Tcc sistema de automação residencial baseado em plataforma open hardware e open source

FACULDADE DE INFORMÁTICA DE OURO PRETO
DO OESTE - FIOURO

KASSIANO HENRIQUE DE OLIVEIRA PRETTO

SISTEMA DE AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL BASEADO EM PLATAFORMA
OPEN HARDWARE E OPEN SOURCE

Ouro Preto do Oeste
2011



Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado a Faculdade de Informática
de Ouro Preto do oeste - FIOURO, para
obtenção de grau acadêmico de Bacharel
em Sistemas de informação, sob
orientação do Professor Me Vagner
Schoaba.

Ouro Preto do Oeste
2011



Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade de Ouro Preto do
Oeste – UNEOURO, em 13/12/2011, para obtenção de grau acadêmico de Bacharel
em Sistemas de Informação, sob orientação do Professor Me Vagner Schoaba.
.

AVALIADORES

_________________________________,___________
Cleyton Ferrari, Esp – Nota

_________________________________,___________
Juliana Braz da Costa, Esp – Nota

_________________________________,___________
Vagner Schoaba, Me – Nota

____________________
Média

Ouro Preto do Oeste
2011

Agradecimentos

Agradeço primeiramente a Deus, por ter
me dado à oportunidade de estar
cursando o nível superior, a minha família
que sempre me apoiou e entendeu
aqueles momentos que não foi possível
estar presente, por motivos maiores de
estar me dedicando aos estudos. A todos
os meus professores e amigos da
faculdade que nos acompanharão.

"Ter coragem não é algo que requeira qualificações excepcionais, fórmulas mágicas ou
combinações especiais de hora, lugar e circunstância. É uma oportunidade que, mais cedo
ou mais tarde, é apresentada para cada um de nós."
( John F. Kennedy )

RESUMO

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema para que
gerencie aparelhos elétricos de uma residência de maneira digital, assim irá oferecer
mais conforto e segurança aos usuários. O simples fato de uma pessoa ter que se
levantar para ligar ou desligar um interruptor de uma lâmpada, pode ser
implementado com um SAR (Sistema de Automação Residencial), que é tudo o que
se automatiza em uma residência de maneira manual para automática ou digital. O
desenvolvimento será baseado em plataformas Open Hardware e Open Software,
com a intenção de oferecer ao usuário um sistema de baixo custo, assim irá se
propagar em diversos níveis de classes sociais. O sistema será baseado em duas
plataformas, cliente e servidor, sendo que a cliente será disponibilizada um site o
SAR-WEB, para que o usuário possa utilizar para gerir a sua residência de qualquer
plataforma que tenha acesso a internet, a versão servidor que é o SAR-LOCAL será
instalado no computador que irá ficar o servidor web, sendo que o mesmo irá
verificar alterações efetuadas no banco de dados feitas pelo SAR-WEB assim
enviando comandos para um microcontrolador Arduíno com as Shields relés e
temperatura.

Palavras Chaves: Conforto, Segurança, Dispositivo Móvel, Residência.

ABSTRACT

This study aims to develop a system to manage appliances in a home so digital, so
will offer more comfort and safety for users. Just because a person has to get up to
turn a switch on a lamp, can be implemented with a SAR (Home Automation
System), which is all that automates the way home in a manual or automatic digital .
The development platforms will be based on Open Hardware and Open Software,
with the intention of offering the user a low cost system, and will propagate at
different levels of social classes. The system is based on two platforms, one client
and one server, and the customer will be provided a web-site SAR, so that the user
can use to manage your home on any platform that has Internet access, the server
version what is the SAR-LOCAL will be installed on the computer that will run the
web server, and will check the same changes to the database made by the SAR-
WEB so by sending commands to a microcontroller with the Arduíno Shields relays
and temperature.

Keywords: Comfort, Safety, Mobile Device, Home.

LISTA DE FIGURAS

Figura 01 – Desenho Gráfico do Arduíno 18
Figura 02 – Arduíno Serial 19
Figura 03 – Arduíno UNO 20
Figura 04 – Arduíno MINI 21
Figura 05 – Arduíno LilyPad 22
Figura 06 – Arduíno BT 23
Figura 07 – Arduíno MEGA 24
Figura 08 – Módulo Relé 25
Figura 09 – Sensor de Temperatura 26
Figura 10 – Diagrama de Caso de Uso 34
Figura 11 – Diagrama de Sequência do formulário de Cadastro 35
Figura 12 – Diagrama de Sequência do acionamento de dispositivos 35
Figura 13 – Diagrama de Entidade Relacional 37
Figura 14 – Funcionamento do Sistema 38
Figura 15 – Shields Ethernet acoplada no Arduíno MEGA 40
Figura 16 – Tela de Login do Sistema 41
Figura 17 – Tela Inicial do Sistema 42
Figura 18 – Tela de Cadastros 43
Figura 19 – Tela de Cômodos Cadastrados 44
Figura 20 – Tela de Cadastro de Cômodos 45
Figura 21 – Tela de Edição de Cômodos 46
Figura 22 – Tela de exibição dos Dispositivos 47
Figura 23 – Tela de Edição de Dispositivos 48
Figura 24 – Tela de Usuários Cadastrados 49
Figura 25 – Tela de Cadastro de Usuarios 50
Figura 26 – Tela de Edição de Usuários 51
Figura 27 – Tela principal de Gerenciamento 52
Figura 28 – Tela de Exibição do Dispositivo Cadastrado ao Cômodo 53
Figura 29 – Tela de Gerenciamento do Dispositivo 54
Figura 30 – Tela de Exibição do Dispositivo Cadastrado ao Cômodo 55

Figura 31 – Tela de Exibição da Temperatura do Ambiente 56
Figura 32 – Tela do SAR-LOCAL 57
Figura 33 – Tela do SAR-LOCAL em Execução 58
Figura 34 – Tela do SAR-LOCAL na Barra de Tarefas 59
Figura 35 – Maquete 60

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

1. PHP - Hypertext Preprocessor
2. PIC - Programmable Interface Controller
3. I/O - Input/output
4. SAR - Sistema de Automação Residencial
5. GNU GPL - General Public License
6. BSD - Berkeley Software Distribution
7. LGPL - Lesser General Public License
8. DLL - Dynamic-link library
9. USB - Universal Serial Bus
10. V – Volts
11. PWM - Pulse Width Modulation
12. mA – miliAmperes
13. Mhz - mega-hertz
14. KB - Kilobyte
15. HTML - HyperText Markup Language
16. HTTP - Hypertext Transfer Protocol
17. IMAP - Internet Message Access Protocol
18. SNMP - Simple Network Management Protocol
19. NNTP - Network News Transfer Protocol
20. POP3 - Post Office Protocol
21. NCP - Network Control Protocol
22. FTP - File Transfer Protocol
23. WWW - World Wide Web

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO .................................................................................................................................... 10

2. AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL ..................................................................................................... 11

2.1 OPEN HARDWARE E OPEN SOURCE ..................................................................................... 13

2.2 HARDWARE UTILIZADO........................................................................................................ 16

2.3.1. ARDUÍNO ......................................................................................................................... 16

2.3.2. VERSÕES ARDUÍNO .......................................................................................................... 18
A. ARDUÍNO SERIAL............................................................................................................................ 19
B. ARDUÍNO UNO ............................................................................................................................... 20
C. ARDUÍNO MINI .............................................................................................................................. 21
D. ARDUÍNO LILYPAD ......................................................................................................................... 22
E. ARDUÍNO BT .................................................................................................................................. 23
F. ARDUÍNO MEGA ............................................................................................................................ 24

2.3.3. SHIELDS ............................................................................................................................ 25
A. SHIELDS MÓDULO RELÉ ................................................................................................................. 25
B. SHIELDS SENSOR DE TEMPERATURA ............................................................................................. 26

3. METODOLOGIA E FERRAMENTAS ............................................................................................ 27

A. PHP ........................................................................................................................................... 27

B. BANCO DE DADOS MYSQL........................................................................................................ 28

C. APACHE .................................................................................................................................... 28

D. WAMPSERVER 2.1E .................................................................................................................. 29

E. C/C++ ........................................................................................................................................ 29

F. DIA 0.97.1-1.............................................................................................................................. 29

G. INTERNET.................................................................................................................................. 30

H. REDES SEM FIO ......................................................................................................................... 31

I. DDNS ........................................................................................................................................ 31

J. VISUAL BASIC 2008 EXPRESS EDITION ..................................................................................... 32

K. JQUERY ..................................................................................................................................... 32

3.1 MODELAGEM DO SISTEMA .................................................................................................. 33

A. UML .......................................................................................................................................... 33

B. CASO DE USO............................................................................................................................ 33

C. DIAGRAMA DE SEQUÊNCIA ...................................................................................................... 34

D. DICIONÁRIO DE DADOS ............................................................................................................ 36

E. DIAGRAMA DE ENTIDADE RELACIONAL ................................................................................... 37

4. FUNCIONAMENTO DO SISTEMA .............................................................................................. 38

A. COMPONENTES DO SISTEMA ................................................................................................... 39

B. ACESSO AO SISTEMA ................................................................................................................ 39

C. PROJETOS FUTUROS ................................................................................................................. 39

5. RESULTADOS ............................................................................................................................ 41

CONCLUSÃO ...................................................................................................................................... 61

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................................................... 62

APÊNDICES ........................................................................................................................................ 65

1. CÓDIGO FONTE DO SISTEMA ................................................................................................... 66

10

INTRODUÇÃO

Novas tecnologias surgem, e cada vez mais as pessoas procuram facilidades
para o seu dia a dia, porém, muitas dessas tecnologias possuem alto valor de
implantação, que torna difícil a aquisição.

