projeto asteris para controle remoto

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  • O USO DO ASTERISK PARA O CONTROLE REMOTO DE SISTEMAS DE AUTOMAO

    MICHEL C. DIAS, DAIANA C. LUCENA, ELIEL P. SANTOS

    Laboratrio de Telefonia e Redes Convergentes, Departamento de Engenharia Eltrica, Instituto Federal de

    Educao, Cincia e Tecnologia da Paraba - IFPB

    Avenida Primeiro de Maio, 720 - Jaguaribe, Joo Pessoa - PB, 5015-430 E-mails: michel.dias@ifpb.edu.br, daiana000@gmail.com, elielpoggi@gmail.com

    Abstract This work describes a multiuser platform that allows the remote and concurrent control of automation systems

    which uses an Arduino as main controller. It user interface is an IVR (Interactive Voice Response) that send commands over the

    TCP/IP network established for the remote systems to be controlled. The platform was developed with Asterisk VoIP software

    which is in public domain, free and widely spread in Internet. The validation occurred through two experiments set up and tested

    in laboratory. The result is a low cost and open VoIP platform that fulfills what was described above.

    Keywords Asterisk, Automation Systems, Arduino, VoIP.

    Resumo Este trabalho descreve uma plataforma multiusurio que permite o controle remoto e concorrente de sistemas de au-

    tomao que utilizam o Arduino como controlador principal. A interface com o usurio uma URA (Unidade de Resposta aud-

    vel) que de acordo com as interaes dos usrios envia comandos para os sistemas remotos a serem controlados. A plataforma

    foi desenvolvida com o software VoIP Asterisk que de domnio pblico, gratuito e amplamente utilizado na Internet. A valida-

    o foi feita em dois experimentos realizados em laboratrio. O resultado uma plataforma aberta e baixo custo que atende o

    proposto no artigo.

    Palavras-chave Asterisk, Sistemas de Automao, VoIP.

    1 Introduo

    cada vez mais frequente o uso de sistemas de

    automao para resolver problemas do cotidiano.

    Solues so dadas nas mais variadas reas, desde

    segurana at na rea de sade. No entanto, em mui-

    tos casos, um dos fatores que dificultam a implemen-

    tao das solues de automao o custo. Alm

    disto, os sistemas comerciais em sua grande maioria

    so de difcil alterao e evoluo tecnolgica. Dian-

    te do exposto, este artigo contribui para sanar estas

    deficincias ao propor um sistema de baixo custo

    formado por solues de software gratuito (Asterisk)

    de cdigo aberto, e hardware livre (Arduino, 2013).

    O software Asterisk (ASTERISK, 2013), nor-

    malmente utilizada como PABX VoIP (Voice Over

    IP) em empresas, contm um conjunto de aplicaes

    e funes que podem ser utilizadas para fins de au-

    tomao. Estas permitem gerenciar e direcionar cha-

    madas telefnicas, atravs de uma URA (Unidade de

    Resposta Audvel), a processos de automao, con-

    trolando equipamentos remotamente, reduzindo cus-

    tos e criando um sistema flexvel. Um servidor cen-

    tralizado executando o Asterisk pode ser responsvel

    pelo gerenciamento das chamadas e pelo envio de

    comandos pela rede TCP/IP aos sistemas a serem

    controlados (GONALVES, 2009), (KAPICAK et.

    al, 2011).

    O Asterisk um software em cdigo aberto que

    executa as funes de uma central telefnica e recebe

    diversas contribuies de programadores de todo o

    mundo. O software pode ser customizado de acordo

    com as necessidades do usurio (ASTERISK, 2013).

    Algumas funcionalidades como o acesso a bases

    de dados e comunicao com recursos externos po-

    dem ser executadas atravs de scripts em outras lin-

    guagens de programao, tais como Python, PHP

    (Hypertext Preprocessor) e Perl a partir do plano de

    discagem por meio do AGI (Asterisk Gateway Inter-

    face) (MACURA et. al, 2012), (KELLERl, 2009),

    (QUADEER, SHAH & GOEL, 2012).

    O Arduino uma placa eletrnica em cdigo

    aberto, sendo o seu ambiente para desenvolvimento

    um software tambm em cdigo aberto.

    O objetivo deste trabalho propor uma plata-

    forma aberta VoIP (Voice Over IP), de baixo custo,

    multiusurio e que permite acesso concorrente para

    controle remoto de mltiplos sistemas de automao.

    A plataforma desenvolvida permite gerenciar e

    direcionar mltiplas chamadas telefnicas para o

    controle de processos de automao, e pode ser apli-

    cada de diversas situaes. um sistema de baixo

    custo j que necessita apenas de um computador com

    o software Asterisk instalado, uma placa Arduico

    para cada sistema de automao a ser controlado e

    uma conexo de rede TCP/IP entre os dois. E aber-

    ta porque utiliza apenas softwares/plataformas em

    cdigo aberto. Por outro lado, o Asterisk pode tam-

    bm ser instalado em um dispositivo Android para

    controlar uma quantidade pequena de dispositivos

    Arduino. Estas caractersticas agregam plataforma

    proposta, alta flexibilidade e escalabilidade.

