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/* Copyright (C) 2015 Willi Menapace <[email protected]>, Simone Lorengo - All Rights Reserved
* Unauthorized copying of this file, via any medium is strictly prohibited
* Proprietary and confidential
* Written by Willi Menapace <[email protected]>
*/
/**
* Software unita' centrale
*
* Hardware richiesto:
* -Shield Ethernet
* -Shield SD
* -XBee Series 2 con firmware Coordinator API
* -Modulo RTC
*
* Configurazione pre caricamento:
* -Scrivere sulla scheda SD in modalita' sicura un file di Settings contenente una configurazione valida
* -Inizializzare l'array ethernetMac con l'indirizzo mac dello shield ethernet
* -Inizializzare e impostare all'interno di setup() il collegamento seriale utilizzato per
* il dialogo con il modulo XBee
* -Settare CTS_PIN al numero del pin utilizzato per il controllo CTS del modulo XBee
*
* Seguire la procedura di esportazione per il caricamento
*/
#include "GlobalDefines.h"
#ifdef ONBOARD
#include <Arduino.h>
#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <Ethernet.h>
#include <SD.h>
#include <utility/w5100.h>
#include <assert.h>
#include <XBeeSerialManager.h>
#include <XBee.h>
#include <XBeeReceivePacket.h>
#include <XBeeTransmitRequest.h>
#include <INetPacket.h>
#include <INetDescriptor.h>
#include <INetSensorValues.h>
#include <SecureFileReader.h>
#include <SecureFileWriter.h>
#include <DateTime.h>
#include <Settings.h>
#include <NetworkResources.h>
#include <DataManager.h>
#include <RequestHandler.h>
#include <OutputType.cpp>
#include <SensorType.cpp>
//Pin da utilizzare per il controllo seriale in invio sul modulo XBee
#define CTS_PIN 12
//Il numero massimo di pacchetti XBee da processare ad ogni iterazione del loop principale di programma
#define MAX_XBEE_PACKETS_PER_LOOP 100
unsigned char ethernetMac[] = {0x90, 0xA2, 0xDA, 0x0F, 0x6F, 0x1D};
//Data e ora corrente
DateTime now;
//Inizializzazione modulo XBee
XBeeSerialManager serialManager(&Serial1, CTS_PIN);
XBee xBee(&serialManager);
XBeePacket xBeeReceptionPacket; //Pacchetto utilizzato per la ricezione dei messaggi
//Impostazioni e risorse di rete
Settings settings;
NetworkResources networkResources;
//Gestori di dati e delle richieste
DataManager *dataManager = 0;
RequestHandler *requestHandler = 0;
//Indica se nel ciclo corrente sono stati registrati
bool newValuesReceived = false;
//Indica se nel ciclo corrente sono stati scoperti nuovi device
bool newDevicesDiscovered = false;
//Numero di pacchetti processati nel loop di programma corrente
long processedPackets = 0;
void setup() {
pinMode(CTS_PIN, INPUT); //Inizializza il pin di CTS per effettuare letture
pinMode(53, OUTPUT); //Attiva il bus SPI
pinMode(13, OUTPUT);
digitalWrite(13, HIGH);
//Inizializza le connessioni seriali
Serial.begin(115200);
Serial1.begin(9600);
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Inizializzazione SD"));
#endif //DEBUG
assert(SD.begin(4) == true); //Inizializza la memoria SD
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("SD inizializzata"));
Serial.println(F("Inizializzazione Ethernet"));
#endif //DEBUG
assert(Ethernet.begin(ethernetMac) == true); //Inizializza l'ethernet e ottiene un'indirizzo tramite DHCP
//Imposta un timeout breve per la connessione
W5100.setRetransmissionTime(0x07D0);
W5100.setRetransmissionCount(3);
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Ethernet inizializzata"));
#endif //DEBUG
SecureFileWriter secureWriter;
SecureFileReader secureReader;
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Caricamento impostazioni"));
#endif //DEBUG
//Inizializza il le impostazioni
secureReader.open(SETTINGS_FILENAME);
assert(secureReader.isOpen());
settings.initialize(&secureReader);
secureReader.close();
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Impostazioni caricate"));
#endif //DEBUG
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Controllo elenco devices"));
#endif //DEBUG
//Se disponibili salvataggi carica le risorse di rete
secureReader.open(DEVICES_FILENAME);
if(secureReader.isOpen()) {
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Il file esiste. Caricamento elenco devices"));
#endif //DEBUG
networkResources.initialize(&secureReader);
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Elenco devices caricato"));
#endif //DEBUG
}
secureReader.close();
//Inizializza con le impostazioni caricate i gestori di dati e di richieste dal server
//L'inizializzazione avviene una sola nel setup quindi si puo' utilizzare la memoria dinamica
dataManager = new DataManager(&settings);
requestHandler = new RequestHandler(&settings);
now.initialize(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1);
}
void loop() {
//Ad inizio loop non sono stati processati pacchetti
processedPackets = 0;
//Rinnova il lease DHCP periodicamente
Ethernet.maintain();
//TODO inserire il codice per aggiornare la data e ora corrente
//TODO vedere se e' meglio fare un po' di array e variabili globali
//TODO le regole vanno anche verificate a intervalli regolari e all'aggiornamento del file di impostazioni
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Elaborazione richieste esterne"));
#endif //DEBUG
//Processa tutte le richieste provenienti dall'esterno
requestHandler->processRequests();
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Richieste esterne elaborate"));
#endif //DEBUG
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Verifica disponibilita' pacchetti XBee"));
#endif //DEBUG
//Processa tutti i pacchetti in arrivo
while(true) {