Quando fala-se em tecnologia, as pessoas associam este termo aos carros e
seus computadores de bordo, celular, tablets e dezenas de outros dispositivos
disponíveis no mercado. Algo que chama a atenção de muitos por oferecer grande
conforto e segurança, são as casas inteligentes que podem ser gerenciadas por
pessoas sem mesmo que esteja dentro dela.

Muitas ações podem ser executadas, até o simples fato de uma pessoa ligar
e desligar uma lâmpada pelo interruptor pode ser modificado com a implantação de
um sistema de automação residencial, poderá ser manipulado por um sistema que é
controlado por um computador ou até mesmo um dispositivo móvel com acesso a
rede de internet.

Um sistema de automação residencial é composto de placas microcontrolada
com chip programável e um sistema lógico para gerenciamento, sendo que placas
microcontroladoras mais sofisticadas possuem um valor alto de implantação e
ferramentas mais complexas para a utilização.

Visando um baixo custo para a implementação do sistema será utilizado o
microcontrolador Arduíno, que é de código aberto e livre para que pessoas com
conhecimento em eletrônica e programação possam utilizar da sua imaginação para
desenvolver projetos. Com as fabricações das Shields podem-se adicionar novos
componentes que aumentam a capacidade de gerenciamento do Arduíno, como
placas de rede, Bluetooth, Sensores entre outros.

Propondo a implementação de um sistema que será capaz de gerenciar uma
residência, que será utilizado das mais novas tecnologias para que se possa garantir
conforto e segurança às pessoas que irão ter acesso ao uso do SAR-WEB.

11

2. AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL

Domótica que se refere à junção da palavra latina Domus (casa) com
Robótica, que se traduz na instalação de tecnologia em uma residência, que a torna
a Automação Residencial.

De acordo com ALPHATRON (2011), nos Estados Unidos a Automação
Residencial já esta presente em mais de 5 milhões de residência, é amplamente
utilizado no Canadá, Europa e Ásia.

No Brasil ainda é pouco difundido o uso de automação residencial, mas com
as novas tecnologias que estão surgindo, logo todos poderão automatizar as suas
residências com um baixo custo. O gerenciamento ocorre com o uso de um controle
remoto ou até mesmo um telefone celular, e é um procedimento nominado de
Automação Residencial.

A grande comodidade de estar no quarto e poder desligar a luz da sala pelo
telefone celular já pode ser implantado por um sistema de automação residencial.
Podem-se incluir itens como iluminação, segurança, temperatura de ambientes e
controle de equipamentos diversos.

No controle de iluminação, como por exemplo, pode ser ligado e desligado
uma luz em um exato momento assim como programar horários para permanecerem
ligadas durante um período.

Ao se afastar da residência, uma pessoa pode programar para que em
determinada hora as luzes do jardim possam se desligar, permitindo a simulação da
presença de uma pessoa na residência, afastando possíveis invasões por elementos
mal intencionadas.

Na área de segurança, um sistema de automação residencial pode gerenciar
sensores instalados na residência. Assim poderá acionar alarmes ou comunicar ao

12

proprietário da residência, através de alertas no telefone celular ou e-mail, a
presença de um intruso.

A temperatura de um ambiente interno pode variar com o horário e o clima
das estações do ano. Em um SAR encontram-se sistemas capazes de fazer a leitura
da temperatura de um ambiente, dessa forma pode ser programadas ações de
acordo com a temperatura. Como por exemplo, caso a temperatura esteja abaixo de
15ºC, um aquecedor poderá ser acionado para permanecer ligado até que a
temperatura chegue em 20ºC. A mesma checagem poderá ocorrer quando a
temperatura estiver elevada, sendo assim, o sistema poderá acionar o ar-
condicionado e reduzi-la até um determinado ponto.

Controles de equipamentos podem ser incluídos de acordo com a
necessidade. Assim como o ar-condicionado e o aquecedor, outros dispositivos
podem ser controlados para diversas finalidades, como, alimentar um animal, ligar
ou desligar regadores de plantas, filtros de piscinas, aquários e outros. Existe uma
gama de equipamentos que podem ser acionados e programados para determinado
tempo em funcionamento, bastando para isso, estar interligado ao SAR.

13

2.1 OPEN HARDWARE E OPEN SOURCE

Para o desenvolvimento do projeto serão utilizadas às plataformas Open
Source e Open Hardware, visando o menor custo possível para a implantação do
sistema, assim o SAR irá se popularizar com mais facilidade. Nos Tópicos abaixo
serão detalhados o que são cada uma das plataformas.

• Open Hardware são placas que tem a disposição às informações para
que possam ser fabricadas, são fornecidos os diagramas, circuito impresso e dados
técnicos, assim pessoas podem produzi-las domesticamente e até mesmo
comercializá-la.

Segundo MELLIS (2009), o Hardware de código aberto traz as vantagens de
se adaptar ao modelo de negócios e o fornecimento de diversas situações para os
projetos. Empresas podem vender kits para a montagem de dispositivos compatíveis
com Arduíno, por exemplo.

Para MELLIS (2009), o Hardware de código aberto em longo prazo vai se
sustentar, pois é diferente de outros negócios. As empresas têm que fazer um preço
justo para que possam vender. Trabalhando com o código aberto, nos influencia a
cada vez mais trabalhar com qualidade, pois outras empresas podem fabricar o
mesmo produto e vender.

• Open Source são sistemas que fornecem os códigos para que mais
pessoas podem modificá-los e melhorá-los, Open Source em português significa
código aberto e também muito conhecido como sendo Software livre. Em 1998 a
empresa OSI (Open Source Initiative) criou o termo Open Source.

Para CAMPOS (2006), “Software Livre é o software que pode ser usado,
copiado, estudado, modificado e redistribuído sem restrição”.

Para SACSTECH CONSULTORIA E SERVIÇOS(2011), um programa com
código aberto deve garantir os seguintes requisitos.

14

• Distribuição livre, a Licença não deve restringir de nenhuma maneira
a venda ou distribuição do programa gratuitamente.
• Código Fonte, deve ser incluído o código fonte junto a distribuição, ou
em outra fonte na internet, e deve ser de fácil entendimento para
qualquer programador.
• Trabalhos derivados, podem ser modificados e distribuídos da mesma
maneira que foram distribuídos a licença original.
• Integridade do autor do código fonte, a licença pode restringir o
código fonte de ser distribuído em uma forma modificada apenas esta
permitir a distribuição de atualização do código fonte para o propósito
de modificação do programa no momento de sua construção.

• Não discriminação contra pessoas ou grupos, A licença não pode
discriminatória contra qualquer pessoa ou grupo de pessoas.

• Não discriminação contra áreas de atuação, A licença não deve
restringir qualquer pessoa de usar o programa em um ramo específico
de autuação.

• Distribuição da Licença, Os direitos associados ao programa devem
ser aplicáveis para todos aqueles cujo programa é redistribuído, sem a
necessidade de execução de uma licença adicional para estas partes.

Atualmente existem diversos tipos de licenças Open Source, os quais serão
descrito a seguir.

Para BORTOLI (2009), GNU GPL - A Licença Pública Geral GNU (GNU
General Public License, GPL) é a mais comum existente, e prevê que os softwares
sob sua guarda estejam em código-aberto e assim permaneçam após eventuais
modificações. Ou seja, se determinada empresa, usuário ou desenvolvedor for
incorporar ou modificar o código, precisará liberar a versão final.

Para BORTOLI (2009), BSD - A licença BSD elaborada pela Berkeley
Software Distribution impõe poucas restrições sobre a forma de utilização,
alterações e redistribuição do software licenciado. Ao contrário da GPL, ela prevê

15

que um software modificado a partir de um código-aberto possa ser vendido, e não
obrigatoriamente aberto.

