Desarrollo de una red inalámbrica autoconfigurable y de bajo consumo utilizando el protocolo ZigBee

Transcripción

1 UNIVERSIDAD DE TALCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL EN COMPUTACIÓN Desarrollo de una red inalámbrica autoconfigurable y de bajo consumo utilizando el protocolo ZigBee MOISÉS DAVID RAMÍREZ LETELIER Profesor Guía: PER BJ. BRO Memoria para optar al título de Ingeniero Civil en Computación Curicó Chile Enero, 2007

2 UNIVERSIDAD DE TALCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL EN COMPUTACIÓN Desarrollo de una red inalámbrica autoconfigurable y de bajo consumo utilizando el protocolo ZigBee MOISÉS DAVID RAMÍREZ LETELIER Profesor Guía: PER BJ. BRO Profesor Informante: JAIME ÁLVAREZ Profesor Informante: FEDERICO MEZA Memoria para optar al título de Ingeniero Civil en Computación Curicó Chile Enero, 2007

3 A María y Raúl, mis padres que lo dieron y dan todo por mí. i

4 AGRADECIMIENTOS A mis padres, por enseñarme el amor al conocimiento, por su inagotable apoyo y la inquebrantable fe en mí. A mi socia, compañera y polola, por quererme y estar ahí siempre conmigo. A mi hermana y sobrino, por la confianza y el cariño que me entregaron. A mis amigos, por la fraternidad y los grandes momentos que vivimos. A mi tutor, por su constante apoyo y guía, el mejor maestro que he tenido. A la música, que me relajaba y hacia disfrutar en todo momento. A mis profesores, que me entregaron las bases para continuar. A todos los grandes científicos por sus invaluables aporte a la ciencia y a la computación, que es y será mi gran pasión. A todos ustedes, Gracias Totales. ii

5 TABLA DE CONTENIDOS Página Dedicatoria Agradecimientos Tabla de Contenidos Índice de Figuras Índice de Tablas Resumen Abstract I II III V VI VII VIII 1. Introducción Problema Estado actual Objetivo Vías de solución Limitaciones Redes inalámbricas Red de sensores inalámbricos Comunicación inalámbrica Dispositivos Configuraciones de red Materiales y Métodos PICDEM Z Herramientas de desarrollo Manejo de sensores Temperatura Humedad relativa iii

6 iv 3.4. Uso de energía Implementación de la red Software de control de los dispositivos Creación de una red Ingreso y abandono de una red Reconexión Transmisión de datos Captura de datos Resultados Conclusiones y Trabajo futuro 37 Glosario 40 Bibliografía 42 Anexos A: ZigBee 47 A.1. IEEE A.2. Especificación ZigBee A.2.1. Principales primitivas del protocolo ZigBee B: Configuración del entorno de programación para PIC 52 C: PICDEM Z 53 C.1. PIC18lf C.2. Conversor análogo/digital C.3. CC D: Sensores 57 D.1. Sensor de temperatura D.2. Sensor de humedad relativa E: Stack de programación ZigBee 60

7 ÍNDICE DE FIGURAS Página 2.1. Esquema de capas del protocolo ZigBee junto con el modelo OSI de ISO Topologías soportadas por ZigBee Kit de desarrollo PicdemZ Conexión CC2420 con el Microprocesador Conexión PC-ICD2-Tarjeta Diagrama de actividad del software de control del dispositivo COORD Diagrama de actividad del software de control del dispositivo RFD Diagrama de actividad de las rutinas de ingreso a una red Software de control de la red Ambiente de prueba de los dispositivos Prueba de distancia de los dispositivos C.1. Pinout PIC18F C.2. Transmisor-Emisor ZigBee CC D.1. Sensor de temperatura TC D.2. Conexión sensor-microcontrolador D.3. Sensor de humedad relativa v

8 ÍNDICE DE TABLAS Página 2.1. Cuadro comparativo de tecnologías inalámbricas Tipos de dispositivos definidos por el protocolo ZigBee Funcionalidades dispositivo COORD Funcionalidades dispositivo RFD Parámetros para la creación de una red Parámetros para el ingreso a una red A.1. Principales primitivas del protocolo ZigBee vi

9 RESUMEN Esta tesis aborda los problemas de heterogeneidad climática, escasa disponibilidad de energía eléctrica y poca supervisión humana existente en los sectores de cultivo, los cuales surgen a la hora de insertar tecnología a sus procesos productivos. El objetivo de esta memoria es diseñar una solución a estos problemas que sea capaz de ser implementada en una zona de estas características. La solución que desarrollada fue una red inalámbrica cuyos nodos son estaciones meteorológicas controladas por un microprocesador PIC y comunicadas con el protocolo de comunicación ZigBee. Para esto se utilizó el kit de desarrollo PicdemZ de Microchip y se desarrolló un sistema con rutinas que superarán estos problemas, el que fue programado dentro del microprocesador. Como resultados se obtuvo una red inalámbrica capaz de: comunicar variables ambientales entre los dispositivos pertenecientes a la red, utilizar eficientemente la energía y mantener operativa la red autónomamente. Para finalizar se entregan las conclusiones obtenidas en el proceso que se llevó a cabo para obtener la solución y se plantean trabajos a futuro relacionados con el tema. vii

10 ABSTRACT This thesis presents a solution to the problems of climatic heterogeneity, low energy and low human control present in agricultural sectors, that arise when we need use technology in productive processes. The main goal of this thesis is to design a solution to this problem to be implemented in agricultural fields. The solution that was developed, was a wireless network whose nodes are weather stations controlled by a PIC microprocessor and communicated through wireless communication protocol ZigBee. The ZigBee development kit Picdem Z was used to develop the embedded software. The resulting wireless network could: communicate environmental variables between devices pertaining to the network, use the energy efficiently and mantain the network operative. Finally the conclusions in the develop of the thesis are given and future work related to the subject are described. viii