++processedPackets;
//Se si sono processati il numero massimo di pacchetti nell'iterazione
//corrente forza l'uscita dal loop
if (processedPackets == MAX_XBEE_PACKETS_PER_LOOP) {
break;
}
if(!xBee.packetAvailable()) {
break;
}
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Ricezione pacchetto XBee"));
#endif //DEBUG
//In caso di errori di ricezione
if (!xBee.receivePacket(&xBeeReceptionPacket)) {
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Pacchetto scartato: errore in ricezione"));
#endif //DEBUG
continue;
}
XBeePacketType xBeePacketType = xBeeReceptionPacket.getType();
//Se si tratta di dati applicativi ne estrae il tipo e li processa
if(xBeePacketType == RECEIVE_PACKET) {
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Estrazione dati applicativi."));
#endif //DEBUG
XBeeReceivePacket xBeeReceivePacket(&xBeeReceptionPacket);
INetPacket applicationPacket(xBeeReceivePacket.getApplicationData(), xBeeReceivePacket.getApplicationDataSize());
INetPacketType iNetPacketType = applicationPacket.getType();
if(iNetPacketType == SENSOR_VALUES) {
#ifdef DEBUG
Serial.print(F("Bytes in the serial buffer from the arduino: "));
Serial.println(Serial1.available());
#endif //DEBUG
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Letture di sensori ricevute"));
Serial.println(F("Estrazione dati"));
#endif //DEBUG
INetSensorValues iNetSensorValues(&applicationPacket);
unsigned char valuesCount = iNetSensorValues.getValuesCount();
unsigned char *sensorIds = iNetSensorValues.getIds();
long *values = iNetSensorValues.getValues();
//Recupera le informazioni sul device che ha inviato i valori
NetworkDevice *senderDevice = networkResources.getDeviceByAddress(xBeeReceivePacket.getSourceAddress());
//Se il device che ha inviato il valore e' sconosciuto invia una richiesta di descriptor
if(senderDevice == 0) {
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Il descrittore del mittente non e' conosciuto"));
Serial.println(F("Invio richiesta descrittore"));
#endif //DEBUG
unsigned char payload = (unsigned char) DESCRIPTOR_REQUEST; //Il payload e' un singolo byte
XBeeTransmitRequest xBeeDescriptorRequest(1, &payload, xBeeReceivePacket.getSourceAddress(),
xBeeReceivePacket.getSourceNetAddress());
xBee.send(&xBeeDescriptorRequest);
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Richiesta descrittore inviata"));
#endif //DEBUG
} else {
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Memorizzazione valori nella cache per il controllo delle regole"));
#endif //DEBUG
//Imposta gli ultimi valori letti
for(unsigned char i = 0; i < valuesCount; ++i) {
senderDevice->setLatestReading(sensorIds[i], values[i]);
}
//Segnala che sono stati registrati nuovi valori
newValuesReceived = true;
}
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Memorizzazione permanente dei valori"));
#endif //DEBUG
//Effettua il salvataggio dei valori letti
for(unsigned char i = 0; i < valuesCount; ++i) {
dataManager->store(values[i], xBeeReceivePacket.getSourceAddress(), sensorIds[i], &now);
}
} else if(iNetPacketType == DESCRIPTOR) {
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Descrittore ricevuto"));
#endif //DEBUG
//Se il descrittore non proviene da un device gia' noto
if(networkResources.getDeviceByAddress(xBeeReceivePacket.getSourceAddress()) == 0) {
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Estrazione dati"));
#endif //DEBUG
INetDescriptor iNetDescriptor(&applicationPacket);
unsigned char sensorsCount = iNetDescriptor.getSensorsCount();
SensorType sensorTypes[sensorsCount];
for(unsigned char i = 0; i < sensorsCount; ++i) {
sensorTypes[i] = iNetDescriptor.getSensorById(i);
}
unsigned char outputsCount = iNetDescriptor.getOutputsCount();
OutputType outputTypes[outputsCount];
for(unsigned char i = 0; i < outputsCount; ++i) {
outputTypes[i] = iNetDescriptor.getOutputById(i);
}
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Aggiunta nuovo descrittore"));
#endif //DEBUG
networkResources.addDevice(xBeeReceivePacket.getSourceAddress(), sensorsCount, sensorTypes,
outputsCount, outputTypes, iNetDescriptor.getMaxSilencePeriod(), &now);
//Indica che sono stati aggiunti nuovi devices
newDevicesDiscovered = true;
}
}
}
#ifdef DEBUG
else {
Serial.println(F("Il pacchetto non contiene dati applicativi"));
}
#endif //DEBUG
}
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Rimozione device inattivi"));
#endif //DEBUG
unsigned char removedDevicesCount = networkResources.removeDeadDevices(&now);
#ifdef DEBUG
Serial.print(F("Devices rimossi: "));
Serial.println(removedDevicesCount);
#endif //DEBUG
//Se i valori dei dispositivi sono stati aggiornati verifica ed esegue le regole
if(newValuesReceived) {
newValuesReceived = false;
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Verifica ed esecuzione regole"));
#endif //DEBUG
settings.verifyAndExecuteRules(&networkResources, &now);
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Le regole sono state eseguite"));
#endif //DEBUG
}
//Se sono stati scoperti nuovi device o ne sono stati rimossi
// salva in maniera persistente la nuova lista di device
if(newDevicesDiscovered || removedDevicesCount != 0) {
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Aggiornamento lista permanente dispositivi"));
#endif //DEBUG
newDevicesDiscovered = false;
SecureFileWriter secureWriter;
secureWriter.open(DEVICES_FILENAME, false);
networkResources.writeToFile(&secureWriter);
secureWriter.close();
#ifdef DEBUG
Serial.println(F("Lista permanente dispositivi aggiornata"));
#endif //DEBUG
}
}
#endif //ONBOARD