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UNIVERSIDAD DE CARABOBO ÁREA DE ESTUDIOS DE
POSTGRADO FACULTAD DE INGENIERÍA MAESTRÍA EN
INGENIERÍA ELÉCTRICA PROGRAMA GENERAL
APLICACIÓN DEL LENGUAJE UNIFICADO DE MODELADO
(UML) AL DISEÑO DE CONTROLES .NET PARA
DISPOSITIVOS CON TECNOLOGÍA 1-WIRE
AUTOR Ing. Venus T. Prada R.
TUTOR Ing. Msc. Carlos J. Peña
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Contenido
Planteamiento del Problema
Objetivos
Justificación de la Investigación
Alcance y delimitación de la Investigación
Marco Teórico
Construcción del control .NET aplicando UML
Validación del control .NET
Conclusiones y Recomendaciones
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Aplicación del Lenguaje Unificado de Modelado
(UML) al diseño de controles .NET para
dispositivos con tecnología 1-Wire
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Aplicación del Lenguaje Unificado de Modelado
(UML) al diseño de controles .NET para
dispositivos con tecnología 1-Wire
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Aplicación del Lenguaje Unificado de Modelado
(UML) al diseño de controles .NET para
dispositivos con tecnología 1-Wire
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• Esta investigación representa un aporte para
  aquellos procesos industriales donde se
  requiera la medición de la temperatura y la
  humedad, llevando registros en forma continua de
  éstas variables durante un determinado lapso de
  tiempo para su posterior análisis.

• En base al análisis de los registros, se pueden
  aplicar las medidas de control necesarias, cuando
  las variables excedan los límites establecidos
  para el buen funcionamiento de un determinado
  proceso.

• Para muchas empresas, especialmente las del
  sector alimenticio y farmacéutico, esto se
  traduciría en mejor calidad del producto y menos
  costos de operación.

• Desde el punto de vista de programación, el
  control .NET es una herramienta fácil de usar,
  que permite elaborar una aplicación para el
  iButton Hygrochron ahorrando tiempo de
  programación y sin necesidad de conocer el
  protocolo 1-Wire con el que trabaja éste
  dispositivo.

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ANTECEDENTES DEL UML

• El UML es la creación de tres personas Grady
  Booch, James Rumbaugh e Ivar Jacobson durante la
  década de los 80 y principio de los 90.
• En 1994 Rumbaugh, entra a trabajar en Rational
  Software Corporation, donde ya trabajaba Booch y
  un año después ingresó Jacobson y unieron sus
  ideas para crear el UML.
• En el año 1997 se crea un consorcio del UML y
  entre sus miembros se encuentran
• Ese mismo año se crea la versión 1.0 del UML y
  se puso a consideración del OMG (Object
  Management Group), el cual se encargó de
  conservar el UML y de generar nuevas versiones
  hasta la fecha.

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Unified (Unificado) consiste en brindar
sistemas de información y las mejores prácticas
de ingeniería, para el desarrollo de sistemas más
exitosos. Independientes de implementaciones,
plataformas y lenguajes. Modeling (Modelado) es
la representación de un sujeto, capturando un
conjunto de ideas conocidas como abstracciones
acerca de este sujeto. Language (Lenguaje) se
requiere de un lenguaje común que sea entendido
por todas las personas que participan en la
construcción de un sistema.
El OMG es un consorcio internacional sin fines de
lucro, de la industria de la computación. Tiene
la tarea de desarrollar proyectos estándares de
integración para un amplio rango de tecnologías y
de industrias.
Antes del año 1997 no existía un lenguaje de
modelado estándar que permitiera el desarrollo
sistemático de la programación orientada a
objetos. Hasta la aparición del UML.
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UML es una herramienta de lenguaje visual para
modelación de sistemas (comprendiendo hardware y
software) que permite generar diagramas
organizados que capten todas las ideas de un
proceso, siendo su principal finalidad que sea
fácil de comprender por todas las personas
involucradas en el desarrollo del sistema. El UML
se basa en la programación orientada a objetos y
actualmente se ha convertido en el estándar de
facto en la industria del software.