11 1. Introducción En este capítulo se da una visión general de lo que tratará el trabajo de memoria, situando al lector en el ámbito que éste se encuentra Problema El desarrollo de aplicaciones de tiempo real para el control de dispositivos que estarán situados a la intemperie (áreas de cultivo), requiere de atenciones particulares que el desarrollo de sistemas para computadoras de escritorio no requiere. En particular, se necesita poner sensores directamente en el área de cultivo, para capturar variables ambientales de su entorno. Por este motivo surgen los problemas de: heterogeneidad climática y la distancia de estos sectores con el área urbana, lo que implica un escaso mantenimiento de los equipos por parte de operadores humanos y una difícil obtención de energía eléctrica, ya que muchas veces este servicio no llega a estas zonas del país. En síntesis, podemos identificar los siguientes problemas: Problema1: Heterogeneidad climática. Problema2: No existe red eléctrica en estos sectores. Problema3: Escaso mantenimiento y supervisión humana. Problema4: Poco presupuesto para la inversión en tecnología. En base a esto podemos definir el problema como: Capturar variables ambientales en un entorno climático heterogéneo y de condiciones hostiles, donde no existe energía eléctrica y el mantenimiento humano es escaso. 1

12 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 2 Para superar estos problemas, en la actualidad existen tecnologías que ayudan a superar los problemas antes mencionados ya que están orientadas a trabajar bajo dichas condiciones y se encuentran en pleno desarrollo. La siguiente sección da una visión general del estado actual de estas tecnologías destacando las potencialidades que tiene para cada uno de nuestros problemas Estado actual El rápido avance tecnológico del hardware ha potenciado cada vez más el uso de dispositivos electrónicos en la industria ya que les ha proporcionado un costo reducido, un cada vez más bajo consumo de energía eléctrica y mecanismos de comunicación cada vez más eficientes y de mayor alcance. En la actualidad, la comunicación en estos dispositivos se realiza de forma inalámbrica, generalmente en forma bidireccional y a distancias relativamente grandes (300 metros aproximadamente) en donde destaca por la gran cantidad de usos el protocolo ZigBee [31] [30] [24] [15] [25] [14] [33] [8] [26]. Por otra parte, los avances en el consumo de energía también ha potenciado el uso de estos dispositivos en sectores rurales, ya que la energía es el recurso más preciado y se debe hacer hincapié en el consumo de ésta por parte de la CPU y periféricos que requieren alimentación. Actualmente se puede contar con dispositivos que consumen a nivel de pwatt y con tecnologías como ZigBee que según algunos estudios experimentales [32] que han comparado dispositivos ZigBee con dispositivos Bluetooth (protocolo que le sigue en idoneidad a ZigBee), con resultados bastante alentadores para ZigBee dando una vida útil de la batería de casi diez años transmitiendo unos cuantos KiloBytes cada 60 segundos en comparación con los 100 días de duración estimado para los dispositivos Bluetooth. Las redes inalámbricas destinadas a la captura de variables ambientales [1] [28] [7] deberían sustituir a las actuales estaciones meteorológicas que son ocupadas en la agricultura, ya que los antiguos sensores estáticos, desde los que se debe extraer la información manualmente de forma periódica por un operador humano encargado de recolectar estos datos, almacenarlos y si fuese necesario procesarlos, requieren de tareas que se pueden automatizar. Otro factor importante en el desarrollo de esta tesis es el costo económico de los equipos, los que se han visto reducidos debido a la explosiva evolución que ha tenido

13 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 3 el desarrollo de hardware, que ha llevado a que la fabricación de estos dispositivos se haga de forma más económica, encontrando en la actualidad dispositivos desde unos 50 dólares 1. A pesar de los avances que se experimentan en esta área, aún existen problemas que hacen de las redes de sensores inalámbricos una tecnología aún muy restringida a aplicaciones específicas. Las limitaciones surgen debido a que los dispositivos aún no cuentan con costos considerablemente bajos, durabilidad extensa de las baterías y una autonomía suficiente como para sobrevivir en ambientes demasiado agresivos. A continuación se resumen los principales problemas que aún presentan las redes de sensores inalámbricos: Costos relativamente altos aún: El costo de estos dispositivos aún es una limitante y no permite el uso de estos dispositivos en algunas aplicaciones cuya naturaleza obedece a estos requerimientos ya que muchas veces se necesita un número grande de dispositivos lo que puede llevar a una razón costo-beneficio desfavorable. La durabilidad de las baterías: Este factor también es una grave limitante para los sensores, puesto que obliga a realizar una mantención periódica a los equipos (aproximadamente cada 2 años) o el reemplazo de éstos en el caso de que el lugar en donde se encuentran operando sea de difícil o de imposible acceso por parte del hombre. En este caso nos encontraríamos nuevamente con un problema de costos. Problemas de autonomía: Por los problemas mencionados anteriormente, estos dispositivos aún tienen problemas de supervivencia en ambientes apartados, por lo que el paso de estos sensores desde el laboratorio de desarrollo hacia el ambiente real, tomará un poco más de tiempo [10] Objetivo Debido a la constante necesidad de insertar tecnología a todos los procesos productivos del país, para alcanzar niveles de calidad internacionales y de este modo 1 Sin embargo, la meta que existe en un futuro cercano es que estos dispositivos lleguen a costar alrededor de un dólar.

14 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 4 contribuir al crecimiento económico y tecnológico de Chile, se considera necesario por parte del autor enfocar el trabajo en el sector productivo nacional, especialmente en la agricultura, ya que actualmente se encuentra en un proceso de modernización y crecimiento. El objetivo es solucionar los problemas existentes en las áreas de cultivo desarrollando e implementando una red de sensores inalámbricos para ser distribuida en sectores geográficamente apartados, que se adecúen a las necesidades básicas de su entorno, como lo son: bajo consumo de energía, cubertura de distancias relativamente grandes y autoconfiguración. Para alcanzar este objetivo general, se deben cumplir los siguientes objetivos específicos: Seleccionar equipos de bajo costo. Diseñar un software que permita controlar la red y permita la auto-configuración. Programar el software de control sobre un microprocesador. Reducir al máximo el consumo de energía de los equipos. Integrar esta red con un software que permita manipular y dar valor práctico a los datos circulantes en la red Vías de solución Para cada problema definido en la sección 1.1 se tienen algunas alternativas para desarrollar soluciones a estos. Heterogeneidad climática: La solución para controlar las variables ambientales propias de un ambiente con heterogeneidad climática, es ubicar sensores de forma densa, directamente en el área de cultivo. Estos dispositivos deben estar asociados para poder tener un control sobre ellos y también manipular la información que ellos capturen. Por estos motivos es que se implementó una red de sensores para sobrellevar este problema. Para implementar la solución se estudiaron los diferentes protocolos de comunicación que existen en la actualidad, así como también las topologías de red