Para BORTOLI (2009), Artistic License - Essa licença permite a redistribuição
de arquivos binários, mas restringe a redistribuição de códigos modificados, a fim de
proteger os autores de determinado software.

LGPL ou Library GPL. Esta é uma variação da licença GPL que permite o
desenvolvimento de programas de código aberto que contenham módulos
proprietários. Na GPL "tradicional" todo o código do programa é aberto, isso atende
bem à maioria dos projetos colaborativos. A LGPL funciona melhor nestes casos,
pois permite que você desenvolva programas "semi abertos" onde parte do código
do programa está disponível e o restante das funções é proporcionada por alguns
binários que não possuem seu código aberto, estes binários linkados no programa
no momento da compilação, de uma forma análoga às DLL's do Windows.
MORIMOTO (2005).

16

2.2 HARDWARE UTILIZADO

Para o desenvolvimento desde trabalho será utilizado uma placa
microcontroladora que é open hardware e open source, para que o projeto não tenha
um custo elevado, assim se tornando um sistema de baixo custo e fácil aquisição.
Serão detalhados os modelos de placas Arduíno e ao final a placa a ser utilizada no
projeto e seus componentes para que possam auxiliar no gerenciamento de
dispositivos, que são as placas Shields.

2.3 ARDUÍNO

No desenvolvimento deste trabalho será utilizado à placa Arduíno, por ser
uma plataforma de fácil implementação e Baixo custo. Atualmente no Brasil é uma
tecnologia nova, mas segundo o site Olhar digital possui uma comunidade
colaborativa na web o www.arduino.cc, que já possui mais de vinte mil pessoas de
todo o mundo.

Segundo BOEIRA (2011), a placa microcontroladora Arduíno foi inventada na
Itália, em 2005, veio para revolucionar o mundo da tecnologia, pois com ela é
possível trazer o mundo real para a tecnologia ou vice versa, tanto se envia sinais
como recebe sinal de um objeto do mundo real com auxilio de sensores. Trabalha
com um Microcontrolador PIC, que é o gerenciador da placa, pode ser implementada
em diversas linguagens, uma dela é o PHP, que será utilizada para desenvolver o
projeto.

Em 2005 na cidade de Ivrea se iniciou a prototipagem de uma placa
microcontrolada para que as instituições possam reduzir custo na implantação de
projetos estudantis de eletrônica e informática. Assim se deu inicio a plataforma
Arduíno (Arduino.cc).

Conforme o Site Oficial (Arduino.cc), O seu sucesso teve início com o
recebimento de uma menção honrosa na categoria Comunidades Digital em 2006

17

pela Prix ArsElectronica. Assim obteve um grande volume de vendas com mais de
50.000 placas vendidas até outubro de 2008 com o seu microcontrolador AtmelAVR.
Arduíno é uma placa open hardware de licença Creative Commons, sendo assim,
possui diversas empresas que o fabrica e vende por um preço mais acessível, desta
forma estudantes podem desenvolver projetos com o custo reduzido e de ótima
qualidade.

Para Werneck (2009), Arduíno é uma placa microcontroladora, computador
físico baseado numa simples plataforma de hardware livre, que possui suporte para
I/O (entradas/saídas), utilizando uma linguagem de compilação C/C++. O objetivo
desta placa é a criação de projetos de baixo custo, assim poderão ser acessíveis a
usuários de eletrônica básica e informática.

O Arduíno inicialmente foi desenvolvido com uma interface de comunicação
serial, porta de comunicação mais comum para computadores da época. Devido à
evolução dos meios de comunicação entre dispositivos, o Arduíno, atualmente,
possui uma interface de conexão USB, porém, com o surgimento de novas Shields o
mesmo pode expandir suas interfaces de comunicação para rede ethernet, wireless,
Bluetooth, entre outros.

De acordo com o site oficial do Arduíno há um questionamento sobre porquê
usar o Arduíno?

“Há muitos outros microcontroladores e plataformas de microcontroladores
disponíveis para a computação física. Parallax Basic Stamp, BX-24 é
NetMedia, Phidgets, Handyboard do MIT, e muitos outros oferecem
funcionalidade semelhante. Todas essas ferramentas levam os detalhes
confusos de programação de microcontroladores e envolvê-lo em um
pacote fácil de usar. Arduíno também simplifica o processo de trabalhar com
microcontroladores, mas oferece algumas vantagens para os professores,
estudantes e amadores interessados em outros sistemas”.

O autor WERNECK (2009), passa a ideia que o Arduíno por ser
implementada em uma linguagem multi-plataforma, podendo ser desenvolvido em
sistemas Linux, Mac e Windows. Sendo assim Não há a necessidade de programar
um software para cada sistema operacional. Enquanto a maioria dos outros
microcontroladores são limitados para Windows.

18

Possui uma IDE de programação amigável, segundo o site Arduino.cc “até
mesmo uma criança de 12 anos pode desenvolver um aplicativo simples para rodar
no Arduíno”, mas, suficientemente flexível para que usuários avançados possam
desenvolver e utilizar todo o seu potencial.

2.3.1. VERSÕES ARDUÍNO

Até o desenvolvimento deste trabalho foram produzidas comercialmente 11
versões do dispositivo que foram encontradas no site oficial (arduíno.cc) , Arduíno
Serial, Arduíno UNO, Arduíno EXTREME, Arduíno MINI, Arduíno nano, Arduíno
LilyPad, Arduíno NG, Arduíno NG PLUS, ArduínoBT, ArduínoDiecimila, Arduíno
Duemilanove, Arduíno MEGA.

As versões existentes têm o mesmo objetivo, que é controlar os dispositivos
do mundo real, mas cada placa possui uma característica que é o seu tamanho ou
capacidade de gerenciamento. Assim analisando cada uma, poderá identificar qual
placa que será utilizada no projeto a ser desenvolvido.

Figura 01 – Desenho Gráfico do Arduíno

Fonte: http://www.artificialtourism.com/arduino-workshop

Nos próximos tópicos serão detalhadas algumas das versões acima, nas quais
possuem diferenças relevantes entre elas.

19

A. ARDUÍNO SERIAL

Primeira placa desenvolvida para o uso em projetos pequenos e objetivos.
Atualmente não é mais produzida comercialmente, devido a sua interface de
comunicação Serial RS232 que é pouco encontrado no mercado. No site oficial do
Arduíno há dicas de fabricação caseira da placa.

Figura 02 - Arduíno Serial

Fonte: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardSerial

Tabela 01 - Descrição do Arduíno Serial.

Microcontrolador ATMEGA328
Tensão de funcionamento 5V
Tensão de entrada (recomendado) 7-12V
Tensão de entrada (limites) 6-20V
E / S Digital Pinos 14 (dos quais 6 oferecem saída PWM)
Pinos de entrada analógica 6
DC Corrente por pino de E / S 40 mA
Corrente DC 3.3V para Pinos 50 mA
32 KB ( ATMEGA328 ), dos quais 0,5 KB utilizado
Memória Flash
pelo gerenciador de boot
SRAM 2 KB ( ATmega328 )
EEPROM 1 KB ( ATMEGA328 )
Velocidade do clock 8 MHz
Preço Não possui a venda.

Fonte: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardSerial

20

B. ARDUÍNO UNO

O Arduíno UNO representa a versão 1.0, foi a primeira a ser fabricada com a
interface de comunicação USB. A placa Arduíno UNO é mais indicada para
iniciantes devido ao seu baixo custo, mas o que deixa a desejar é a sua pouca
capacidade de gerenciamento de dispositivos.

Figura 03 - Arduíno UNO

Fonte: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno

Tabela 02 - Descrição do Arduíno UNO.
Tensão de entrada (recomendado) 7-12V
Corrente DC 3.3V para Pinos 50 mA
32KB(ATMEGA328), sendo 0,5KB utilizado pelo
Memória Flash
gerenciador de boot
SRAM 2 KB ( ATMEGA328 )
EEPROM 1 KB ( ATMEGA328 )
Preço R$136,00

Fonte: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno

21

C. ARDUÍNO MINI

Placa desenvolvida com um tamanho menor que as anteriores, mas com a
mesma capacidade de processamento das já desenvolvidas, a diferença é que deve
ser adicionado Shields para a comunicação com o computador ou outro Arduíno. É
uma placa para projetos pequenos para ser adaptada em locais que as demais não
se adaptam.

