as´ınc o- nas del nodo Se e . 10.1.2. Resul ados 10.1.2.1. Asignaci´on Din´amica ID La siguien e imagen 10.2 mues a el ´a ico co espondien e a la de solici ud de ID de los nodos MAS01 y SLAVE. En p ime luga , el Se ido a iende la pe ici´on del nodo maes o, asign´andole el iden i icado 1. Ins an es m´as a de, asigna el ID 2 al nodo SLAVE. La columna, DATA, con iene la in o maci´on en iada po cada nodo en el campo DATA en las dis in as amas. Po ejemplo, los es ´ul imos egis os co esponden a la solici ud del nodo SLAVE. 1. En la solici ud de ID, el nodo almacena el nomb e del disposi i o en el campo DATA. [SLAVE] 2. En la espues a, el Se ido almacena el nomb e del disposi i o y el iden i i- cado asignado. [SLAVE 2] 3. El e ce paque e co esponde a un paque e b oadcas de con i maci´on de ID. El campo da a con iene el nomb e del disposi i o [SLAVE] Figu a 10.2: TouCAN 2.0 - TouCANSni e View - Asignaci´on din´amica ID 10.1. Escena io 1 - Asignaci´on Din´amica ID 75 10.1.2.2. Pe ici´on S´ınc ona y As´ınc ona La igu a 10.3 desc ibe el ´a ico gene ado en las pe iciones s´ınc onas y as´ınc o- nas en e el nodo Se ido y el es o de disposi i os. Los dos p ime os egis os co esponden al incio de una pe ici´on s´ınc ona y as´ınc ona espec i amen e en e los nodos Se e y MAS01. En la imagen se ap ecia las dis in as amas de una pe ici´on as´ınc ona y el o den de cada una de ellas. Po ejemplo, despu´es del inico o inalizaci´on de una pe ici´on as´ınc ona siemp e le sigue una ama de econocimien o ACKN. (l´ıneas 4 y 12) Figu a 10.3: TouCAN 2.0 - TouCANSni e View - Pe ici´on S´ınc ona y As´ınc ona 76 Cap´ı ulo 10. P uebas 10.2. Escena io 2 - Reinicio nodo Se ido 10.2.1. Desc ipci´on Una de las nue as ca ac e ´ıs icas inco po adas a la lib e ´ıa consis e en ecupe a la abla de disposi i o despu´es de un ese . Es e escena io ue za el einicio de un Se e y la e i icaci´on de la abla de disposi i o despu´es de einicia el disposi i o. A con inuaci´on se desc ibe el p og ama p incipal de cada uno de los nodos. Se ido : A iende las pe iciones de solici ud de ID. No ealiza pe iciones s´ınc onas o as´ınc onas. Maes o: Realiza una solici ud de ID. Escla o: Realiza una solici ud de ID. 10.2.2. Resul ados La siguien e igu a 10.4 mues a el in e cambio de mensajes en e el Se ido y el es o de nodos en la ed con el obje i o de ecupe a las en adas de la abla de disposi i os an es del einicio. El se ido en ´ıa dos paque es de econocimien o de disposi i os, BCDN, con un in e alo de iempo en e cada uno. En la cap u a se ap ecia como los nodos SLAVE y MAS01 esponden en iando la ama RCDN. Figu a 10.4: TouCAN 2.0 - TouCANSni e View - Reinicio nodo Se ido 10.3. Escena io 3 - Mas e ac ualiza Tabla Disposi i os 77 10.3. Escena io 3 - Mas e ac ualiza Tabla Dispo- si i os 10.3.1. Desc ipci´on Los nodos Mas e ac ualizan la abla de disposi i o a a ´es de la ama BCID que eciben de los p ocesos de con i maci´on de ID que se gene an en la ed. Es e mecanismo no asegu a la ac ualizaci´on de la abla en odo momen o. La p´e dida de un paque e, la sob eca ca del mic ocon olado o simplemen e inicia con pos e io idad a o os nodos puede causa que la abla de disposi i o quede obsole a. Es a e isi´on p opo ciona al nodo Mas e un mecanismo que le pe mi e ac ualiza la lis a de nodos con la del Se e y man ene se ac ualizado en odo momen o. En es e escena io amos a o za que la abla de disposi i o del nodo Mas e es ´e obsole a simplemen e iniciando el disposi i o con pos e io idad al Sla e. A con inuaci´on se desc ibe las uncines del p og ama p incipal y el o den de inicio de cada uno de los nodos. Se e : A iende las pe iciones de solici ud de ID. No ealiza pe iciones s´ınc o- nas o as´ınc onas. Sla e: Realiza una solici ud de ID. Mas e : Realiza una solici ud de ID. 84 BIBLIOGRAF´ IA [13] Ma iaDB. [h ps://ma iadb.o g/]. [14] Model-View-Con olle Pa e n, a ´ıculo en Wikipedia. [h p://en.wikipedia.o g/wiki/Model%E2%80%93 iew%E2%80%93con olle ]. [15] MySQL. [h p://www.mysql.com/]. [16] Objec Rela ional Mapping, ORM, a ´ıculo en Wikipedia. [h p://en.wikipedia.o g/wiki/Objec - ela ional mapping]. [17] Open Sou ce, a ´ıculo en Wikipedia. [Online; accedida 02-Sep iemb e- 2012][h p://en.wikipedia.o g/wiki/Open sou ce]. [18] Pla a o ma A duino. [h p://a duino.cc]. [19] P incipio de Responsabilidad ´ Unica. SRP. A ´ıcu- lo en Wikipedia. [Online; accedida 01-Ma zo- 2013][h p://en.wikipedia.o g/wiki/Single esponsibili y p inciple]. [20] P oceso Uni icado, a ´ıculo en Wikipedia. [Online; accedida 20-Ene o- 2013][h p://es.wikipedia.o g/wiki/P oceso Uni icado]. [21] Sym ony F amewo k. [h p://sym ony.com/]. [22] Jos´e An onio La eo Dom´ıngez. In eg aci´on de edes de mic ocon- olado es dis ibuidos basados en bus CAN. Lado supe iso . 2012. [h p://hdl.handle.ne /10553/10146]. [23] Ra´ul Milla P´e ez. P´agina o icial del p oyec o A CAN. [h p://www.a can.es/]. [24] John Wu Wu. In eg aci´on de edes de mic ocon olado es dis- ibuidos basados en bus CAN. Lado mic ocon olado . 2012. [h p://hdl.handle.ne /10553/9860].