Semestrálna práca z Elektrofyziky

IrDA infraport

Vypracoval: Mydlo Michal Skupina: 1C

^{IrDA infraport slúži k obojsmernému prenosu dát medzi PC a ľubovolným zariadením podporujúci IrDA prenos dát napr. mobilný telefón, notebook, tlačiareň, vreckový počítač, digitálny fotoaparát. Najväčšia výhoda IrDA infraportu je, že nepotrebujete zariadenie prepájať datovým káblikom spravidla s rôznymi konektormi ale, všetky zariadenia komunikujú len prostredníctvom infralúčov. Komunikácia je spoľahlivá a zariadenia dokážu znovu nadviazať spojenie v prípade výpadku, ktorý je kratší ako 1min od prerušenia spojenia.}

^{V prípade spojenia PC s mobilným telefónom je k dispozícii modem mobilného telefónu, ktorý umožňuje odosielanie a príjem faxov, elektronickej pošty ale aj pripojenie na internet. Pomocou obslužných programov, ktoré sú zvyčajne bezplatne k dispozícii na internete pre konkrétny typ mobilného telefónu. Je možné posielať SMS správy písané na klávesnici PC synchronizovať telefónny zoznam s poštovým programom v PC alebo zálohovať dôležité informácie.}

^{Podmienkou použitia IrDA infraportu je integrácia IrDA konektora na základnej, matičnej doske. Všetky dnešné základné dosky IrDA podporujú. Najjednoduchšie to zistíte tak, že sa pozriete do užívateľského manuálu, alebo do BIOS-u. IrDA-port bol úspešne odskúšaný s matičnými doskami Abit, Asus, Chaintech. Operačný systém je možné použiť ľubovolný, ktorý podporuje IrDA prenos napr. Linux, Win98, Win 2000, Me, Win XP}

^{IrDA - univerzálny snímač:
Toto zariadenie je tzv. univerzálne pretože pomocou neho umožníte Vášmu počítaču komunikovať s hocakým iným zariadením vybaveným IrDA komunikačným portom. Týmto zariadením napríklad bezstarostne prenesiete obrázky, melódie, MMS,SMS...... z vášho mobilu do PC a naopak. (napr. SonyEricsson T68i). Použitím dvoch snímačov môžete bezdrôtovo prepojiť aj dva osobné počítače.}

^{IrDA definuje medzinárodne uznávaný protokol pre prenos dát pomocou infračerveného žiarenia rýchlosťou až 4 Mbit za sekundu na vzdialenosť do 1 metra. V súčasnosti majú tento protokol implementované mnohé prenosné (mobilné) zariadenia ako sú notebooky, elektronické diáre, PDA (Personal Digital Asistant), mobilné teléfóny (Nokia, Siemens). Tak isto nájdeme možnosť IrDA komunikácie pre bežné PC systémy, kde je možné komunikovať bezdrôtovo s klávesnicou, myšou, tlačiaňou, modemom a ďalšími preriférnymi zariadeniami.}

^{Hlavnou výhodou je pomerne nízka cena, spoľahlivosť a tiež možnosť implementácie na 8-bitové mikroradiče.}

^{Vrstvy IrDA}

 ^{IrDA stack pozostáva z nasledovných vrstiev:}

^{Fyzická vrstva prevedie vyslaný byte na sériový tvar podľa V24 a moduluje každý vyslaný bit pomocou 3/16 modulácie. Toto sa môže diať čisto programovým spôsobom, keď mikrokontrolér riadi priamo vysielač (rýchlosti 9600, 19200 bps). Pre vyššie rýchlosti je nutné použiť hardwarové riešenie, sériovým vysielacím kanálom s následnou moduláciou pomocou HP7001 (rýchlosti 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 bps). Fyzická vrstva je tiež zodpovedná za príjem Ir impulzov a ich prevod zo sériového tvaru do podoby jedného byte. Pri programovom spôsobe vyžaduje použiť pre príjem znaku prerušovací vstup mikroradiča.}

^{Linková vrstva vytvára prenosové rámce vyslaním úvodných dát rámca a dopĺňa informáciu 16 bitovým CRC kódom pre rozpoznanie chýb v prenose. Pri príjme odstraňuje linková vrstva začiatok a koniec rámca a kontroluje správnosť CRC kódu.}

^{IR LAP (IR Link Access Protokol) riadi prenos rámcov a  poskytuje  spojovo orietovaný obojsmerný prenos dát. Tento môže byť nezaručovaný, kde prípadnú chybu v prenášaných datách musí riešiť príjemca, alebo zaručený, kde LAP automaticky vyžiada opakovaný prenos chybných rámcov. Ďalej je táto vrstva zodpovedná za vykonanie detekcie IR zariadení (discovery proces) pri ktorom sa zisťujú prítomné IR zariadenia. Tiež je zodpovedná za nadviazanie spojenia a dohodnutí sa na spôsobe komunikácie.}