Figura 04 – Arduíno MINI

Fonte: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMini

Tabela 03 – Descrição Arduíno MINI

Tensão de entrada V 7-9
E / S Digital Pins 14 (dos quais 6 oferecem saída PWM)
Pinos de entrada analógica 8 (dos quais 4 são divididos em pinos)
Memória Flash 16 KB (dos quais 2 KB utilizado pelo gerenciador de boot)
SRAM 1 KB
EEPROM 512 bytes
Preço R$86,00

Fonte: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMini

22

D. ARDUÍNO LILYPAD

Placa desenvolvida no modelo circular com 50mm de diâmetro, para projetos
portáteis, devido ser flexível a mesma pode ser montado até mesmo em um tecido,
utilizando uma montagem superficial.

Figura 05 - Arduíno LilyPad

Fonte: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardLilyPad

Tabela 04 - Descrição ARDUÍNO LILYPAD

Microcontrolador ATMEGA168V ou ATMEGA328V
Tensão de funcionamento 2,7-5,5 V
Tensão de entrada 2,7-5,5 V
SRAM 1 KB
EEPROM 512 bytes
Preço R$110,00
Fonte: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardLilyPad

23

E. ARDUÍNO BT

Placa desenvolvida com base no Microcontrolador Atmega168, com a mesma
capacidade que o Arduíno UNO, porém com a grande vantagem de possuir
comunicação sem fio via Bluetooth. Um exemplo que pode ser implementado com
esta placa é um sistema que controle um robô, assim o usuário poderá, através de
um meio de comunicação totalmente sem fio, gerenciar o robô à distância.

Figura 06 – Arduíno BT.

Fonte: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardBluetooth

Tabela 05 – Descrição Arduíno BT.

Tensão de entrada 1,2-5,5 V
DC Corrente por pino de E/S 40 mA
Corrente DC 3.3V para Pin 50 mA
SRAM 1 KB
EEPROM 512 bytes
Velocidade do relógio 16 MHz
Preço R$399,00
Fonte: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardBluetooth

24

F. ARDUÍNO MEGA

O Arduíno MEGA é uma placa modificada com uma grande quantidade de
entradas e saída Digitais e analógicas, que possui duas versões microcontroladora,
o ATMEGA2560 e o ATMEGA1280, a diferença entre elas é a capacidade de
memória flash e gerenciador de boot. Ambas possuem mais capacidade de entradas
e saídas que as placas anteriores, obtendo um ótimo custo e beneficio, esse é um
dos motivos na qual será utilizada a mesma para a construção deste projeto.

Figura 07 – Arduíno MEGA.

Fonte: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega2560

Tabela 07 – Descrição Arduíno MEGA.

Microcontrolador ATMEGA2560 / ATMEGA1280
Tensão de entrada (recomendado) 7-12v
E / S Digital Pins 54 (dos quais 14 oferecem saída PWM)
Corrente DC 3.3V para Pin 50 mA
Memória Flash - ATmega2560 256 KB, dos quais 8KB utilizado pelo gerenciador de boot.
Memória Flash – Atmega1280 128 KB, dos quais 4KB utilizado pelo gerenciador de boot.
SRAM 8 KB
EEPROM 4 KB
Velocidade do relógio 16 MHz
Preço ATMEGA2560 R$ 220,00
Preço ATMEGA1280 R$ 150,00
Fonte: http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega2560

25

2.3.2. SHIELDS

São placas que são usados para que possa ter um maior gerenciamento
junto ao Arduíno, normalmente são instaladas em cima do próprio Arduíno com o
intuito de ocupar menos espaços, mas existem certos modelos que devido ao seu
tamanho e local são instaladas em caixas apropriadas para o uso.

A. SHIELDS MÓDULO RELÉ

O módulo Relé é uma placa de circuito que possui componentes, borne e um
Relé que são projetados para ativar ou desativar um determinado equipamento,
como ventiladores, lâmpadas, liberação de portas e diversos equipamentos que
necessitam de energia para operar, de acordo com a Siemens

Para MORIMOTO (2005), O Relé é um dispositivo eletromecânico, formado
por um magneto móvel, que se desloca unindo dois contatos metálicos.

O módulo Relé que será utilizado neste projeto irá receber uma carga de
entrada de 5volts, que acionará o Relé e libera a energia elétrica para acionar um
dispositivo, como uma lâmpada ou até mesmo um ventilador, a energia liberada
pode variar entre 110volts e 220volts.

Figura 08 – Módulo Relé

Fonte: http://sbt.siemens.com/FIS/productdoc/catalogs/3125pr.pdf

26

B. SHIELDS SENSOR DE TEMPERATURA

De acordo com o Glossário de Termos Técnicos, Sensores são “Sofisticados
instrumentos científicos capazes de detectar e analisar quase tudo que se possa
imaginar”. Existem diversos tipos de sensores, neste projeto serão usados somente
o sensores de Temperatura que analisa a temperatura atual e informam a um
dispositivo que será armazenado ou exibido em alguma tela.

O sensor de temperatura é um componente eletrônico que recebe a
temperatura atual do ambiente e envia ao Arduíno em forma de milivolts, assim o
sistema irá fazer a conversão e tomará as decisões de acordo com a temperatura. O
Sensor a ser utilizado será o LM35 devido ser o que mais se adaptou com a
tecnologia Arduíno.

Figura 09 – Sensor de Temperatura

Fonte: http://www.robotbase.cc

27

3. METODOLOGIA E FERRAMENTAS

Para o desenvolvimento deste projeto, foi utilizado o método dedutivo, e a
pesquisa teórica para que possa colocar os estudos em prática. Foram pesquisados
diversos sites para que auxiliassem nos estudos, pois a utilização de plataformas
open hardware e open source são métodos de grande utilização, para se ter um
sistema de baixo custo e grande diferencial.

Nos tópicos abaixo será detalhado um pouco mais sobre as ferramentas que
serão utilizadas para o desenvolvimento do projeto.

A. PHP

No desenvolvimento da interface deste projeto será utilizada a linguagem de
script PHP, pois esta é considerada uma linguagem de fácil compreensão, multi
plataforma além do fato de ser uma das linguagens mais utilizadas para
programação web. Segundo ULLMAN ( 2001), “PHP é o melhor, mais rápido e mais
fácil de aprender que outras linguagens semelhantes”.

Para BRAVALHERI (2011), PHP é uma ferramenta de desenvolvimento web
de sites dinâmicos, sua linguagem é baseada em scripts. A partir da versão 4 a
linguagem PHP recebeu uma Enginer, aplicativo na qual executa os scripts,
chamada Zend, que pode ser incorporada em HTML. Foi concebido em 1994 por
Rasmus Lerdorf que disponibilizou seu código fonte na web, e possibilitava a
utilização na maior parte dos servidores HTTP.

Segundo BRAVALHERI (2011), A vantagem que o PHP possui suporte nativo
a uma grande quantidade de banco de dados, como o dBase, Interbase, mSQL,
mySQL, Oracle, Sybase, PostgreSQL. Outros serviços podem ser encontrado
através de protocolos, como o IMAP, SNMP, NNTP, POP3 e, logicamente, HTTP.

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B. BANCO DE DADOS MYSQL

O Banco de Dados MySQL é um sistema gerenciador de dados desenvolvido
inicialmente para a sistemas web, possui uma grande quantidade de programadores
que utilizam em seus projetos para web a nível mundial, sendo também que um dos
fatores que influenciam a sua escolha é devido o mesmo ter sua licença gratuita
disponível no site oficial http://www.mysql.com.

Segundo SILVA (2001)
O MySQL é um servidor de banco de dados desenvolvido em C de médio
porte, que conta com um ótimo sistema de segurança. Sua principal
característica é a sua conveniência com o ambiente multiusuário e
multitarefa ideal para a internet. O servidor de banco de dados pode ser
encontrado em diversas plataformas, entre elas: windows, linux, FreeBSD e
Unix. Esse gerenciador possui arquitetura cliente/servidor.

O MySQL possui eficiente gerenciador de transações críticas para a gestão
de e-commerce online, Data Warehousing, sistema de geração de relatórios e
sistemas de analises.

C. APACHE

Será utilizado o Servidor Apache para fornecer um serviço de hospedagem do
SAR-WEB, sendo um dos mais utilizado por programadores PHP, possui sua licença
gratuita e de código aberto para que possa ser alterado.

Para FERNANDO (2011), o servidor Apache foi criado para a interpretação de
linguagens WEB, muito utilizado por programadores em PHP. Possui a função de ler
o programa, e converter fazendo os sistemas rodarem em modo usuário, ou seja,
transformando tudo o que foi escrito em linhas de comando para uma forma visual e
de interação com os utilizadores do sistema. No inicio o servidor Apache foi criado
somente para a plataforma UNIX podendo ser instalado em sistemas operacionais
relacionados, como Linux e FreeBSD, atualmente já é possível a instalação em
plataforma Windows.