15 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 5 soportadas por éste. Luego se seleccionó la topología idónea y se desarrolló un software que controle estos dispositivos. Para esto, se consultó material acerca de redes de sensores inalámbricos que han sido implementadas en otros casos, poniendo especial atención en las conclusiones que se fueron obtenidas acerca de las soluciones que se implementaron. No existe red eléctrica en estos sectores: Para solucionar este problema se implementó una red de sensores que se comunican entre si a través de un protocolo de comunicación inalámbrico y que posee un bajo ancho de banda para aprovechar la baja tasa de transmisión de datos dentro de la red, y por supuesto que posea un bajo consumo de energía para sobrevivir el mayor tiempo posible autónomamente en un ambiente donde el tendido eléctrico no existe. En base a esto, se seleccionó el protocolo de comunicación inalámbrica ZigBee [6], por sobre otras tecnologías inalámbricas como por ejemplo IrDa, Bluetooth o WiFi que no cumplen a cabalidad con los requisitos antes mencionados. Escaso mantenimiento y supervisión humana: Para superar este inconveniente, la red de sensores, debe ser capaz de sobrevivir de manera autónoma, por lo que se implementaron rutinas para que los dispositivos de la red realicen tareas que les permitan seguir siendo parte de la red de forma automáticas como por ejemplo: ingreso, salida, conexión, reconexión y retransmisión. Estas rutinas tienen la finalidad de mantener operativa la red sin la necesidad de llevar a cabo un control frecuente por parte de un operador humano. Para ejecutar esto, se programaron estas rutinas en el microprocesador. Poco presupuesto para la inversión en tecnología: Los equipos deben poseer costos bajos, para poder justificar la utilización de estos, puesto que la agricultura no es un sector productivo que tenga índices de retorno altos en comparación con otros como por ejemplo la minería. Para esto se utilizó la placa PICDEM Z la cual tiene un precio de 100 dólares en comparación con los 5000 dólares que puede llegar a costar una estación importada Limitaciones lista: Las principales limitaciones que presenta este trabajo se resumen en la siguiente

16 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 6 Uso de bibliotecas licenciadas: La aplicación se desarrolló utilizando las bibliotecas licenciadas de ZigBee [23], cuya licencia sólo permite el uso de éstas, pero no su modificación, como por ejemplo la inclusión de políticas de seguridad o cualquier modificación que se necesite. Se utilizará esta librería para ahorrar tiempo en la etapa de programación de los dispositivos. Conectividad limitada: La presencia física de sólo 2 equipos en la red, un dispositivo final y un coordinador, permite sólo la comunicación bidireccional entre ellos, esto por un tema de recursos limitados. Para fines prácticos, la red demostrativa tendría una utilidad limitada, puesto que sólo puede cubrir una distancia máxima de 300 mts. entre ambos dispositivos, sin embargo se plantea la programación de un dispositivo enruteador, de similares características al coordinador para poder ampliar esta distancia. Sensores: La estación sólo será probada con sensores de humedad relativa y temperatura, debido a que estas dos variables representan los elementos necesarios para el caso de estudio al que está enfocada la tesis. Seguridad: La red no cuenta con seguridad en la transmisión de datos, ni en la autenticación de dispositivos, esto por un tema de que no se consideró necesario debido a las características inofensivas de la información que a través de ella circulará y la poca cantidad de dispositivos ZigBee que existen en Chile para una posible interferencia. Software propietario: El software utilizado para el desarrollo es propietario y funciona bajo el sistema operativo Windows, lo que restringe el desarrollo de la aplicación a este sistema operativo.

17 2. Redes inalámbricas Este capítulo describe brevemente lo que son las redes inalámbricas y el estado en el que se encuentran, destacando las características del protocolo de comunicación ZigBee el cual es clave en el desarrollo de la memoria. También se explicará el funcionamiento de los sensores y la comunicación de éstos con el microprocesador Red de sensores inalámbricos El uso de sensores en las industrias es esencial para el control y supervisión de procesos y equipamiento de la empresa, por lo general, estos dispositivos debían estar insertos en una red cableada para poder transmitir su información hacia los demás dispositivos, lo que implicaba un alto costo en instalaciones y mantenimiento de éstas. Para suprimir estos costos este trabajo pretende insertar las nuevas tecnologías de comunicación existentes a estas redes, para que puedan enviar su información utilizando el aire como canal de transmisión y así eliminar los costos de instalación y mantenimiento. Como una analogía a este avance, se puede citar el creciente aumento de las redes inalámbricas WLAN en las instituciones, las que abaratan costos en el cableado de las oficinas y permiten una mayor movilidad por parte de sus usuarios, entre otras muchas ventajas. En base a lo anterior, podemos concluir que las redes se han visto potenciadas con el uso de los nuevos métodos de transmisión de datos, lo que les da mayores funcionalidades a los sensores y permite ampliar el espectro de aplicaciones en las que se pueden utilizar, además de reducir los costos de desarrollo y mantenimiento de estas redes. 7

