Redes cableadas CAN bus para Internet de las cosas desde una plataforma abierta.

Introducción

Este artículo trata sobre una serie de productos para manejar redes cableadas para internet de las cosas. Si no estás muy familiarizado con Internet de las cosas, quizás puedes leer uno de nuestros primeros artículos. También puede ser bueno leer el mismo para tener algunos criterios diferentes a los aplicados en el mercado y sobre todo sobre los criterios de diseño de redes cableadas para control inteligente.

En esta nota te introduciremos en la plataforma NoCan IoT la cual permite la creación de una red cableada sencilla compuesta por nodos compatibles con Arduino conectados a través del bus CAN. Esta solución puede ser adecuada para aplicaciones donde la seguridad ofrecida por los sistemas inalámbricos no sea suficiente. La red está formada por una serie de nodos interconectados con un cableado de 4 conductores. Cada nodo podrá estar separado hasta una distancia de 300 metros. El bus permite llevar alimentación y red de datos.  La alimentación podrá tener un nivel de tensión de 12 o 24 voltios, donde en cada nodo esta es reducida a 5 y 3.3 voltios. La red de datos se basa en un bus CAN que permitiendo una velocidad de comunicación de 125 kbps pero con el agregado de que puede manejar la asignación automática de direcciones y mensajes de publicación y subscripción. Este sistema tiene un criterio semejante a las soluciones PoE pero a una velocidad e comunicación más lenta y con una implementación más económica.

El funcionamiento de la red de nodos requiere de un dispositivo maestro. Cada nodo es una placa compatible con Arduino llamada CANZERO basada en un microcontrolador Atmel SAMD21 y ofreciendo el mismo tamaño y el mismo pinout del  Arduino MKR Zero. Podrás escribir tus rutinas en el IDE Arduino y luego bajar los archivos binarios directamente en cualquier nodo conectado a la red. El maestro esta compuesto por una unidad Raspberry Pi combinada con una interface especifica Omzlo PiMaster. La administración de la red está dada por el maestro el cual también actúa como Gateway entre la red CAN y el mundo exterior. Cada nodo de la red puede dialogar con cualquier otro y con exterior de la red. Por medio de aplicaciones de líneas de comando se puede enviar y recibir mensajes a los usuarios a cualquiera de los nodos. Permitiéndose también su automatización a través de scripts o controlar a través de teléfonos celulares inteligentes a través de Blynk .  Así también puede ser conectado a la mayoría de los sistemas de visualización y gestión de datos para internet de las cosas por medio de MQTT (Message Queue Telemetry Transport). Este último es un protocolo utilizado para la comunicación M2M ( maquina a maquina) en internet de las cosas. La arquitectura de este sistema de comunicación esta basada en una estrella lógica donde un dispositivo hace de servidos para la comunicación de mensaje sencillos entre los nodos. La comunicación se basa en que cada cliente puede iniciar un tema y los nodos que lo requieran subscribirse a dicho tema para dialogar.

¿Es una plataforma abierta?.

Si, NoCAN es uan plataforma abierta de hardware y software. La ambición de sus desarrolladores es que este sistema pueda crecer y volverse popular en el futuro. Desde nuestro punto de vista nos parece una opción interesante para aplicaciones con redes cableadas no Ethernet. Reduciendo el costo de los cableados y requiere de cables de solo cuatro conductores, lo cual lo hace también más responsable ecológicamente hablando.

Su arquitectura de red.

Toda red NoCAn esta formada por un Master Rasberry Pi con una interface PiMaster HAT y por lo menos un nodo CANZERO Arduino.

La interface del PiMaster necesita una fuente de 6 a 28 voltios que se utiliza para alimentar los nodos y la Raspberry Pi. La Raspberry Pi actua como un Gateway entre la red NoCAN y el mundo exterior. El Master puede actuar como Gateway de Wifi o Ethernet, dependiente de la versión de Raspberry Pi utilizada.

En las próximas ediciones seguiremos describiendo esta solución para aplicaciones de control distribuido e internet de las cosas por medio de plataformas abiertas de hardware y software.

 

 


Fuentes:

 Esta nota fue publicada gracias a la autorización de Alain Pannetrat for Omzlo..  

 

Gustavo Reimondo
Acerca de Gustavo Reimondo 29 Artículos
Gerente de Tecnología Humanizada. Coordinador del proyecto Realidad Empoderada. Un proyecto de realidad virtual para la concientización en una praxis solidaria. Miembro del grupo: "La familia de la calle", organización conformada por personas indigentes y no indigentes en una relación igualitaria. Coordinador de proyectos de Infraestructura Física de Telecomunicaciones. Experto en Robótica, Instrumentación & Control, IoT, Sensórica y sistemas microcontrolados.

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