^{IR LMP (IR Link Management protokol) poskytuje multiplexované zaručované spojenie pre vyššie vrstvy, prípadne koncové aplikácie. Dovoľuje teda súčasnú komunikáciu viacerých koncových bodov cez jedno IR LAP spojenie.}

^{IAS (Information Access Server) poskytuje informácie o zabudovaných vyšších protokoloch. Okrem IrCOMM existujú ďalšie ako napríklad Tiny TP, OBEX, IrLAN (tieto zatiaľ nie sú podporované).}

^{IrCOMM vytvára virtuálne obojsmerné COM alebo LPT spojenie mezdi dvoma zariadeniami. Aplikácie môžu navzájom komunikovať rovnako ako keby boli prepojené káblom cez COM alebo LPT port. Doručovanie dát je zaručené, teda akékoľvek chyby v prenose sa automaticky korigujú v predchádzajúcich vrstvách. Tento protokol je vhodný všade tam kde je už vypracovaná komunikácia cez COM alebo LPT port nakoľko nevyžaduje žiadny zásah do koncových aplikácií.}

^{Implementácia}

^{Pri implementácii na 8-bitové mikroradiče sme ovplyvnení niekoľkými obmedzeniami:}

^{Pre rýchlosti do 115200 bit/sek. definuje IrDA jednoduché a lacné riešenie založené na klasickom sériovom prenose podľa V24 (RS232). Pre nízke rýchlosti prenosu (9600, 19200 bps) je možné priame pripojenie Ir prijímača/vysielača (napríklad HSDL-1001) k mikroradiču. Výstup infra-prijímača sa pripojí na prerušovací vstup mikroradiča. Riadenie celej komunikácie i kódovanie zabezpečuje mikroradič. Na nasledovnom obrázku je znázornená schéma pripojenia.}

^{V prípade požiadavky komunikačných rýchlostí až do 115200 bps je treba použiť modulátor a demodulátor pre riadenie Ir prijínača/vysielača (napr. HSDL-7001), alebo vysoko výkonný mikroradič SX firmy Ubicom(http://www.ubicom.com Bloková schéma potom vyzerá nasledovne:}

^{Naša implementácia IrDA sa vyznačuje:
– secondary devices (teda sám neiniciuje nadviazanie komunikácie s ďalším IrDA zariadením)
– dovoľuje komunikáciu rýchlosťami až do 115200 bps.
window=1Byte}
 

^{Komunikačný program je doteraz implementovaný pre tieto rodiny mikroradičov:}

1. ^8051*

2. ^{Atmel AVR*}

3. ^{Ubicom (predtým Scenix) SX 28}

^{*IrDA-implementácia má dĺžku približne 3000 byte a vyžaduje asi 64 byte dátovej pamäte; teda dá sa implementovať do typov  so zodpopvedajúcou veľkosťou pamätí-nezabudnúť pritom ale na skutočnosť, že pre vlastnú aplikáciu je  treba tiež niečo rezervovať.}

^Software

^{Komunikačný program ponúkame v nasledovnom rozsahu:}

1. ^{zdrojový kód}

2. ^{zdrojový kód vrátane 3-mesačnej podpory}

^Aplikácie

^{Datalogger na báze ATmega103. V tejto aplikačnej poznámke je podrobne popísané nasadenie infra-komunikácie medzi výkonným 8-bitovým mikrokontrolérom a Palm handheldom. IrDA -stack vyvinutý firmou psh-mikro je implementovaný v systéme na zber dát vrátane podrobných schém, stavových a vývojových diagramov. Poznámka je písaná po anglicky.}

^{BT2 - merač viskozity betónu firmy Schleibinger Geräte GmbH. Je to prenosný prístoj, ktorý umožnuje v teréne merať viskozitu betónu. Meranie pozostáva zo záznamu údajov z troch tenzometrických snímačov a rýchlosti otáčania. Merania sú doplnené časovým údajom zo zabudovaného RTC a uložené do pamäte FLASH. Z tejto pamäte je možné jednotlivé merania vyčítať do prenosného zápisníka (PDA) Palm Pilot. Ten dovoľuje zobrazenie načítaných údajov vo forme grafu a ich prenos a spracovanie v PC. Okrem toho sa Palm používa na nastavenie parametrov prístroja (kalibrácia). Takéto riešenie má výhodu v tom, že v prostredí staveniska (prach, voda, cement, agresívne chemické látky) nemusíme použiť drahé a labilné LCDispleje a tiež v bezkontaktnej alebo lepšie bezkonektorovej komunikácii.}