29

D. WAMPSERVER 2.1E

WAMPSERVER é um pacote de instalação do servidor WEB com Apache,
PHP e MySql, que já vem pré-configurado, e possui licença gratuita GNU A grande
facilidade de utilização da ferramenta influenciou a sua escolha.

“WAMPSERVER é uma plataforma para desenvolvimento Web no
Windows. Ele permite que você desenvolva aplicações Web dinâmicas utilizando o
servidor Apache 2, a linguagem de script PHP e banco de dados MySQL. Tem
também o PHPMyAdmin para gerenciar mais facilmente seus bancos de
dados.”(WAMPSERV).

E. C/C++

A linguagem C/C++ será utilizada para que possam ser compilados os
códigos na placa Arduíno, assim poderá ser gerenciada a placa com a linguagem de
script PHP.

A Linguagem C++ foi desenvolvida por Dennis M. Ritchie no inicio da década
de 70, herdou idéias e características de outras linguagens de programação, como a
linguagem BCPL que foi criada por Martin Richards em 1967 e a linguagem B, que
foi criada por Ken Thompson em 1970. SAADE, (2003).

Segundo SAADE, (2003)

A linguagem C foi desenvolvida nos Laboratórios Bell, por Bjarne Stroustrup
no início da década de 1980, com a sua primeira versão liberada em 1985.
C++ baseia-se na linguagem C, a qual Stroustrup adicionou características
de orientação a objetos, herdadas da linguagem Simula 67. Assim,
excluindo-se detalhes, C torna-se um subconjunto de C++. Isso quer dizer
que, um programa C é também um programa C++.

F. DIA 0.97.1-1

Será utilizado o Dia para a modelagem dos dados devido ser um programa
gratuito e de fácil uso, possui suporte a maioria dos diagramas. Segundo o site da

30

Info, O DIA é inspirado no programa da Microsoft, o Visio. Ele pode ser usado para
o desenho de diferentes tipos de diagramas. Atualmente, tem objetos especiais para
ajudar no desenho de diagramas de entidade-relacionamento, UML, gráficos de
fluxo, diagramas de rede e muitos outros diagramas.

G. INTERNET

O sistema poderá fornecer um link na internet que o usuário terá o acesso a
ele como se estivesse em sua residência, possibilitando gerenciá-lo, bastando uma
conexão com internet. Possuirá uma ferramenta que fornecera um endereço fixo
para o acesso, assim não será necessária à contratação de um endereço fixo para o
sistema.

Segundo ZEVALLOS (2009), A Internet começou em 1969 com o projeto do
governo americano chamado ARPANET, que tinha como objetivo interligar
universidades e instituições de pesquisa e militares. Na década de 70 a rede tinha
poucos centros, mas o protocolo NCP, foi visto como inadequado, então, o TCP/IP
foi criado e continua sendo o protocolo base da Internet.

No começo a internet tinha poucos fins, Transferência de Arquivos (FTP),
acesso de sessões em host (Telnet), e o serviço mais utilizado era o de e-mail. Logo
na década de 80 se criou a internet que utilizamos hoje. Segundo o Autor Zevallos
(2009), Tim Berners-Lee do CERN, lança o WWW no ano de 1991, que foi a base
para que Marc Andreses lança-se o Mosaic para Unix em fevereiro de 1993 e logo
em agosto lançaram a versão para o Windows.

Como a internet está sendo o principal serviço de conectividade e cada vez
mais presente em nossas vidas, a melhor opção do gerenciamento via internet
poderá ser implantado.

31

H. REDES SEM FIO

Para a que o sistema tenha um melhor desempenho quando se encontra o
usuário em sua residência será utilizado um Access Point, assim o usuário irá
conectar na sua rede e utilizar o sistema com a melhor velocidade possível.

Access Point é um dispositivo responsável por fazer a interconexão entre dois
dispositivos móveis, e se pode utilizar a intranet para o acesso ao sistema.

Rede sem fio trata-se de aplicar a tecnologia wireless como meio de
comunicação em uma rede local de computadores, substituindo o cabeamento
convencional HENZE, ALLAN GABRIEL Apud PAHLAVAN, (2002).

Segundo MORAES (2007) “cada Access point pode atender a vários usuários
na mesma rede e sua área de cobertura fica em torno de 100 metros de raio”.

O Access Point possui um sistema de gerenciamento da rede, assim poderá
utilizá-la com segurança, para que não tenha problemas com invasões de usuários
mal intencionados.

I. DDNS

Conexões do tipo ADSL, Cable Modem, Velox, Speedy e outras formas de
banda larga, apesar de muito velozes, têm o inconveniente de fornecer um
endereçamento com IP Dinâmico. Ou seja, a cada conexão, o computador terá um
IP diferente da conexão anterior.

Isto inviabiliza a utilização de Servidores Web, Sistemas de Webmail, VPN,
Controles Externos e outros serviços que necessitam de um endereço IP Fixo para
conexão de usuários.

O DDNS foi desenvolvido pela Winco para resolver este problema de uma
forma extremamente simples de usar. Uma vez instalado, o DDNS cria um nome fixo

32

que passa a representar o IP da conexão do usuário, mesmo que o IP mude,
viabilizando serviços essenciais para sua empresa.

O DDNS será utilizado para que o SAR-WEB esteja disponível na rede de
internet, assim possibilitando o uso do em locais que tenha acesso a internet.

J. VISUAL BASIC 2008 EXPRESS EDITION

Segundo a MICROSOFT(2008) o Visual Basic Express Edition, pode se criar
aplicativos para o Windows, encontrando uma série de ferramentas poderosas para
o desenvolvimento dos projetos. O Visual Basic é uma linguagem de programação
que oferece um ambiente de desenvolvimento integrado totalmente gráfico, tornando
assim a criação de interfaces de aplicações mais simples. A linguagem VB, como é
conhecida, faz parte do pacote Microsoft Visual Studio.
Será utilizado o Visual Basic para o desenvolvimento de uma aplicação para a
comunicação entre o Banco de dados e o Arduíno, será feito verificações nos
tabelas e verificar se houve alterações, sendo assim efetuando as no Arduíno.
A aplicação em Visual Basic irá verificar se existe alguma alteração no banco
de dados a cada segundo, se houver irá executar os códigos programados.

K. JQUERY

JQUERY é uma poderosa biblioteca JavaScript criada para simplificar a
criação de efeitos visuais e de interatividade em web sites. Segundo SILVA(2008)
Desenvolvedores especialistas em JavaScript, ao conhecerem as maravilhas de que
a biblioteca é capaz, com certeza vão se perguntar: "Por que não pensei nisso
antes?" Iniciantes, com noções rudimentares de JavaScript, experimentarão uma
curva de aprendizado inimaginável para aqueles experientes com a linguagem.

Será utilizada uma biblioteca de extensão do JQUERY a JQUERY MOBILE,
que é destinada para dispositivos móveis, disponibilizando uma interface atraente e
funcional para o usuário.

33

3.1 MODELAGEM DO SISTEMA

A modelagem do sistema irá detalhar cada função que o sistema poderá ter,
como o acionamento de uma lâmpada, ler e programar a temperatura do ambiente e
definir horários para o acionamento de dispositivos.

Será utilizado a UML (Unified Modeling Language) para a modelagem devido
apresenta os diagramas com mais clareza e assim não terá duvidas para o
desenvolvimento do sistema.

A. UML

Para MACORATTI (2006), a UML é um modelo de linguagem para
modelagem de dados, com ela podemos fazer uma modelagem visual de maneira
que os relacionamentos entre os componentes do sistema sejam mais bem
visualizados e compreendidos e documentados. Podemos dizer também que a UML
é uma linguagem para especificar, construir, visualizar e documentar um sistema de
software que surgiu com a fusão das metodologias já anteriormente usadas e tem
como objetivo.

• Modelar sistemas usando os conceitos da orientação a objetos,
• Estabelecer um elo explicito entre os artefatos conceituais e os
executáveis,
• Tratar questões de representar sistemas complexos de missão crítica,
• Criar uma linguagem de modelagem que possa ser usada por homens
e por máquinas.

B. CASO DE USO

No Diagrama de caso de uso é onde há possui as interações do sistema com
o mundo real. Segundo MACORATTI (2006) os diagramas de caso de uso exibem a

34

visão externa do sistema e suas interações com o mundo exterior descrevendo seus
requerimentos e suas responsabilidades e possuem três elementos, que são o Ator
o qual se interage com o sistema, o caso de uso que é o comportamento da classe,
e a interação que é o envio e recebimento de mensagens da comunicação entre o
ator e o sistema.

Figura 10 – Diagrama de Caso de Uso

Fonte: Própria

C. DIAGRAMA DE SEQUÊNCIA

Diagrama de sequência é usado para detalhas os processos do sistema,
assim tendo um melhor entendimento do funcionamento do mesmo.

