Easy handling of sensors and actuators over TCP/IP networks by open source hardware/software

Abstract

Existen varias soluciones específicas para acceder a sensores y actuadores presentes en cualquier proceso o sistema a través de una red TCP / IP, ya sea de tipo local o de área amplia como Internet. El uso de sensores y actuadores de diferente naturaleza y diversas interfaces (SPI, I2C, analógico, etc.) hace que el acceso a ellos desde una red de una manera homogénea y segura sea más complejo. Es necesario un marco, que incluya recursos de software y hardware, para simplificar y unificar el acceso en red a estos dispositivos. En este documento, se presenta un conjunto de herramientas de software de código abierto, específicamente diseñadas para cubrir los diferentes problemas relacionados con el acceso a sensores y actuadores, y dos arquitecturas de hardware de bajo costo propuestas para operar con las herramientas de software mencionadas anteriormente. Permiten un acceso integrado y fácil a sensores y actuadores locales o remotos. Las herramientas de software, integradas en la herramienta de creación gratuita Easy Java y Javascript Simulations (EJS) resuelven los problemas de interacción entre el subsistema que integra sensores y actuadores en la red, llamado subsistema de convergencia en este documento, y la Interfaz Hombre-Máquina (HMI). éste diseñado utilizando el sistema gráfico intuitivo de EJS, ubicado en la computadora del usuario. Se describen las arquitecturas de hardware y las herramientas de software propuestas y se presentan implementaciones experimentales con las herramientas propuestas.

There are several specific solutions for accessing sensors and actuators present in any process or system through a TCP/IP network, either local or a wide area type like the Internet. The usage of sensors and actuators of different nature and diverse interfaces (SPI, I2C, analogue, etc.) makes access to them from a network in a homogeneous and secure way more complex. A framework, including both software and hardware resources, is necessary to simplify and unify networked access to these devices. In this paper, a set of open-source software tools, specifically designed to cover the different issues concerning the access to sensors and actuators, and two proposed low-cost hardware architectures to operate with the abovementioned software tools are presented. They allow integrated and easy access to local or remote sensors and actuators. The software tools, integrated in the free authoring tool Easy Java and Javascript Simulations (EJS) solve the interaction issues between the subsystem that integrates sensors and actuators into the network, called convergence subsystem in this paper, and the Human Machine Interface (HMI)—this one designed using the intuitive graphical system of EJS—located on the user’s computer. The proposed hardware architectures and software tools are described and experimental implementations with the proposed tools are presented.