Bloque sensor: Software final

Una vez verificado el funcionamiento de los módulos diseñados, he procedido a diseñar el software del módulo sensor.

Tal y como se ha definido, el funcionamiento a grandes trazos se muestra en el siguiente diagrama de flujo.

Es decir, ante una señal de reset o ante el encendido del microcontrolador el microcontrolador realiza una inicialización del sistema.

Inicialización

Esta inicialización, en primer lugar, inicializa el microcontrolador; establece la frecuencia de funcionamiento del reloj interno, las interrupciones y el estado y la dirección de las líneas, haciendo especial hincapié en el bajo consumo.

Una vez inicializado el microcontrolador, se inicializa el sensor a su configuración por defecto de medidas de 14bits para la temperatura y 12bits para la humedad relativa y no recargar la memoria de calibración. No obstante, antes de configurar el sensor se realiza una medida para cargar al menos una vez la memoria de calibración.

El siguiente dispositivo a inicializar es el transceptor. El transceptor se configura con los 15bytes de configuración inicial. Esta palabra de configuración establece lo comentado acerca de la comunicación.

Barrido de canales

Una vez inicializado el sistema, se realiza un barrido de canales hasta lograr la conexión.

El transceptor se ha inicializado con el canal 0. Para implementar la conexión en "caliente", al resetear o encender el módulo sensor, éste realiza un barrido de canales buscando establecer conexión con el módulo maestro. Este barrido se ha implementado como muestra el diagrama de flujo siguiente.

Si no se ha establecido conexión con el módulo maestro, el dispositivo envía el comando de inicio de conexión a la dirección del maestro por el canal inicial. Ante este comando el maestro debe responder con el paquete de respuesta, por lo que se entra en modo recepción durante un tiempo ajustado de respuesta del maestro.

Si pasado dicho tiempo no se ha recibido el paquete de respuesta o se ha recibido un paquete no válido, se comprueba si se está trabajando en el canal máximo, es decir, el canal 124. De no ser así, se incrementa el canal, se configura el transceptor y se repite el proceso. Si se está operando en el canal máximo, se comprueba si se está trabajando también a la máxima potencia, esto es 0dBm. De no ser así, se configura el transceptor con el canal inicial 0, se incrementa la potencia y se repite el proceso. Si se está operando a la máxima potencia, significa que tras realizar los barridos de canales para todo el rango de potencias no se ha logrado establecer comunicación, es decir el sensor se encuentra fuera de rango o no hay ningún nodo maestro a la escucha. Esto lo indica al usuario mediante el LED de estado y detiene el barrido hasta una señal de reset.

En caso de recibir el paquete de respuesta, se establece conexión y se continúa con el funcionamiento normal del sistema.

Medidas y envío

Una vez establecida la conexión, se procede a realizar las medidas. Primero se realiza la medida de humedad relativa y después la de temperatura. Estas medidas se realizan mediante la función de S_measure implementada en el módulo sensor.c/.h .

Una vez se dispone de los datos de las medidas. Éstos se envían, sin procesar, como un único paquete al nodo maestro. Tal y como se ha definido la comunicación, cuando el nodo maestro recibe un paquete de medidas, éste puede enviar algún comando al sensor. Entonces, una vez enviado el paquete, se configura en modo recepción el transceptor durante un tiempo ajustado.

Recepción y procesado

Si durante el tiempo de recepción se recibe un comando del maestro, el comando debe ser procesado.

El procesado se encarga de interpretar el comando recibido y actuar en consecuencia. El funcionamiento del procesado se muestra en el siguiente diagrama de flujo.

En primer lugar se procede a la verificación del dato. Tal y como se ha comentado, la estructura del comando hace que sea facilmente verificable, es decir, es fácil discernir entre un comando incorrecto y uno correcto. De este modo, al realizar la verificación antes de evaluar el comando, se evita seguir con el procesado ahorrándose tiempo y reduciendo el consumo.

Si el comando es correcto, se procede a su evaluación. Se busca que coincida con

Si durante el tiempo de recepción no se ha recibido ningún comando del maestro, se espera a la medida siguiente.

Tiempo entre medidas

El watchdog del microcontrolador, al disponer de la combinación de dos prescalers, permite un rango muy ámplio de tiempo de desbordamiento, en conreto permite desde 1.24ms a 325.36s. Estos tiempos son incómodos al no ser enteros, por lo que se utilizará el tiempo más exacto como base de tiempos. Para cierta configuración de ambos prescalers, se puede lograr un tiempo de 5,08366 segundos el cual es muy interesante como base de tiempos ya que se pueden lograr valores redondos como 60s (12x5), 120s (24x5).

El número que multiplica a la base, múltiplo de la base de tiempos, es de tipo byte por lo que se puede obtener un tiempo entre medidas de hasta 1270 segundos que son aproximadamente 21 minutos, claramente suficiente.

La forma de realizar el tiempo entre medidas se describe en el diagrama siguiente.

Se utiliza una variable, t_count, para contabilizar el número de desbordamientos producidos. Esta variable se inicializa a cero antes de activar el watchdog. El watchdog se configura con un tiempo de desbordamiento de 5.08 segundos (prescaler del registro OPTION 001 y el del watchdog WDTCON 1011) y se activa el watchdog.

Una vez activado el watchdog, se entra en modo de bajo consumo esperando el desbordamiento del watchdog. Una vez esto ocurre, se resetea el contador del watchdog, se incrementa la variable t_count, pues se ha producido un desbordamiento, y si esta variable, el número de desbordamientos producidos, es menor o igual al múltiplo de la base de tiempos establecido, es porque no se ha alcanzado el número de desbordamientos deseados por lo que se vuelve a entrar en modo de bajo consumo. Si se ha alcanzado el número de desbordamientos deseados, la variable t_count es mayor que el múltiplo establecido, se desactiva el watchdog y se continúa con el programa principal.