Desarrollo de un módulo de comunicación serial-ethernet para aplicaciones de monitoreo y control remoto

Esta tesis presenta a un módulo de comunicación capaz de acoplar una comunicación serial asíncrona con una comunicación de red en una red ethemet. El módulo está orientado a acoplarse a dispositivos como microcontroladores, procesadores digitales de señales, controladores lógicos programables, o cualquier otro dispositivo con capacidad de comunicación serial, de tal forma que dichos dispositivos adquieran la facultad de publicar datos a una red ethemet y/o de recibir datos a través de la misma red. Se expone la importancia de este trabajo a partir del amplio uso de los microcontroladores y su actual dificultad para conectarse a una red ethemet e internet, esta última, a su vez, considerada como un medio de comunicación confiable, de enorme potencial y en constante crecimiento. El módulo de comunicación propuesto, se construyó a partir de un una tarjeta de desarrollo RCM2100 de la compañía "RabbitSemiconductor". Las dimensiones del módulo son lo suficientemente pequeñas (aproximadamente: 9 x 5 x 2 cm) como para resaltar su portabilidad y facilidad de conexión a cualquier nodo de una red ethernet. El programa del módulo de comunicación opera bajo un esquema de multitarea cooperativa; con esto, el módulo logra dar atención simultáneamente a múltiples usuarios ( o clientes) de red además del usuario del puerto serial asincrono. El almacenamiento de datos en el módulo puede efectuarse intemamente en memoria RAM, o también extemamente mediante un módulo externo de memoria flash, esta última con capacidad de 4 u 8 Megabytes. La memoria externa a su vez funciona como un recurso compartido entre el módulo de comunicación y múltiples usuarios externos; la memoria se comparte mediante un BUS serial síncrono que permite el acceso directo a la memoria. Por otra parte, el protocolo utilizado para la comunicación entre el módulo de comunicación y sus clientes es el TCP ("Transfer Control Protocol"), un protocolo de red confiable que garantiza la entrega ordenada de un flujo datos de un punto a otro. A pesar de que el enfoque primordial del módulo es la comunicación de datos, se aprovechó también la facilidad de comunicación remota y algunos de los recursos del módulo para extender su uso hacia algunas operaciones de monitoreo y control. El monitoreo se realiza a través de la lectura de un puerto digital, y el control se efectúa mediante la manipulación de los siguientes recursos: un puerto digital de salida, el puerto serial asíncrono de salida, y el puerto de red ethemet, que en este caso utiliza el protocolo UDP ("User Datagram Protocol") para el envío de datos. Por último, se efectuaron distintas pruebas para evaluar el correcto funcionamiento y desempeño del módulo. Para la realización de las pruebas se construyeron programas que ponen en marcha las distintas facilidades del módulo de comunicación. Los programas abarcan aplicaciones para PC y para la familia de microcontroladores HC 16. El núcleo de los programas de prueba está compuesto por funciones que después quedan como librerías del usuario para el desarrollo de programas y de nuevas aplicaciones del módulo de comunicación.