Implementazione di un protocollo di comunicazione seriale per dispositivi basati su chip Texas Instruments CC253x

L'obiettivo del presente progetto di tirocinio ha riguardato la progettazione e l'implementazione di un protocollo open source, detto ZigBee Lightweight Serial Communication Protocol (ZLSCP), per la comunicazione seriale con device em- bedded basati su chip Texas Instruments CC253x. L'esigenza di tale protocollo nasce all'interno di un progetto di sviluppo e ricerca finanziato dalla regione To- scana, di nome Smart Healthy Environment (SHE), per la comunicazione con dispositivi ZigBee prodotti da Embit.eu. I requisiti di progetto hanno riguardato l'esigenza di implementare, sia sul device che lato host, un set di librerie in grado di snellire e semplificare la comunicazione dati e di permettere una gestione immediata e semplice di reti basate sul protocollo ZigBee. Il protocollo ZLSCP permette anche ad utenti alle prime armi che desiderino avvicinarsi al protocollo ZigBee di implementare applicazioni basate sullo stesso con sforzo estremamente ridotto. Per il raggiungimento dell'obiettivo finale del progetto di tirocinio il primo passo eÌEUR stato quello di individuare un set minimale di comandi in grado di for- nire le funzionalitaÌEUR richieste. Successivamente sono stati definiti i vari aspetti del protocollo ZLSCP, tra i quali il formato dei pacchetti per l'invio dei coman- di al dispositivo e la ricezione delle risposte lato applicativo (host). Il passo seguente eÌEUR stata l'implementazione del protocollo ZLSCP, sia lato device em- bedded sia lato host. Nell'implementazione lato device embedded, il firmware eÌEUR stato modificato per accettare pacchetti nel formato ZLSCP e il relativo set di comandi. Nell'implementazione lato host sono state implementate librerie in linguaggio C per il pieno supporto del protocollo ZLSCP, dalla struttura dei pacchetti all'implementazione del set di comandi. Terminata la fase di imple- mentazione eÌEUR stata redatta la documentazione del protocollo ZLSCP, allo scopo di fornire all'utente finale una guida semplice e chiara sull'uso dello stesso per lo sviluppo di applicazioni basate su ZigBee. Infine sono stati eseguiti dei test dove si sono create reti ZigBee con dispositivi di diversi produttori. Il fine eÌEUR stato quello di verificare il raggiungimento degli obiettivi prefissati e quindi il corretto funzionamento del set di comandi del protocollo ZLSCP e il corretto formato dei pacchetti ZigBee, con e senza crittografia abilitata. Il prosieguo di questo lavoro eÌEUR organizzato come segue: nel primo capitolo verraÌEUR introdotto il protocollo ZigBee e la sua architettura a livelli, con particolare attenzione al livello di rete. Nel secondo capitolo verraÌEUR descritta un'implemen- tazione esistente del protocollo ZigBee, nella fattispecie lo stack protocollare Z-Stack, realizzato dalla Texas Instruments e verraÌEUR data una piena visione del protocollo di comunicazione seriale ZigBee Network Processor (ZNP), anch'esso distribuito dalla Texas Instruments. Questo ci conduce all'esigenza di un pro- tocollo di comunicazione seriale open source e quindi all'introduzione, nel terzo 9 capitolo, del protocollo ZLSCP, oggetto del presente progetto di tirocinio. In questo capitolo l'attenzione verraÌEUR focalizzata sulla progettazione di ZLSCP e sui suoi vari aspetti (formato dei messaggi, comandi, specifiche di sicurezza). La parte relativa all'implementazione verraÌEUR a��rontata nel quarto capitolo, dove verranno illustrate le modifiche apportate al firmware e l'Application Program- ming Interface (API) lato host. L'ultimo paragrafo di questo capitolo eÌEUR dedicato alla fase di test che eÌEUR stata eseguita per verificare il corretto funzionamento del tutto. Infine le conclusioni, che riassumono il lavoro fatto e aprono a futuri sviluppi.