18 CAPÍTULO 2. REDES INALÁMBRICAS Comunicación inalámbrica Para poder comunicar los dispositivos, en la actualidad se tienen dos medios de transmisión: conductor físico y transmisión por aire, de las cuales la primera opción se descarta por no cumplir con las condiciones de bajo costo económico, autonomía, movilidad y bajo consumo de energía principalmente. En la actualidad existen muchas tecnologías de comunicación inalámbrica [9], cada una de éstas, con cualidades específicas para algunas aplicaciones para algunas aplicaciones. Si bien, todas coinciden en el medio de transmisión, la gran diferencia que existe entre ellas es la tasa de transferencia, lo que afecta directamente en su consumo de energía, costo económico, entre otros. La selección de la tecnología de comunicación se debe realizar en base a una serie de aspectos técnicos, los cuales se pueden resumir en el siguiente cuadro comparativo de las diferentes tecnologías inalámbricas existentes en la actualidad. Tecnología Tasa Alcance Consumo Banda Bluetooth [3] 721 Kbps 10 m bajo 2.4 GHz UWB [4] Mbps 5-55 m bajo 10KHz-1GHz ZigBee [5] 250 Kbps m muy bajo 2.4GHz HomeRF [36] 1-2 Mbps 50 m bajo 2.4 GHz IrDa [2] 9.6 Kbps - 16 Mbps 1 m bajo 1 nm WiFi [37] Mbps kms alto 2.4 y 5 GHz Cuadro 2.1: Cuadro comparativo de tecnologías inalámbricas. En base a estos datos y a la literatura encontrada en la red acerca de redes inalámbricos [31] [30] [24] [15] [25] [14] [33] [8] la elección de una tecnología con bajo consumo de energía, baja latencia, que funcione en una banda de frecuencia libre y que posea un alcance relativamente alto, se opta por la tecnología ZigBee el cual es un estándar de comunicación inalámbrica compuesto por 5 capas 1 : 1 Para una mayor referencia de la definición y uso de estas capas leer el apéndice A.

19 CAPÍTULO 2. REDES INALÁMBRICAS 9 Aplicación: Esta capa pertenece a la aplicación creada por el programador. Red (NWK) y Aplicación (APL): Estas capas están definidas por ZigBee Alliance y están encargadas de definir los protocolos a nivel de red y la aplicación que utilizará las capas anteriores. Física (PHY) y Control de Acceso al Medio (MAC): Capas inferiores del protocolo. Son las encargadas de permitir la comunicación de los dispositivos a bajo nivel. Ambas están definidas por el estándar IEEE [11]. Cada una de estas capas esta definida de tal forma que la comunicación se realice entre capas de un modo transparente entre una y otra (ver Figura 2.1), abstrayendo a la capa de nivel superior de los procedimientos utilizados por la inferior, como todos los protocolos basados en el modelo ISO/OSI.

20 CAPÍTULO 2. REDES INALÁMBRICAS 10 Figura 2.1: Esquema de capas del protocolo ZigBee junto con el modelo OSI de ISO Dispositivos Los dispositivos definidos por el estándar IEEE [11] son: Full Function Device. Reduced Function Device. El primero esta orientado a prestar servicios tales como coordinación de paquetes, creación y mantenimiento de una red, entre otros, por lo que debe permanecer

21 CAPÍTULO 2. REDES INALÁMBRICAS 11 siempre encendido, implicando un mayor consumo de energía. Por su parte, RFD que es un nodo final que sólo realizará acciones en ciertos intervalos de tiempo, lleva a este dispositivo a tener un gasto energético menor al anterior. Por su parte, el protocolo ZigBee define 3 tipos de dispositivos, basándose en la especificación IEEE [27]: Dispositivo ZigBee Dispositivo IEEE Coordinator FFD Router FFD End RFD o FFD Cuadro 2.2: Tipos de dispositivos definidos por el protocolo ZigBee. A continuación una breve descripción de estos dispositivos. Dispositivo Coordinador (COORD): Este dispositivo es el encargado de formar y mantener operativa la red, permitir el acceso de otros dispositivos que deseen entrar a la red, enviar parámetros de configuración a los dispositivos entrantes, guardar la tabla de lazos junto con las direcciones de red de los demás equipos, entre otras. Para el correcto funcionamiento de la red, sólo debe existir uno de estos dispositivos por red. Este dispositivo también es conocido como padre, debido a la función que cumple dentro de la red. Router: Este dispositivo es opcional, es utilizado para extender el área de cobertura de la red, permitiendo agregar dispositivos RFD cuya distancia al COORD escapa los rangos permitidos actuando éste como puente entre el COORD y los RFD. Este dispositivo es conocido también como dispositivo hijo, debido a su funcionamiento dentro de la red. End (RFD): Estos son los dispositivos encargados de capturar la información del entorno y entregarla al COORD, eventualmente pasando por un Router ya que sólo tienen la capacidad para comunicarse con uno de estos dispositivos, puesto

22 CAPÍTULO 2. REDES INALÁMBRICAS 12 que la comunicación con un par no está permitida por un tema de ahorro de energía Configuraciones de red El protocolo ZigBee define las distintas configuraciones posibles de red en base a los dispositivos disponibles. Cada tipo de configuración cuenta por lo menos con 2 nodos (un COORD y un RFD). Los distintos tipos de configuraciones de red soportados por ZigBee son: Star: Esta red soporta sólo un dispositivo COORD y uno o más RFD (en teoría podría soportar alrededor de ). La idea de esta red es cargar todo el trabajo al dispositivo COORD, por lo que todos los dispositivos RFD deberán comunicarse directamente con él a la hora de enviar los datos que estos capturen. La comunicación entre dispositivos pares no está permitida, puesto que la idea de esta red es que los dispositivos finales estén encendidos sólo cuando se les solicite que capturen información. El dispositivo COORD deberá estar conectado directamente a la red de eléctrica, puesto que deberá permanecer constantemente encendido enviando información hacia el computador, manteniendo la red operativa y a la espera de cualquier solicitud por parte de los demás dispositivos de la red. Cluster Tree: Esta red cuenta con dispositivos intermedios routers que permiten enlazar dispositivos que utilicen una configuración estrella. El ruteo de paquetes es centralizado puesto que los dispositivo RFD no se comunican entre si, por lo que deben pasar por un dispositivo intermediario (Router o Coordinator). En esta red debe existir sólo un dispositivo COORD, puesto que sólo este es el que mantiene operativa la red. Mesh: Esta configuración es la más compleja de todas, puesto que permite la formación de enlaces entre todos los dispositivos pertenecientes a la red, en teoría cualquier destino puede llegar a cualquier fuente pasando por cualquier dispositivo hasta alcanzar el objetivo. Esta red permite tener múltiples caminos para llegar al mismo destino por lo que su control es más complejo y la vida de las

23 CAPÍTULO 2. REDES INALÁMBRICAS 13 baterías en los dispositivos se acorta, ya que las operaciones no se concentran en el dispositivo COORD, sino que se distribuye de alguna forma. Los elementos básicos para el funcionamiento de esta red son; un dispositivo COORD que cree y mantenga una red junto con un dispositivo RFD encargado de comunicarse con el COORD, además de un Router que le entrega la capacidad de agregar dispositivos finales a una distancia mayor de 300 mts. del COORD, siempre y cuando exista un dispositivo Router comunicado directamente con el COORD, el cual le permitirá al dispositivo que esta fuera del alcance del COORD establecer comunicación con éste. El resumen de las topologías de red se pueden apreciar en la siguiente figura: Figura 2.2: Topologías soportadas por ZigBee.

