Uma grande tendência na área industrial tem sido a aplicação de tecnologias de redes de comunicação, como o protocolo CAN (Controller Area Network), como solução em sistemas de controle distribuído. O maior desafio no desenvolvimento de sistemas distribuídos baseados em redes industriais é o efeito dos atrasos de comunicação da rede no desempenho do sistema de controle. Este fato tem norteado o desenvolvimento de modelos e ferramentas de simulação para calcular esses atrasos, analisar o desempenho e simular o comportamento temporal desses sistemas. Sob este contexto, apresenta-se o desenvolvimento de um modelo matemático e de um modelo com Redes de Petri Coloridas para simulação de sistemas de controle distribuído baseados no protocolo CAN. Os modelos desenvolvidos apresentaram grande flexibilidade e potencial de aplicação, permitindo a obtenção de diversos parâmetros relacionados ao desempenho da rede e do sistema distribuído. Além disso, um caso de estudo referente à simulação de um sistema distribuído com rede CAN para um robô móvel permitiu evidenciar que os modelos desenvolvidos podem ser utilizados para a análise de qualquer aplicação de sistemas de controle distribuído com redes CAN.
The multidisciplinary practices of Precision Agriculture (PA) which use embedded electronic and remote sensing in agricultural machinery has demanded researches of sensors and communication networks for data acquisition and control in the farm field. The CAN-Based Distributed Control System (DCS) according to ISO 11783 (or ISOBUS) standard provides the interconnection of electronic devices embedded in agricultural machinery and implements through a control network and serial data communication. The IsoAgLib is an Object Oriented C++ library that has the communication services and needed management systems according with the ISO 11783 standard. This library allows building ISOBUS compatible equipment without the protocols implementation contained in this standard. This work presents the remote access of CAN-Based DCS workbench for the IsoAgLib study and implementation to support the development of the CAN-Based DCS systems, the ISO 11783 standard parts, the PA and the Information and Communication Technology (ICT). The CAN-Based DCS workbench consists in two Personal Computers (PC), one desktop and one notebook. The DCS connection between two PCs is by embedded CAN hardware from Vector CANtech Inc.. The IsoAgLib library is implemented, compiled and executed on the desktop. In the notebook, there is an Electronic Control Units (ECU) called Virtual Terminal (VT) simulator of Vector CANtech Inc., which allows the visualization of the IsoAgLib executable from desktop. To remotely access this workbench, is used the web service LogMeIn Free from LogMeIn Inc. with the web browser Mozilla Firefox from Mozilla Foundation. The evaluation of the connection was done by analyzing the log messages of the remote access and the log messages thorough CAN-bus between IsoAgLib executable and the VT simulator. The remote connection of the CAN-Based DCS workbench provides free access to expensive hardware and software (Vector CANtech Inc. products). Provides distance learning for researchers and professionals of ISO 11783 extensive standard, and for the PA and ICT applications, in CAN-Based DCS automation area.
Celestial, por sua constante presença em meu coração.Aos meus pais e ao meu irmão, pelo seu apoio, amor, carinho e esperança depositados em mim em todos os momentos.Ao meu orientador Dr. Ricardo Yassushi Inamasu, pela amizade, confiança no trabalho e dedicação nas orientações.Ao amigo Rafael Vieira de Sousa, pelo seu apoio e incentivo, que foram fundamentais para os bons resultados desse trabalho.Aos meus grandes amigos, por sua amizade e presença em todas as horas.Ao Amigo Hilano José Rocha de Carvalho, por sua grande colaboração nesse trabalho.Aos professores, pesquisadores, funcionários do Departamento de Engenharia Elétrica da EESC USP, pelo apoio recebido.A todos os amigos do Laboratório de Simulação, pelo companheirismo e pelo trabalho em equipe.Ao professor Dr. Adenilso da Silva Simão, pela cooperação.Aos Amigos Ferdinando Monsignore, Luciano Vieira Koengnikan, Maurício Fernando Lima Pereira, pela amizade, colaboração e presença em todas as horas. A Mariana Henrique Passoni, por seu amor e companheirismo. Ao amigo Fábio Girardi, pela amizade e incentivo. i RESUMO LOPES, W.C. (2007), Análise de Desempenho do Procolo CAN para Aplicação na Área Agrícola utilizando Rede de Petri Colorida. Dissertação (Mestrado) -Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2007. Empresas e instituições de pesquisa nacionais e internacionais tem concentrado esforços no sentido de desenvolver e promover a implementação do padrão internacional ISO 11783, baseado no protocolo de comunicação digital CAN (Contoller Network Area), para integração de dispositivos em máquinas e implementos agrícolas. Nesse contexto, é apresentado o desenvolvimento e a aplicação de um modelo baseado no formalismo das redes de Petri como uma ferramenta de suporte para a análise e implantação de uma rede CAN em aplicações com tempos-críticos. O modelo foi elaborado no ambiente para edição e simulação DesignCPN, sendo que a simulação é utilizada para a análise do desempenho e do comportamento de uma rede CAN com diferentes configurações que será embarcada em um veículo autônomo agrícola (VAA). Palavras-Chave: Automação Agrícola; Controller Area Network(CAN); Rede de Petri ii ABSTRACT LOPES, W.C. (2007), Analysis of Performance of protocol CAN for Agricultural Field Application using Coloured Petri Net. M.Sc. Dissertation -Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2007. International and national research institutions and companies have focused efforts to develop and promote the implementation of the international standard ISO 11783, based upon the digital communication protocol CAN (Controller Area Network), in order to integrate devices in machines e agricultural implements. Therefore, it is presented the development and the application of a model based on Petri nets´formalism as a tool for the support, analysis and accomplishment of a CAN bus in time-critical applications. The model was constructed in an environment for edition and simulation of Colored Petri nets, the software DesignCPN. The...
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