• VENTAJAS DEL UML
• Fácil de usar y entender.
• Simple.
• Preciso.
• Fácil de modificar.
• Sus diagramas pueden ser entendidos incluso por
  aquellas personas que no tienen
  conocimientos de programación.
• Independiente de la implementación.
• Independiente del proceso.

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PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS
El paradigma de Orientación a Objetos comenzó
en la década de los 80, y este proponía una forma
novedosa de modelar el mundo que nos rodea,
siendo su propósito desarrollar software que
modele un esquema del mundo real. Los programas
son organizados como grupos cooperativos de
objetos, los cuales son instancias de alguna
clase. Sus pilares fundamentales son
El proceso de abstracción permite seleccionar las
características relevantes dentro de un conjunto
e identificar comportamientos comunes para
definir nuevos tipos de entidades en el mundo
real.
El propósito principal de la herencia es el de
organizar mejor las clases que componen una
determinada realidad, y poder agruparlas en
función de atributos y comportamientos comunes.
Mediante las relaciones los objetos colaboran
entre si unos con otros, ya que en un sistema
los objetos trabajan en conjunto.
La esencia del encapsulamiento es que cuando un
objeto trae consigo su funcionalidad, esta última
se oculta de otros objetos y del mundo exterior.
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DEFINICIÓN DE OBJETOS Y CLASES
Un objeto es una instancia de una clase, cada
objeto tiene un conjunto de características y un
comportamiento definido (propiedades, métodos y
eventos) que lo diferencian de otros tipos de
objeto.
Una clase es una categoría o grupo de cosas que
tienen atributos y acciones similares, dicho de
otra forma una clase es una plantilla para crear
objetos, y además es el bloque de construcción
primario en el ambiente de orientación a
objetos.
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REPRESENTACIÓN DE UN DIAGRAMA DE CLASES
TransportesAcuáticos
TransportesTerrestres
TransportesAéreos
Carro
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CASO DE USO
DIAGRAMAS DE INTERACCIÓN
Un caso de uso es una estructura para describir
la forma en que un sistema lucirá para los
usuarios. Es una colección de escenarios
iniciados por una entidad llamada actor y el
resultado debe ser algo utilizable ya sea por el
actor que la inició o por otro actor.
Los diagramas de interacción son aquellos que
proporcionan una vista dinámica del sistema,
éstos son útiles para el programador en la fase
de diseño, ya que le permiten visualizar las
características dinámicas del software. Los
diagramas de interacción explican gráficamente
cómo los objetos interactúan a través de mensajes
para realizar las tareas, y son el tercer paso
del modelado con UML.
Es importante destacar que el proceso unificado
se maneja mediante casos de uso.
DIAGRAMAS DE COLABORACIONES
DIAGRAMAS DE SECUENCIAS
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• TECNOLOGÍA 1-Wire
• Conjunto de componentes electrónicos de
• aplicación específica que pueden ser operados
• a través de su propia red de comunicaciones.
• CARACTERÍSTICAS
• Red de conexión, un sólo conductor más su retorno
  (ACC). El cual suministra un canal para la
  Alimentación (energía), Comunicaciones y el
  Control de los circuitos integrados.
• La tensión de operación es amplia y permite
  rangos entre 2.8 hasta 6 Vdc.
• La transmisión digital se realiza en forma
  bidireccional y en modo Half Duplex se logran
  alcanzar dos velocidades de transmisión 16
  kbit/seg y 142 Kbit/seg.
• La red posee un mecanismo de auto sincronización
  a través del llamado Reset.
• Se admiten entre 100 150 dispositivos
  conectados en forma simultánea en la red 1-Wire
  por puerto de comunicaciones con el PC.

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Elementos que componen la Red 1-Wire del
presente trabajo
Computador
Adaptador DS9490B
Hygrochron DS1923
Empleando una Topología
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API DE PROGRAMACIÓN 1-WIRE
Un API Application Program Interface o interfaz
de programa de aplicación, es la plataforma que
proporciona el fabricante para acceder a los
dispositivos y la red 1-Wire desde un
computador. Básicamente se definen como un
conjunto de subprogramas o funciones de bajo
nivel programadas en un entorno que depende tanto
del lenguaje de programación como del sistema
operativo utilizado. Actualmente el fabricante
proporciona cinco API de Aplicación, las cuales
son

• 1-Wire Public Domain (PD) Conjunto completo
  de códigos y funciones abiertas en lenguaje
  C.