24 3. Materiales y Métodos En este capítulo se listan y describen los materiales utilizados para la construcción del producto final, exponiendo sus principales características técnicas y funcionalidades. Además de esto se describen las funciones más importantes de la aplicación que fue programada en el microprocesador PICDEM Z El principal elemento utilizado en el desarrollo de esta tesis es el kit de desarrollo ZigBee Picdem Z (figura 3.1) fabricada por Microchip, el cual cuenta con una serie de elementos que permiten que esta placa pueda ser utilizada para implementar una red de sensores inalámbricos. Entre los principales elementos de la placa figuran: Microprocesador. Sensor de temperatura. Transmisor - Emisor de radiofrecuencia. Interfaz de comunicación RS232. En los siguientes ítems se describirán los principales detalles técnicos de estos dispositivos, junto con su funcionalidad en lo que respecta a esta tesis. 14

25 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 15 Figura 3.1: Kit de desarrollo PicdemZ. Microprocesador: El microprocesador que posee la placa es un PIC18lf4620, (ver apéndice C.1) el cual cuenta con las siguientes características: Bajo costo. Compatibilidad con el stack ZigBee. Uso de tecnología de bajo consumo (nanowatt). Memoria Flash para la programación de aplicaciones. Uso libre y sin costo de la licencia del stack de programación. El microprocesador posee un conversor análogo-digital con 13 pines de entrada sobre los que se trabaja con 10 bits de precisión. El sensor deberá conectarse a uno de estos pines y luego seguir una serie de pasos para poder obtener el valor digital de la captura (ver apéndice C.2). Transmisor-Emisor: La tarjeta cuenta con el chip Chipcon CC2420 [29] el cual genera las ondas de radio en la frecuencia que contienen los paquetes ZigBee

26 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 16 que serán transmitidos por una antena que trabaja en la banda de frecuencia de los 2.4 GHz, siendo este el encargado de transmitir y recibir datos desde la red, hacia el microprocesador y también desde éste hacia la red puesto que posee una interfaz SPI, a través de la cual el chip envía la información capturada por la antena hacia un pin del microprocesador como se puede ver en la figura 3.2. Según las especificaciones técnicas [29] el consumo de este dispositivo es de 20µA cuando no esta operativo y de 18mA cuando recibe y entre 8, 5mA y 17,4mA dependiendo de la potencia de transmisión, en particular se utilizó 15dBm con un consumo de 9,9mA. Figura 3.2: Conexión CC2420 con el Microprocesador. Sensores: Debido a los alcances de esta memoria, se realizarán pruebas con sensores de temperatura y de humedad relativa, ya que son estos dos factores meteorológicos los que más importan en la agricultura, específicamente en las enfermedades de la uva, el cual será el caso de estudio de esta memoria, teniendo como trabajo futuro la inclusión de otro tipo de sensores 1. Interfaz serial RS232: Las estaciones cuentan con un conector RS232 para la comunicación con el computador. En el caso de los dispositivos COORD, este puerto estará habilitado constantemente para la transmisión de datos desde la red, hacia el computador. Sin embargo en los dispositivos RFD, este puerto será deshabilitado para el ahorro de energía y sólo se usará en sesiones de programación y debug. 1 Para mayor referencia de los sensores utilizados ver apéndice D.

27 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 17 Alimentación: Todos los dispositivos cuentan con una entrada para batería de 9V DC y un jack de entrada de 2.5mm para la conexión de un transformador de 9V DC superior a 100mA. Debido a que los dispositivos COORD deben permanecer siempre despiertos y por ende su gasto de energía es mucho mayor en estos dispositivos es que estarán conectados a un tomacorriente. Por el contrario, los dispositivos RFD serán alimentados por una batería, ya que estos deberán estar en terreno para la captura de variables y estarán operativos en intervalos de tiempo reducidos, sólo cuando se les solicite el envío de temperatura por parte del COORD, el tiempo restante estarán en estado de sueño Herramientas de desarrollo Para llevar a cabo el desarrollo de esta tesis, se debió utilizar las siguientes herramientas que permitieron ejecutar la solución propuesta. Lenguaje de programación: El lenguaje de programación sobre el que se programó el microprocesador fue C, el cual posee los mejores antecedentes en la programación de software empotrado, y en particular, el microprocesador cuenta con compiladores que soportan este lenguaje de programación, junto con rutinas de optimización de código máquina específicas para este microprocesador. Para las dudas técnicas que se presentaron en la implementación se utilizó el texto The C Programming Language[13]. Compilador: Para compilar el código C que se generó en la programación del dispositivo se utilizó el compilador MPLAB C18 C Compiler [22], del cual se descargó una versión de estudiante la que tiene una licencia de 60 días dentro de los cuales se pueden utilizar todas las funcionalidades disponibles. Posterior a estos días, algunas opciones de optimización de código no quedan habilitadas. Este compilador cuenta con manuales de referencia gratuitos [20] [17] [18] los cuales pueden ser descargados desde el sitio web de Microchip [22]. Interfaz de desarrollo: Para desarrollar el software, se utilizó la interfaz de programación MPLAB IDE v7.4, la que se descargó gratuitamente desde la página de Microchip [22]. Se utilizó esta interfaz por la comodidad que presenta al desarrollar aplicaciones para microprocesadores PIC, además de la compatibilidad que ésta tiene con las demás herramientas de desarrollo.