Para MACORATTI (2006) Diagrama de sequência é um diagrama de objetos,
ou seja, ele contém como primitiva principal um conjunto de objetos de diferentes
classes. O objetivo dos diagramas de sequência é descrever as comunicações
necessárias entre objetos para a realização dos processos em um sistema
computacional.

Na figura 11, irá detalhar como o usuário efetua os cadastros no formulário de
cadastro do sistema SAR-WEB.

35

Figura 11 – Diagrama de Sequência do formulário de cadastro

Fonte: Própria

Na Figura 12, irá detalhar cada operação de acionamento de dispositivo no SAR.

Figura – 12 – Diagrama de Sequência do acionamento de dispositivos

Fonte: Própria

36

D. DICIONÁRIO DE DADOS

No dicionário de dados será detalhada cada tabela do banco de dados como
as descrições, tipo, atributos e as chaves primárias e secundárias assim ficam de
mais fácil entendimento cada atributo da tabela.

Entidade: TB_Usuário
Descrição: Armazenamento dos dados do Usuário do sistema.
Atributo Tipo Dom. Descrição Pk Fk Null
Id_Usuario Integer Armazena o código do usuário S N
nome_Usuario Varchar Armazena o nome do usuário N
login_Usuario Varchar Armazena o login do usuário N
senha_Usuario Varchar Armazena a senha do usuário N
email_Usuario Varchar Armazena o e-mail do usuário N
celular_Usuario Varchar Armazena o número do celular do N
usuário
Tabela 08 – Tabela Usuários do banco de dados.

Entidade: TB_Comodo
Descrição: Armazenamento dos dados de cada Cômodo de uma Residência.
id_Comodo Integer Armazena o código do cômodo S N
nome_Comodo Varchar Armazena o nome do cômodo N
Tabela 09 – Tabela Cômodo do banco de dados.

Entidade: TB_Dispositivo
Descrição: Armazenamento dos dados de cada Dispositivo.
id_dispositivo Integer Armazena o código do dispositivo S N
nome_dispositivo Varchar Armazena o nome do dispositivo N
tipo_Dispositivo Varchar Armazena o tipo do dispositivo N
porta_Dispositivo Varchar Armazena a porta que o dispositivo esta N
instalado.
id_Comodo Integer Armazena o código do cômodo S N
Tabela 10 – Tabela Dispositivo do banco de dados.

Entidade: TB_temperatura
Descrição: Armazenamento a Temperatura.
id_temperatura Integer Armazena o código do dispositivo S N
Temperatura Varchar Armazena o nome do dispositivo N
dataTemperatura Varchar Armazena o tipo do dispositivo N
Tabela 11 – Tabela Temperatura do banco de dados.

37

E. DIAGRAMA DE ENTIDADE RELACIONAL

Modelado os dados, para que possam ser mais bem compreendidos os
relacionamentos entre as tabelas do banco de dados, se tornando um documento
mais organizado e de fácil entendimento.

Figura 13 – Diagrama de Entidade Relacional

Fonte: Própria

38

4. FUNCIONAMENTO DO SISTEMA

Para o funcionamento do sistema será necessário a utilização de um
aplicativo que foi desenvolvido em Visual Basic (SAR-LOCAL) que fará uma
comunicação com o Arduíno da seguinte forma:

• Verificando a cada segundo se existe alguma modificação no
banco de dados que é manipulado pelo PHP, caso exista irá efetuá-las
no Arduíno.
• Recebe a temperatura atual do ambiente a cada segundo e
armazena na tabela tb_temperatura do Banco de Dados.

A imagem abaixo ilustra a montagem dos dispositivos para o funcionamento
do Sistema.
Figura 14 – Funcionamento do Sistema.

39

Fonte: Própria

A. COMPONENTES DO SISTEMA

Na tabela abaixo estão os equipamentos necessários para que o sistema
SAR funcione.

Quantidade Descrição Preço Orçamento
1 Arduíno Mega 1280 com Cabo USB R$ 150,00 Mercado Livre
1 Shields Relé 5 v/110 v 8 Relé R$ 150,00 Mercado Livre
1 Pacote Cabos ligação R$ 30,00 Mercado Livre
2 Lâmpada 110 v R$ 18,00 Dom Bosco Mat.
1 Interruptor Paralelo R$5,00 Dom Bosco Mat.
1 Tomada R$8,00 Dom Bosco Mat.
2 Soquete para a Lâmpada R$ 10,00 Dom Bosco Mat.
1 Shields Temperatura LM35 R$ 25,00 Mercado Livre
Computador com Sistema
1 Operacional Windows R$ 600,00 Mercado Livre
1 Access Point (Roteador Sem Fio) R$ 100,00 Mercado Livre
1 Tablet Android R$ 300,00 Mercado Livre
Total R$ 1.396,00
Tabela de Preços dos Componentes do Sistema

B. ACESSO AO SISTEMA

O acesso ao sistema por dispositivos móveis será restrito, devido à
incompatibilidade do tamanho da tela, não será possível acessar as páginas de
cadastro, sendo disponíveis somente as de gerenciamento para que possa
ligar/desligar e ler a temperatura. Já o acesso ao SAR pelo computador será
completo, não tendo nenhuma restrição.

C. PROJETOS FUTUROS

Os projetos futuros é a implantação de módulos para que possa agendar
dispositivos a executar determinadas tarefas em um exato momento, possibilitando
maior segurança e comodidade ao usuário final e tornando o sistema cada vez mais
robusto.

40

Serão implantados sensores de movimento para que detecte oscilações na
residência, assim enviado mensagens para os celulares e emails dos usuários.
A implantação de um módulo Shields Ethernet no Arduíno, para que possa se
comunicar com a rede local sem a necessidade de um computador, assim será
montado um servidor web diretamente na Shields, possibilitando uma economia
maior de energia.

Figura 15 – Shields Ethernet acoplada no Arduíno Mega

Fonte: http://blog.derouineau.fr/tag/ethernet-shield/

41

5. RESULTADOS

Neste capítulo serão mostradas as telas do sistema em funcionamento com
detalhes de cada uma delas.

Página de LOGIN para ter acesso ao sistema SAR-WEB, com os dados
cadastrados no banco de dados.

Figura 16 – Tela de Login do Sistema

Fonte: SAR-WEB

42

Página inicial do Sistema, com opções de Cadastro, Gerenciamento e fazer
LOGOUT, contendo o nome do usuário logado ao sistema.

Figura 17 – Tela Inicial do Sistema

Fonte: SAR-WEB

43

Tela de Cadastros, nela é exibida todos os cadastros do sistema como:
Cômodo, Dispositivo e Usuário.

Figura 18 – Tela de Cadastros

Fonte: SAR-WEB

44

Nesta Página são exibidos todos os cômodos cadastrados no SAR-WEB,
possui as opções de adicionar, excluir e editar cômodos.

Figura 19 – Tela de Cômodos Cadastrados

Fonte: SAR-WEB

45

Cadastros de Cômodos, nesta página serão cadastrados todos os cômodos
existentes na residência.

Figura 20 - Tela de Cadastro de Cômodos

Fonte: SAR-WEB

46

Tela de Edição do Cômodo Cadastrado no Banco de dados do SAR-WEB.

Figura 21 – Tela de Edição de Cômodos

Fonte: SAR-WEB

47

Página dos Dispositivos Cadastrados no Banco de Dados do SAR-WEB nela
tem as opções somente de Editar, devido os dispositivos já são pré-configurados no
sistema.

Figura 22 – Tela de exibição dos Dispositivos

Fonte: SAR-WEB

48

Página de Edição de Dispositivos, nela só é possível a modificação da
Descrição do Dispositivo e o Cômodo que o mesmo se Encontra, devido o tipo,
Porta Arduíno está pré – configurado no sistema.

Figura 23 – Tela de Edição de Dispositivos

Fonte: SAR-WEB

49

Página dos Usuários cadastrados no Banco de Dados SAR-WEB, nela tem as
opções de Cadastrar Novo Usuário, Editar e Excluir.

Figura 24 – Tela de Usuários Cadastrados

Fonte: SAR-WEB

50

Página de Cadastrar Usuário, serão fornecidos pelos usuários os dados para
que efetue o cadastro no Banco de Dados do SAR-WEB, sendo de suma
importância, devido fica armazenado os dados de login para o usuário utilizar a cada
momento que tenha acesso ao sistema.

Figura 25 – Tela de Cadastro de Usuário

Fonte: SAR-WEB

51

Página de Edição de Usuários, nela é feita a edição de dados cadastrais dos
usuários que estão armazenados no Banco de Dados do SAR-WEB.

