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sábado, 5 de enero de 2013

Arquitectura / Interconexión NMEA 3G/WIFI o Bluetooth

NMEA 0183 (o NMEA de forma abreviada) es una especificación combinada eléctrica y de datos entre aparatos electrónicos marinos y, también, más generalmente, receptores GPS.
El protocolo NMEA 0183 es un medio a través del cual los instrumentos marítimos y también la mayoría de los receptores GPS pueden comunicarse los unos con los otros. Ha sido definido, y está controlado, por la organización estadounidense National Marine Electronics Association

Los actuales equipos de electrónica de navegación de las embarcaciones se conectan mediante diversos tipos de redes, la mayoría utilizan redes propietarias con protocolos de comunicaciones propietarios de cada fabricante, como por ejemplo la red Seatalk y siguientes (Seatalk NG, etc...) de la electrónica del proveedor Raymarine. La electrónica de navegación utilizan estas redes para trasnmitir la información obtenida (posición del GPS, viento, profundidad, etc...) a las consolas de visualización o chartplotters.


Conversores de protocolos:

Existen dispositivos (convertidores de protocolo) que puedes utilizar para conectar a estas redes y convertir la información de los protocolos propietarios al protocolo estandarizado NMEA. Generalmente estos dispositivos dan una salida serie RS-232. Aunque existen diferentes modelos en el mercado y de diferentes fabricantes que proporcionan ya salidas directas a WIFI o Bluetooh

Si el dispositivo que utilizas te proporciona una salida serie RS-232, deberás de utilizar un dispositivo adicional que convierta la señal de serial a WIFI o serial a Bluettoth, según la interfaz inhalámbrica que desees utilizar.

Si utilizas WIFI con Android mira con atención a la nota de más abajo, al utilizar WIFI desde tu smartphone o tablet no tendrás acceso 3G a la vez, en estos casos es más práctico utilizar un punto de acceso WIFI o un router WIFI para conectar al conversor serial/WIFI, así puedes utilizar también


Conexión mediante 4G/WIFI:

Para conectar por WIFI es recomendable utilizar un punto de acceso WIFI o un router WIFI. Si este equipo es a la vez router 3G podrás conectarte a Internet y ver los mapas o utilizar webtracking (en desarrollo). Existen diferentes routers 3G/WIFI en el mercado que podrás utilizar, o bien utilizar otro smartphone de puente habilitando la opción de compartir 3G mediante WIFI.
Recuerda que cuando activas el WIFI en los smartphones Android solo puedes utilizar esta vía de conexión, la conexión mediante 3G no se utilizará; o la una o la otra.

Android está apostando por el estandar WIFI Direct para la conectividad peer-to-peer, sin embargo, se encuentra aún pocos equipos que admitan esta funcionalidad.

La opción de utlizar WIFI/3G te permitirá conectar desde Internet a la telemetría del barco desde cualquier sitio y en cualquier momento. Puede ser interesante si estás fondeado y abandonas el barco.

Muchos dispositivos Android tienen limitado conectarse a redes WIFI AD-HOC.  Algunos dispositivos lo permiten, en estos casos puedes configurar el conversor serie/WIFI en modo ad-hoc, sin embargo  este modo en el smartphone funciona en muy pocos dispositivos y suelen estar rooteados además de consumir mucha CPU y Batería.

En cualquiera de los casos deberás de configurar y conocer la IP y el puerto TCP que tiene el conversor serial/WIFI. Si se asigna automáticamente por DHCP desde el router WIFI puedes utilizar programas de escaneo de hosts disponibles para Android como "Fing", que te permitirán descubir la IP del conversor en la red.

Baudios: recuerda configurar correctamente los baudios del puerto serie y la paridad.


UDP Broadcast:
En la versión 2.1 se ha habilitado la recepción de paquetes UDP Broadcast. Consulte el apartado de settings. En esta configuración la aplicación Sailtracker espera recibir mensajes enviados por difusión.



Conexión mediante Bluetooth:

También puedes utilizar un dispositivo que convierta serie a Bluetooth y conectar por Bluetooth en vez de por WIFI. El dispositivo Bluetooth debe de estar configurado como servidor (para aceptar conexiones) y soportar RFCOMM, un protocolo de streaming orientado a conexión, también conocido como Serial Port Profile (SPP)

Al utilizar una conexión blueetooth se puede utilizar a la vez la conexión 3G del dispositivo móvil para conectar a Internet y visualizar los mapas o acceder a otros servicios.

Baudios: recuerda configurar correctamente los baudios del puerto serie y la paridad.

Una buena antena puede aumentar el rango de cobertura.

SENTENCIAS NMEA
Las sentencias NMEA que procesa la aplicación son las siguientes:

AIVDM, GLL, DBT, MWV, DPT, GGA, HDM, HDT, MTW, RMB, RMC, WPL, VTG, VWR, ZDA



UTILIDADES PARA TEST

Puede utilizar varias utilidades para probar las conexiones.

- Pruebas de conectividad NMEA con WIFI: puede utilizarla utilidad LogNMEA disponible en Play Store.

- Conexiones Bluetooth: Puede conectar un ordenador portátil mediante bluetooth al transceptor o al dispositivo Android. Para ello debe de configurar un puerto COM Bluetooth en su ordenador.
Utilice después un programa como putty que conecte por serial al puerto COM configurado anteriormente para enviar o recibir sentencias NMEA

-Conexiones TCP:  Puede utilizar un ordenador para conectar por red Wifi  al transceptor. Para ello puede utilizar un programa como putty para conectar por TCP/IP al transceptor y recibir inforamción.

-Conexiones UDP Broadcast: Puede utilizar un ordenador para conectar por red Wifi al dispositivo Android o recibir paquetes Broadcast desde el transceptor. Puedes descargarte utilizar los siguientes programas java disponibles AQUI (DOWNLOAD JAVA TEST PROGRAMS FOR CHECK UDP CONNECTIONS HERE).

Descárge la carpeta iacobus y guárdela en un directorio, desde ese directorio (no dentro de la carpeta iacobus) ejecute los comandos seiguientes

Comando para ejecutar programa recepción Udp Broadcast:
java iacobus.ReceiveBroadcast <address_udp_broadcast> <port_udp>


Comando para ejecutar programa de emisión Udp Broadcast:
java iacobus.SendBroadcast <address_udp_broadcast> <port_udp>

Ejemplo sentencias NMEA a transmitir:
$IIVWR,170,R,10.4,N,,M,,K
$IIHDT,005.0,T
$IIHDM,005.0,T
$IIDBT,0.0,f,7.5,M,0.0,F
$GPRMC,183837.378,A,3666.4251,N,00647.2844,W,4.0,005.1,010214,,



Esquema de interconexiones

El siguiente esquema es un ejemplo de las interconexiones de una embarcación estándar moderna a la que se han añadido dos dispositivos
1) Conversor de protocolo propietario a NMEA
2) Conversor de serial/WIFI o serial/Bluetooth  (se ha contemplado también la opción de añadir un router 3G/WIFI de alguna operadora móvil)







TRANSCEPTORES / MULTIPLEXORES
Existen numerosos dispositivos que convierten el protocolo propietario de la red de su barco al standar NMEA.
También existen diversos fabricantes que utilizan veletas y electrónica con transmisión directa Wifi o Bluetooth. 
Busque en internet y seleccione los dispositivos que más le interese. Existen muchos tipos y fabricantes.




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