28 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 18 Programador: Para programar los microprocesadores se utilizó el MPLAB ICD 2 In-Circuit debugger, el cual permite enviar el código directamente al microprocesador utilizando un conector ICD. Además de la programación, este dispositivo permite realizar debug sobre el microprocesador. Como referencia se utilizó la guía de usuario de este programador [21] que puede ser descargada directamente del sitio de Microchip [22]. La conexión que de debe realizar para programar los dispositivos sigue el siguiente esquema: Figura 3.3: Conexión PC-ICD2-Tarjeta Manejo de sensores Para el caso particular de esta aplicación se utilizaron sensores de baja calidad, puesto que el principal interés de este trabajo se concentró en lograr que los dispositivos fueran capaces de capturar variables ambientales y transmitirlas entre ellos en un ambiente de prueba. Para una aplicación a nivel profesional, estos sensores debieran ser cambiados por aparatos de mayor precisión Temperatura El sensor de temperatura cuenta con una interfaz de comunicación SPI la cual facilita la comunicación con el microprocesador, ya que el compilador soporta rutinas en lenguaje C que se encargan de leer el valor digital de la temperatura directamente desde el sensor. El sensor tiene 13 bits de precisión para almacenar la temperatura

29 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 19 leída, por lo que se utilizan dos bytes (MSB y LSB) los cuales son consultados por parte del dispositivo RFD y luego transmitidos hacia el coordinador. Cuando el sensor está trabajando normalmente consume cerca de 250µA y cuando no se encuentra trabajando su consumo baja a valores cercanos a los 0,1µA Humedad relativa El sensor de humedad relativa se conectó al PIN 7 del microprocesador el que esta relacionado con el registro R5. Para poder utilizar este PIN debe ser configurado como una entrada análoga AN5 debido a la naturaleza de la señal de entrada. El sensor recibe energía eléctrica desde una fuente externa de voltaje a 5V y su respuesta varía dependiendo de la humedad del ambiente. Este valor es obtenido por el conversor análogo digital el cual convierte este valor análogo en una cifra digital. Para realizar la transformación entre voltaje y bits, se utilizó el conversor análogo digital que tiene el microprocesador, el que fue utilizado de la siguiente forma [16]: Selección del canal de entrada: Es el primer paso que se debe realizar para comenzar la captura, ya que de ese canal se obtendrá el voltaje que posteriormente será convertido a digital. Espera mientras captura el voltaje: Al aplicar el voltaje, en nuestro caso un valor de humedad relativa, sobre el canal seleccionado se debe esperar unos cuantos milisegundos a que este logre capturar el voltaje que le estamos aplicando, debido que el canal no es más que un capacitor el cual demora una constante de tiempo en cargarse al voltaje aplicado, por lo que dentro de la aplicación se debe poner un pequeño retardo desde que se activa el canal hasta que transformamos el voltaje a dígitos. Configurar el bit GO: Una vez transcurrido el tiempo necesario para que el capacitor se cargue, se debe desconectar el voltaje que se le está aplicando, para lo que se debe asignar un 1 al bit GO. Conversión análogo-digital: Se realiza sobre el voltaje aplicado y se almacena en 2 bytes: MSB y LSB desde los cuales dependiendo de la justificación que se haya definido: izquierda o derecha, se debe leer correctamente el valor.

30 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 20 Interpretación del valor leído: Al contar el conversor con 10 bits de precisión el valor leído en forma digital variará entre 0 y 1023 valores que se deben escalar entre 0 % y 100 % de humedad Uso de energía Uno de los principales problemas que se deben considerar en esta aplicación es el uso eficiente de la energía por parte del microprocesador. Por lo que al momento de programarlo, se deben utilizar de forma adecuada los estados de energía que el PIC posee, ya que mantener despierto el microprocesador por largo tiempo en el que no este realizando operaciones resultaría perjuicioso para la duración de la batería. Los estados de utilización de energía con los que cuenta el PIC son: Run: CPU activa, periféricos activos. Idle: CPU inactiva, periféricos activos. La corriente baja a 2,5µA. Sleep: CPU inactiva, periféricos inactivos. La corriente baja a 100nA. Timer1 Oscillator: 1.8 µa, 32kHz, 2V. Watchdog Timer: 1.4 µa, 2V. Para evitar al máximo el mantenimiento de estos dispositivos y fomentar su autonomía, los dispositivos RFD poseen rutinas de bajo consumo de energía, las cuales optimizan el uso de esta sólo en los momentos estrictamente necesario. El buen uso de la energía consiste en mantener despierto al dispositivo RFD sólo cuando se necesite de él, es decir, cuando el dispositivo COORD le solicite datos, este despierta e inmediatamente después de entregar la información se queda durmiendo (estado sleep) en espera de una nueva llamada. Para medir el consumo de energía del dispositivo RFD se conectó un tester para medir la corriente que ocupa en el estado dormido y cuando envía información, ya que básicamente esos son los dos estados que el dispositivo presenta.

31 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS Implementación de la red La topología que se implementó para la red demostrativa fue la configuración Star, puesto que se cuenta sólo con dos dispositivos, de los cuales uno se programó como COORD y el otro como RFD, teniendo este último la capacidad de emular diferentes dispositivos dentro de la misma tarjeta. Esta red sólo nos permite un alcance de 300 mts. entre dispositivos, lo que es suficiente para los efectos de una demostración de la conectividad, ahorro de energía y la capacidad de transmisión de los datos necesarios entre ambos. La red demostrativa está compuesta por dos dispositivos físicos: un COORD y un RFD. Cada uno con un conjunto propio de características las cuales se pueden resumir en las siguientes tablas: COORD Comunicación bidireccional con los dispositivos finales. Capacidad de crear una red. Mantenimiento de una red operativa. Envío de parámetros de configuración de red de forma automática. Registro de los dispositivos que actualmente pertenecen a la red. Envío de los datos circulantes en la red hacia el computador. Cuadro 3.1: Funcionalidades dispositivo COORD. RFD Comunicación con el coordinador. Ingreso automático a una red existente. Emular un dispositivo nuevo. Manejo de diferente estados de consumo de energía. Comunicación con el sensor de temperatura y humedad relativa. Envío de temperatura y humedad relativa al procesador. Reconocimiento de la falta del COORD y reconexión automática. Cuadro 3.2: Funcionalidades dispositivo RFD.