Figura 26 – Tela de Edição de Usuários

Fonte: SAR-WEB

52

Página de Gerenciamento, nela são exibidos todos os Cômodos cadastrado
no SAR-WEB. Possui uma função especial, a de desligar todos os Dispositivos do
Sistema. Função importante, pois caso o usuário deseja sair da residência e o
mesmo não deseja ir desligando todos os dispositivos um de cada vez, basta clicar
no botão Desligar Tudo.

Figura 27 – Tela principal de Gerenciamento

Fonte: SAR-WEB

53

Página para gerenciar dispositivos cadastrados no Cômodo Selecionado, nela
será exibida todos os dispositivos que estão cadastrados no SAR-WEB e vinculados
ao Cômodo desejado, nesse Caso só aparece os Relés.

Figura 28 – Tela de Exibição do Dispositivo Cadastrado ao Cômodo

Fonte: SAR-WEB

54

Página para ligar/desligar o dispositivo cadastrado ao SAR-WEB.

Figura 29 – Tela de Gerenciamento do dispositivo

Fonte: SAR-WEB

55

Página para gerenciar dispositivos cadastrados no Cômodo Selecionado, nela
serão exibido todos os dispositivos que estão cadastrados no SAR-WEB e
vinculados ao Cômodo desejado, nesse Caso só aparece a Temperatura.

Figura 30 – Tela de Exibição do Dispositivo Cadastrado ao Cômodo

Fonte: SAR-WEB

56

Página de exibição da Temperatura atual do ambiente que foi instalado, a
temperatura é atualizada a cada segundo, sendo assim informando ao usuário a
cada variação.

Figura 31 – Tela de Exibição da Temperatura do Ambiente

Fonte: SAR-WEB

57

Aplicativo em Visual Basic, ele é quem faz a comunicação do banco de dados
ao Arduíno, cada modificação feita no banco de dados ele verifica e envia para o
Arduíno, fazendo as modificações solicitadas pelo usuário.

Figura 32 – Tela do SAR-LOCAL

Fonte: Própria

58

Sistema SAR-LOCAL em Execução no computador que o Arduíno está
conectado, assim o mesmo irá gerenciar os dispositivos conectados ao Arduíno
como relés e sensor de temperatura.

Figura 33 – Tela do SAR-LOCAL em Execução

Fonte: Própria

59

Tela do sistema em funcionamento na Barra de Tarefas com menu aberto
após clicar com o botão direito do mouse sobre o ícone.

Figura 34 – Tela do SAR-LOCAL na Barra de Tarefas

Fonte: Própria

60

A figura abaixo mostra a maquete de uma parede para demonstrar a
funcionalidade do sistema, possuindo duas lâmpadas, duas tomadas padrão, uma
tomada de ar condicionado, um interruptor paralelo, ao lado possui um tablet e um
notebook acessando o SAR-WEB.

Figura 35 – Maquete

Fonte: Própria

61

CONCLUSÃO

Este projeto foi desenvolvido para que haja um grande avanço tecnológico em
residências, visando o menor custo possível, assim pessoas de diversas classes
poderão adquirir o mesmo para serem implantados em suas residências. No projeto,
estão sendo utilizadas plataformas open hardware e open source. A utilização de
plataformas open hardware é baseada no Arduíno MEGA1280, junto com as Shields
se torna um microcontrolador de alto gerenciamento.

O simples fato de ligar e desligar uma lâmpada foram implementados para
que um computador e até mesmo um dispositivo móvel possa gerir de forma simples
e objetiva. O microcontrolador Arduíno utilizado está cada vez mais se propagando
no mundo, trazendo os objetos do mundo real para o mundo virtual, ou seja,
tornando tudo digital e garantindo grandes avanços tecnológicos.

Visando custo e beneficio usuários poderão implantar o sistema
tranquilamente, devido ao custo baixo dos recursos a serem utilizados e a
quantidade de benefícios que o sistema irá trazer são enormes.

A utilização da plataforma web se propiciou, pois se tornou um sistema de
fácil acesso, sendo que qualquer plataforma com sistema operacional poderá
acessar e gerir os dispositivos instalados no SAR.

Ressaltando que em projetos futuros serão implementados módulos para que
possa adaptar o SAR com as tecnologias que vão surgindo no mercado, a utilização
dos sensores poderá garantir cada vez mais segurança ao usuário, a Shields
Ethernet irá evitar o uso de um computador local com um servidor instalado.

62

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SILVA, M. S. (2008). JQUERY - A Biblioteca do Programador JavaScript.
Novatec, edição 2°
.

WINCO TECNOLOGIA E SISTEMAS, DDNS. Disponível em
http://www.winco.com.br/ddns. Acessado em 18 de outubro 2011.

WERNECK, P. Introdução ao Arduíno.Disponível em:
http://www.sabereletronica.com.br/secoes/leitura/1307. Acessado em 14 Maio 2011.

ZEVALLOS, Ruben. A História Da Internet. Disponível em:
http://www.artigonal.com/ti-artigos/a-historia-da-internet-737117.html . Acessado em
26 Abril 2011.

66

1. CÓDIGO FONTE DO SISTEMA

-- Estrutura da tabela `tb_dispositivo`

--

CREATE TABLE `tb_dispositivo` (

ìd_Dispositivo` int(2) NOT NULL auto_increment,

`descricao_Dispositivo` varchar(45) default NULL,

`tipo_Dispositivo` varchar(45) default NULL,

`porta_arduino` int(2) default '0',

`parametros_Dispositivo` varchar(1) NOT NULL default '0',

ìd_comodo` int(2) NOT NULL,

PRIMARY KEY (ìd_Dispositivo`),

KEY `fk_comodo` (ìd_comodo`),

KEY `fk_porta` (`porta_arduino`)

) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1 AUTO_INCREMENT=9 ;

--

-- Extraindo dados da tabela `tb_dispositivo`

--

INSERT INTO `tb_dispositivo` (ìd_Dispositivo`, `descricao_Dispositivo`, `tipo_Dispositivo`,
`porta_arduino`, `parametros_Dispositivo`, ìd_comodo`) VALUES

(1, 'Tomada Ar Condicionado', 'Rele', 31, '0', 6),

(2, 'Tomada 1', 'Rele', 32, '0', 2),

(3, 'Tomada 2', 'Rele', 33, '0', 2),

(4, 'Relevazio', 'Rele', 34, '0', 2),

(5, 'Rele', 'Rele', 35, '0', 2),

(6, 'LÃ¢mpada Normal', 'Rele', 36, '1', 6),

(7, 'LÃ¢mpada Com Interruptor Paralelo', 'ReleParalelo', 37, '1', 6),

(8, 'Temperatura', 'Temperatura', 5, '0', 6);

-- --------------------------------------------------------

-- Estrutura da tabela `tb_temperatura`

--

67

--
-- Estrutura da tabela `tb_dispositivo`
--
CREATE TABLE `tb_dispositivo` (
ìd_Dispositivo` int(2) NOT NULL auto_increment,
`descricao_Dispositivo` varchar(45) default NULL,
`tipo_Dispositivo` varchar(45) default NULL,
`porta_arduino` int(2) default '0',
`parametros_Dispositivo` varchar(1) NOT NULL default '0',
ìd_comodo` int(2) NOT NULL,
PRIMARY KEY (ìd_Dispositivo`),
KEY `fk_comodo` (ìd_comodo`),
KEY `fk_porta` (`porta_arduino`)
--
-- Extraindo dados da tabela `tb_dispositivo`
--
INSERT INTO `tb_dispositivo` (ìd_Dispositivo`, `descricao_Dispositivo`, `tipo_Dispositivo`,
`porta_arduino`, `parametros_Dispositivo`, ìd_comodo`) VALUES
(1, 'Tomada Ar Condicionado', 'Rele', 31, '0', 6),
(2, 'Tomada 1', 'Rele', 32, '0', 2),
(3, 'Tomada 2', 'Rele', 33, '0', 2),
(4, 'Relevazio', 'Rele', 34, '0', 2),
(5, 'Rele', 'Rele', 35, '0', 2),
(6, 'LÃ¢mpada Normal', 'Rele', 36, '1', 6),
(7, 'LÃ¢mpada Com Interruptor Paralelo', 'ReleParalelo', 37, '1', 6),
(8, 'Temperatura', 'Temperatura', 5, '0', 6);
-- --------------------------------------------------------
--
-- Estrutura da tabela `tb_temperatura`
--
CREATE TABLE `tb_temperatura` (
ìd_temperatura` int(10) NOT NULL auto_increment,
`temperatura` varchar(2) NOT NULL,
`dataTemperatura` varchar(20) NOT NULL,
PRIMARY KEY (ìd_temperatura`)
--
-- Extraindo dados da tabela `tb_temperatura`
--
-- --------------------------------------------------------
--
-- Estrutura da tabela `tb_usuario`
--
CREATE TABLE `tb_usuario` (
ìd_Usuario` int(11) NOT NULL auto_increment,
`nome_Usuario` varchar(28) default NULL,
`login_Usuario` varchar(8) default NULL,
`senha_Usuario` varchar(8) default NULL,
èmail_Usuario` varchar(40) default NULL,
`celular_Usuario` varchar(10) default NULL,
PRIMARY KEY (ìd_Usuario`),
UNIQUE KEY `login_usuario` (`login_Usuario`)
--
-- Extraindo dados da tabela `tb_usuario`
--
INSERT INTO `tb_usuario` (ìd_Usuario`, `nome_Usuario`, `login_Usuario`, `senha_Usuario`,
èmail_Usuario`, `celular_Usuario`) VALUES
(7, 'Kassiano Henrique pretto', 'pretto', 'admin', 'kassiano@sar.com', '0987654321'),