    Tecnologias como bluetooth, GPRS e Web Ser-

    vice tem sido utilizadas em sistemas de automao.

    Comumente surgem novas pesquisas na rea de sis-

    temas de automao utilizando diferentes mecanis-

    mos para o controle remoto (JIN et. al, 2000),

    (KAPICAK et. al, 2011), (LEE & CHOI, 2003). A

    plataforma proposta, sendo modular, aberta e facil-

    Anais do XX Congresso Brasileiro de Automtica Belo Horizonte, MG, 20 a 24 de Setembro de 2014

    1674

    mailto:elielpoggi@gmail.com

  • mente modificvel, pode ser utilizada junto a essas

    novas tecnologias.

    Atualmente, o Asterisk vem sendo utilizado por

    diversos usurios em projetos para automao resi-

    dencial (EGUINO, 2013) (HACKWORTH, 2012).

    So prncpios de trabalhos como por exemplo em

    (GRAVEN, 2009) que se baseiam a automao resi-

    dencial utilizando Asterisk no qual possvel contro-

    lar aplicaes atravs dele. Projetos que descrevem a

    integrao do GSM com o Asterisk na qual o usurio

    consegue registrar um servidor asterisk em celulares

    e em computadores tambm tem sido alvo de pesqui-

    sas (GUPTA, AGRAWAL & QADEER, 2013).

    Este trabalho est organizado da seguinte forma:

    inicialmente descrito que microcontrolador foi uti-

    lizado como tambm o software Asterisk. Em seguida

    explicado como estabelecida a comunicao entre

    o Asterisk e o Arduino e a arquitetura da plataforma.

    Ao fim, so apresentadas a validao da plataforma e

    as consideraes finais.

    2 Arduino

    O Arduino um circuito eletrnico para controle

    de entrada/sada de dados baseada no microcontrola-

    dor AVR de 8 bits, de arquitetura Harvard (memria

    de dados e de programa so fisicamente separadas),

    da Atmel. Seu projeto foi iniciado na cidade de Ivre,

    Itlia, em 2005, com o intuito de interagir em proje-

    tos escolares, com um oramento menor que outros

    sistemas de prototipagem disponveis na poca. De

    forma que as pessoas tivessem acesso ao cdigo-

    fonte do software e ao projeto do hardware (sendo

    assim open-source), podendo estender e adequar a

    plataforma s suas necessidades (ARDUINO, 2013).

    O Arduino pode ter suas funcionalidades esten-

    didas atravs de shields, que so placas contendo

    dispositivos adicionais como receptores GPS, mdu-

    los Ethernet, bluetooth, zigBee, etc. Estes conectam-

    se ao Arduino por barras de pinos empilhveis, man-

    tendo o layout e permitindo que outro shield se en-

    caixe acima.

    Para o desenvolvimento do trabalho foi utilizado

    um Arduino Uno, que responsvel por receber os

    comandos de um Ethernet shield, process-los e en-

    viar sinais para que os dispositivos sejam acionados.

    A Figura 1 apresenta os elementos de um Arduino

    Uno (ARDUINO BRASIL, 2013).

    Figura 1 Elementos de um Arduino Uno (ARDUINO

    BRASIL, 2013).

    3 Asterisk

    A plataforma Asterisk foi criada pela companhia

    Digium, tem sido utilizado por pequenas e grandes

    empresas, call centers, operadoras, provedores VoIP

    e agncias governamentais em todo o mundo.

    A estrutura dinmica da plataforma Asterisk

    permite ao cliente adequar o cenrio da empresa aos

    diversos recursos tecnolgicos por meio de aplica-

    es tais como: correio de voz, conferncias, bilheta-

    gem, chamadas em fila, call agents (gerencia funes

    como roteamento de ligaes e sinalizao), Distri-

    buio Automtica de Chamadas (DAC), Unidade de

    Resposta Audvel (URA), msica em espera, grava-

    o da chamada, bloqueio de chamadas, entre outras.

    Essas aplicaes so caractersticas padronizadas ou

    que podem ser inseridas no software por meio do

    plano de discagem (MADSEN, MEGGELEN &

    SMITH, 2011).

    Existem trs tipos de dispositivos finais que po-

    dem ser usados para o estabelecimento de comunica-

    o via rede TCP/IP: Telefone IP, Softfone e ATAs

    (Analog Terminal Adaptors). Um Telefone IP possui

    a interface de um telefone convencional, e pode co-

    nectar-se diretamente a uma rede. O Softfone uma

    aplicao em software que se pode executar em um

    computador ou em um celular, exercendo a funo de

    um telefone. ATAs so designados para permitir que

    telefones convencionais possam ser conectados a

    rede.

    A arquitetura do Asterisk organizada em mdu-

    los, isto , componentes carregveis que possibilitam

    a execuo de uma funcionalidade especifica, como o

    driver de um canal (chan_sip.so) ou um recurso que

    permite conexo com uma tecnologia externa

    (func_odbc.so).

    O plano de discagem o ponto central do Ast

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