32 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 22 Para medir la conectividad se dejó funcionando la red durante intervalos de tiempo (1, 3, 5, 7 días) al interior de una sala, estando el dispositivo COORD conectado a la corriente alterna y el dispositivo RFD con batería a una distancia de 3 metros aproximadamente manteniéndose la red activa durante todo el periodo que duró la serie de pruebas. También se probó la conectividad en ambientes separados por paredes, para lo que se dejó el dispositivo COORD en un laboratorio cerrado completamente y el dispositivo RFD en un laboratorio a unos 10 mts. de distancia separados entre sí por 2 paredes transmitiendo datos cada 60 segundos Software de control de los dispositivos El control de los dispositivos es tarea de la aplicación que se encuentra programada en el microprocesador de ambos dispositivos. Este software tiene una estructura similar en ambos ya que el programa consta de un ciclo infinito que se encuentra constantemente a la escucha de alguna orden. El modo de cambiar de un estado a otro dentro del programa se realiza mediante el uso de primitivas las cuales indican la acción a realizar en ese momento. Luego que se ejecuta, se debe determinar en relación a la acción anterior, la acción que se realizará en la nueva iteración del ciclo. La estructura general del programa se puede ver en el siguiente pseudocódigo: PrimitivaActual = NoPrimitiva; while{1}{ switch (PrimitivaActual) case Estado1: Definir siguiente primitiva; case Estado2: Definir siguiente primitiva; default: PrimitivaActual = NoPrimitiva; } Cada uno de los dispositivos cuenta con sus propias actividades que permiten mantener operativa la red. Según las tareas definidas en las tablas 3.1 y 3.2 se pueden obtener los siguientes diagramas de actividad los cuales expresan de manera

33 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 23 visual el comportamiento del software. En las siguientes secciones se detallará el funcionamiento mas éstas rutinas. Figura 3.4: Diagrama de actividad del software de control del dispositivo COORD.

34 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 24 Figura 3.5: Diagrama de actividad del software de control del dispositivo RFD Creación de una red La creación de una red es tarea del COORD, el cual al ser encendido comienza en un estado inicial vacío, sin ninguna primitiva NO PRIMITIVE que le indique alguna tarea por hacer, por lo que comienza el proceso de inicialización de una red. Lo primero que se debe hacer es avisar a la aplicación que se intentará crear una nueva red, para no ser interrumpidos por otro proceso, esto lo hacemos cambiando nuestro estado a TryingToFormNetwork, luego de haber dado aviso, definimos los parámetros para la creación de la red los cuales están dados en la tabla 3.3:

35 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 25 Parámetro Rango Valor Uso ScanChannels 32 bits Todos Define los canales posibles para utilizar dentro de los canales que estan dispobibles. ScanDuration 0x00-0x0E 8 Es un número que define el máximo tiempo de búsqueda de canal, el cual esta definido para cada canal. BeaconOrder 0x00-0x0F Máximo Máximo número de beacons. En el caso particular de esta memoria no se utilizó este parámetro. PANId 0x0000-0x3FFF o NULL NULL Identificador de red opcional que puede ser usado si se desea establecer comunicación con una red predeterminada. Si este valor es NULL el valor de PANId lo da de forma aleatoria la capa NWK. BatteryLifeExtension True or False FALSE Si este valor es verdadero, el dispositivo se supone estará alimentado por baterías. Cuadro 3.3: Parámetros para la creación de una red. Luego de definir estos parámetros, se establece como primitiva de la máquina

36 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 26 de estados a NLME NETWORK FORMATION request proceso en el cual el dispositivo intentará crearla actuando como coordinador de la nueva red. Si el dispositivo no es capaz de crear la red, se quedará en un ciclo mientras logre crear satisfactoriamente una red. Cuando esto ocurra, el dispositivo cambiará su primitiva a NLME NETWORK FORMATION confirm la cual avisará al sistema que la nueva red se ha creado satisfactoriamente con un PANId aleatorio. Inmediatamente a esto, el dispositivo debe definir el tiempo máximo en el que un dispositivo podrá intentar su ingreso, esto cambiando la variable NLME PERMIT JOINING request.permitduration a un valor 0x00 en caso de no permitir el ingreso, 0xFF en caso de habilitarlo sin un tiempo específico o dar un valor entre 0x01 y 0xFE para establecer un tiempo manualmente, en nuestro caso se define un tiempo ilimitado (0xFF). Luego de esto, la nueva primitiva será NLME PERMIT JOINING request, lo que nos deja en condiciones de recibir hijos en caso de ser solicitado Ingreso y abandono de una red Si el dispositivo COORD ha creado satisfactoriamente la red, éste queda en condiciones de aceptar el ingreso de dispositivos RFD a su red, esto gracias a la primitiva NLME PERMIT JOINING request. Existen dos posibilidades por las que un dispositivo RFD solicite el ingreso a una red: la primera es que el dispositivo nunca antes haya ingresado y la otra es que el dispositivo haya pertenecido antes a la red y se haya desconectado por algún motivo. En el primer caso, el dispositivo intentará ingresar a la red como un dispositivo nuevo cambiando a la primitiva NLME NETWORK DISCOVERY request la cual nos llevará al descubrimiento de alguna red disponible. En el caso de no encontrar una red para conectarse, el dispositivo se quedará en un ciclo en búsqueda de una red para ingresar hasta que su búsqueda sea satisfactoria. Cuando encuentre una red el RFD tendrá el PANId de ésta, por lo que el dispositivo RFD enviará sus datos al dispositivo COORD junto con una solicitud de ingreso. Los parámetros que enviará están dados en la tabla 3.4:

37 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 27 Parámetro Rango Valor Uso PANId 0x0000-0x3FFF PANId red Valor del identificador de red PANId. JoinAsRouter True o False False Define el tipo de dispositivo. RejoinNetwork True o False True False False si el dispositivo ingresa por primera vez, y True en caso que ya haya pertenecido antes a la red. ScanChannels 32 bits Todos Define canales posibles de búsqueda. ScanDuration 0x00-0x0E 8 Deefine el máximo tiempo de búsqueda por canal. PowerSource 0x00-0x01 0x00 Define la fuente de alimentación que utilizará el dispositivo. En nuestro caso, se utiliza una batería para los dispositivos RFD. MACSecurity 0x00-0x01 0x00 Define el nivel de seguridad de la MAC. En nuestro caso, el dispositivo no cuenta con seguridad. Cuadro 3.4: Parámetros para el ingreso a una red. Luego de enviar estos parámetros, el dispositivo debería ser aceptado por el COORD, el que ingresará la información del nuevo dispositivo en la tabla de vecinos. Por su parte, en el caso de que los dispositivos hayan pertenecido antes a la

38 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 28 red, estos intentarán ingresar como dispositivos huérfanos (orphan), de una manera similar a la anterior sólo que de esta forma se omite el paso de buscar redes disponibles y realiza la solicitud de reingreso a la red de inmediato. La figura 3.6 resume lo explicado anteriormente. Figura 3.6: Diagrama de actividad de las rutinas de ingreso a una red.