68

(28, 'Sar Web', 'sar', 'sar', 'sar@sar.com', '6981188765');

PASTA PRINCIPAL DO SISTEMA
INDEX.PHP

<?php
require 'validar.php';
/*Verifica qual tipo de dispositivo, caso for movel redireciona automaticamente para a pagina
de gerenciameto*/
require_once('plugin/mobile_device_detect.php');
mobile_device_detect(true,true,true,true,true,true,true,'DispositivoMovel.php',false);
?>
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>

<title>SAR - Sistema de Automação Residencial WEB</title>
<link href="plugin/jquery.mobile-1.0a4.1.min.css" rel="stylesheet"/>
<script type="text/javascript" src="plugin/jquery-1.5.2.min.js" ></script>
<script type="text/javascript" src="plugin/jquery.mobile-1.0a4.1.min.js"></script>
</head> 
<body>
<div data-role="page">
<div data-role="header">

<h1>Sistema de Automação Residencial</h1>

<a href="logout.php" data-icon="gear" data-iconpos="notext" data-direction="reverse" class="ui-
btn-right jqm-home" rel="external">sair</a>
</div>

<div data-role="content">
<ul data-role="listview" data-inset="true" data-theme="c" data-dividertheme="b">

<li><a href="cadastros.php" rel="external">Cadastro</a></li>

<li><a href="gerenciar/index.php" rel="external">Gerenciamento</a></li>
</ul>
</div>


<div data-role="footer">

<div align="center"> <img src="img/By KHOP.png"/> </div>
<?php
/*Exibir o nome do Usuario Logado*/
echo 'Usuário :';
session_start();
echo $_SESSION['nome_UserLogar'];
?>
</div>

</div>


</body>

69

</html>

Login.php

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>


</head>
<body>
<div data-role="page" id="login">
<h1>Login</h1>
</div>

<form action="fazerlogin.php" method="POST" >
<label for="login">Login :</label>
<input id="login" name="login" type="text"/>
<label for="senha">Senha :</label>
<input id="senha" name="senha" type="password"/>
</div>

<div class="ui-body ui-body-a">
<fieldset class="ui-grid-a">
<div class="ui-block-a">
<a rel="external"><button type="submit" data-theme="a"
rel="external">Logar</button></a>
</div>
<div class="ui-block-b">
<a rel="external"><button type="reset" data-theme="a"
rel="external">Limpar</button></a>
</div>
</fieldset>
</div>

<div data-role="footer" align="center">
<img src="img/By KHOP.png"/>
</div>
</div>
</form>
</body>
</html>

Conecta.php
<?php
/*Conectar ao Banco de Dados do SAR*/
$conectarbanco = mysql_connect("localhost", "root", "");
$nomeBD="bdsar";
$db = mysql_select_db($nomeBD,$conectarbanco);
if (!$conectarbanco){
die("Não Foi possível conectar ao Banco de Dados ". mysql_error());

70

}
if (!$db) {
die("O Banco de Dados ".$nomeBD." Não Foi Encontrado <br/>");
}
?>

FazerLogin.php

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>

</head>
<body>
<div data-role="page" >
<h1>Login</h1>
</div>
<?php
include "conecta.php";

//pega os dados de login do usuario
$loginLogar = $_POST['login'];
$senhaLogar = $_POST['senha'];

//consulta se o usuario existe
$consultaUsuario = mysql_query("SELECT * FROM tb_usuario WHERE login_Usuario =
'$loginLogar'");
$exibirUsuario=mysql_fetch_assoc($consultaUsuario);
// faz a contagem de quantos usuario encotrou no banco de dados
$row= mysql_num_rows($consultaUsuario);
if($row==1){//se encontrou 1 usuario entao irá verificar se a senha é a mesma do usuario
if($senhaLogar == $exibirUsuario['senha_Usuario']){
session_start();//inicia as sessões e grava as informações do usuario
$_SESSION['id_UserLogar'] = $exibirUsuario['id_Usuario'];
$_SESSION['nome_UserLogar'] = $exibirUsuario['nome_Usuario'];
$_SESSION["ultimoAcesso"]= date("Y-n-j H:i:s"); // pegando o horario atual da
autenticação
mysql_close($conectarbanco);//fecha a conexao com o banco de dados
header("Location: index.php");
}
else{// caso a senha for invalida exibe a mensagem e envia para a pagina de login
novamente
echo 'Senha Invalida!!!';
echo'<meta http-equiv="refresh" content="2; URL=index.php"> ';
}
}
else{
echo'Usuario não existe!!!';// caso o usuario for invalida exibe a mensagem e envia
para a pagina de login novamente
echo '<meta http-equiv="refresh" content="2; URL=index.php"> ';
}

71

?>
</div>



</div>
</div>
</body>
</html>

Validar.php

<?php
// Inicia sessões
session_start();
// Verifica se existe os dados da sessão de login
if( empty ($_SESSION['id_UserLogar']) ){
// Usuário não logado! Redireciona para a página de login
!isset($_SESSION['id_UserLogar']) ||
header("Location: login.php");
exit;
}
else {
//senão, calculamos o tempo transcorrido
$dataSalva = $_SESSION["ultimoAcesso"];
$agora = date("Y-n-j H:i:s");
$tempo_transcorrido = (strtotime($agora)-strtotime($dataSalva));
//comparamos o tempo transcorrido
if($tempo_transcorrido >= 600) {
//se passaram 10 minutos ou mais
session_destroy(); // destruo a sessão
header("Location: login.php"); //envio ao usuário à página de autenticação
//senão, atualizo a data da sessão
}else {
$_SESSION["ultimoAcesso"] = $agora;
}
}
?>

Logout.php


<?php
//INICIALIZA A SESSÃO
session_start();
//DESTRÓI AS VARIÁVEIS
unset($_SESSION['id_UserLogar']);
unset($_SESSION['nome_UserLogar']);
//REDIRECIONA PARA A TELA DE LOGIN
header("Location: login.php");
?>

72

Cadastro.php

<?php
/*Valida se o usuario esta logado*/
?>
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
</head>
<body>

</div>
<div data-role="footer" class="ui-bar">

<a href="index.php" data-icon="home" data-iconpos="notext" data-direction="reverse"
class="ui-btn-right jqm-home" rel="external">Pagina Inicial</a>

<a data-role="button" data-icon="back" data-iconpos="notext" data-theme="a" data-inline="true"
rel="external" onClick="history.go(-1)">Voltar</a>
</div>


<ul data-role="listview" data-inset="true" data-theme="c" data-dividertheme="b">
<li><a href="dispositivo/comodos/indexcomodo.php"
rel="external">Comodo</a></li>
<li><a href="dispositivo/indexdispositivo.php"
rel="external">Dispositivo</a></li>
<li><a href="usuario/indexusuario.php" rel="external">Usuário</a></li>
</ul>
</div>

<div data-role="footer">
<div align="center">
</div>
</div>
</div>
</body>
</html>

73

DispositivoMovel.php


<?php
?>
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>

</head> 
<body>

<a href="logout.php" data-icon="gear" data-iconpos="notext" data-direction="reverse" class="ui-
btn-right jqm-home" rel="external">sair</a>
</div>

<p>Bem vindo Você está acessando de um Dispositivo Móvel</p>
<p>Para Dispositivo Móvel está disponivel apenas para gerenciamento!!!</p>
</div>
<div class="ui-body ui-body-a" align="center">
<fieldset class="ui-grid-a">
<div class="ui-block-a" align="center">
<a href="gerenciar/indexgerenciar.php" rel="external"><button type="button" data-
theme="a" rel="external">Ir em Gerenciador</button></a>
</div>
</fieldset>
</div>



</div>

</div>

</body>
</html>

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