39 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 29 En el caso de que un nodo RFD quiera salir de la red, este deberá avisar al coordinador para que lo elimine de la tabla de vecinos y no le pida información en la próxima oportunidad. El abandono de la red se realiza definiendo la primitiva NLME LEAVE indication, con la cual estamos avisando al COORD que saldremos de su red para que no se le considere en una próxima petición de datos Reconexión Los dispositivos RFD que se encuentran conectados a una red, tienen la opción de conectarse automáticamente a esta misma si por algún motivo esta red ha dejado de funcionar. Si los dispositivos RFD al momento de enviar información hacia el COORD no reciben respuesta de parte de éste, intentarán enviar sus datos nuevamente un número determinado de veces hasta obtener una respuesta positiva de parte del COORD avisando que ha recibido nuestro mensaje. En caso de no recibir una respuesta dentro de la cantidad de intentos predeterminada, el dispositivo RFD supondrá que algún problema ha pasado e intentará negociar nuevamente el acceso a la red. Para ver las respuestas de los RFD ante inconvenientes, se probará la reconexión de estos a una red bajando la red a la que pertenecían y subiendo una nueva red con un identificador nuevo a lo que estos deberían intentar ingresar nuevamente pidiendo nuevamente los parámetros de configuración originales. También se realizarán pruebas con el dispositivo COORD al cual se le desconectará y conectará al suministro eléctrico en forma consecutiva Transmisión de datos Para la transmisión de datos deben existir a lo menos dos dispositivos en la red uno que envíe datos y otro que reciba la información que se esta enviando. Para cada una de estas acciones existen diferentes rutinas, que han sido programadas en los dispositivos de acuerdo a la necesidad que estos tengan. Para dejar más claro cada una de estas funciones, se describirá el proceso general de envío y captura de datos, no tomando en cuenta la particularidad de los datos que se envíen. Envío de datos: El protocolo ZigBee permite sólo la salida de un mensaje a la vez. Para esto la aplicación debe verificar si no está realizando alguna transferencia de datos, en caso de estar realizando una, deberá esperar hasta que esta

40 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 30 termine, caso contrario avisará al sistema que realizará una transmisión para no ser molestado por otra petición. Una vez que ya aseguró la transmisión deberá llenar algunos campos de identificación como: la dirección MAC, su identificador, el destino, el identificador de la transferencia, entre otros y los datos que se deseen enviar por parte del usuario en un buffer destinado para la transmisión llamado TxBuffer, usando un puntero llamado TxData el cual servirá para ir indexando cada campo del buffer. Cuando el buffer se halla llenado, TxData deberá apuntar al primer elemento del buffer. Una vez que lo anterior ha sido completado, se debe definir la primitiva que avise la solicitud de datos APSDE DATA request y llamar a la función del stack ZigBeeTasks() la cual se encargará de comunicarse con las demás capas para que transmitan el buffer hasta el destino solicitado. El estado final de la transferencia será devuelto por esta función a través de la primitiva de control de datos APSDE DATA confirm que en caso de no ser enviado, la aplicación intentará transmitir el paquete tantas veces como la constante apsmaxframeretries se lo indique. Captura de datos: ZigBee define la primitiva APSDE DATA indication como la encargada de avisar a la capa de aplicación cuando ha sido recibido algún mensaje por parte de otro dispositivo. Para extraer la información que contiene el mensaje existe la función APLGet(), la cual extrae cada byte del mensaje, es decir, cada campo que contiene el buffer que envió el dispositivo emisor. Para probar el alcance de los dispositivos, se situaron estos dispositivos separados entre sí a una distancia cercana a los 300 mts. por alrededor de 30 minutos 2 y se solicitaron datos desde el COORD hacia el RFD Captura de datos Los datos que se transmiten entre los dispositivos RFD y COORD deben ser capturados por un computador para poder realizar operaciones sobre ellos. Para esto se desarrolló una aplicación que comunique un PC con la red ZigBee (ver figura 3.7). Esta aplicación se desarrolló utilizando el entorno de desarrollo Borlan C++ 2 Este tiempo sólo porque el dispositivo no cuenta con una armadura para la intemperie y necesitaba la supervisión de una persona para asegurar que no sufra daño o hurto.

41 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 31 Builder bajo el sistema operativo Windows XP. Este software tiene las siguientes funcionalidades: Conexión PC-COORD: Esta función se realiza mediante el puerto RS232 del computador y la interfaz RS232 del dispositivo COORD mediante un cable serial. Captura de los datos enviados por el dispositivo coordinador a través del puerto serial: El Computador recibe los valores de temperatura y humedad relativa por parte del COORD a través de un flujo de caracteres. Almacenamiento de los datos: El software posee una rutina que crea un archivo de texto con los datos enviados por el COORD, el cual puede ser ingresado como input al software de control. Envío de parámetros de configuración al software de los dispositivos: La aplicación cuenta con la funcionalidad de enviar texto al COORD con los valores necesarios para su funcionamiento. Visualización de los dispositivos pertenecientes a la red. Al presionar un botón el dispositivo COORD puede desplegar la tabla de vecinos por pantalla, información que nos permitirá saber cuales son los dispositivos que se encuentran en la red actualmente.

42 CAPÍTULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS 32 Figura 3.7: Software de control de la red. Como último paso, las variables ambientales son recibidas por un software que se encargará de dar valor a estos datos. El software de pronóstico posee programado algunos modelos de predicción de enfermedades, los cuales actúan leyendo la información de las variables ambientales desde un archivo de texto. Este archivo de texto es creado por el software de control de la red, el cual recibe los datos directamente desde el dispositivo COORD.