• 1-Wire API for JAVA (OWAPI) Conjunto completo
  de códigos y funciones abiertas en lenguaje JAVA.

• 1-Wire COM (OWCOM) Modelo de objetos de
  componentes COM.

• 1-Wire API- TMEX Conjunto completo de
  funciones independientes del lenguaje que proveen
  soporte a todos los dispositivos y adaptadores de
  red 1-Wire que trabajen bajo la plataforma
  Windows de 32 bits.

• 1-Wire API.NET Conjunto completo de
  funciones independientes del lenguaje, para ser
  utilizada con la nueva plataforma de Microsoft .
  NET.

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API de Programación Utilizado One Wire API. NET
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Requerimientos del Control

• Programar una misión y detenerla.
• Permitir establecer un tiempo de retardo antes
  de comenzar la misión.
• Descargar la data almacenada en el Hygrochron
  durante el tiempo que estuvo activa la misión.
• Establecer el tiempo entre muestras.
• Activar o desactivar la función de rollover que
  posee el iButton.
• Establecer los valores de las alarmas alta y
  baja de cualquiera de las magnitudes que mide el
  dispositivo.
• Activar o desactivar alarma de alta y baja
  temperatura.
• Activar o desactivar alarma de alta y baja
  humedad.
• Indicar si la misión se encuentra activa o
  inactiva.

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Diagramas de casos de uso del Hygrochron
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Diagramas de clases del control Hygrochron
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Diagrama de Colaboraciones Iniciar Misión por
Defecto
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Diagrama de Colaboraciones Iniciar Nueva Misión
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Diagrama de Colaboraciones Detener Misión
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Diagrama de Colaboraciones Leer Datos de la Misión
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Diagrama de Secuencias Iniciar Misión por Defecto
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Diagrama de Secuencias Iniciar Nueva Misión
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Diagrama de Secuencias Detener Misión
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Diagrama de Secuencias Leer Datos de la Misión
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Aplicación demostrativa que valida al Control .NET
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• En la presente investigación se logró la
  construcción de un control .NET aplicando el
  Lenguaje Unificado de Modelado (UML),
  demostrando que este lenguaje visual presenta las
  siguientes ventajas
• El UML constituye una herramienta de ayuda ideal
  en el desarrollo de sistemas y especialmente de
  programas con filosofía orientada a objetos.
• Los diagramas de especificaciones UML capturan
  los requisitos del cliente, para desarrollar un
  sistema, presentando el funcionamiento del mismo
  en una forma fácil de entender por las personas
  relacionadas con el sistema e incluso por
  aquellas que no tienen conocimientos de
  programación.
• El UML permite crear nuevas clases a partir de
  otras ya existentes, haciendo uso de la herencia,
  lo que significa un ahorro sustancial de tiempo
  al momento de realizar la programación, en vista
  de que no es necesario escribir instrucciones de
  código para ejecutar acciones que ya se
  encuentren disponibles en otras clases.

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• El control creado bajo la plataforma .NET, es un
  objeto con propiedades métodos y eventos, que
  puede ser utilizado en una aplicación sin
  importar el lenguaje de programación utilizado.
  Adicionalmente le permite al usuario trabajar con
  dispositivos 1-Wire, sin necesidad de saber como
  funcionan ni cómo accesar a los registros
  internos de los mismos, debido a que el control
  realiza el trabajo de comunicación entre el PC y
  el dispositivo.
• El control construido en la presente
  investigación para el manejo del iButton
  Hygrochron, representa un aporte para aquellos
  usuarios que necesiten realizar mediciones de
  temperatura y humedad empleando un dispositivo
  pequeño, robusto y auto-suficiente, además de que
  permite crear aplicaciones acorde a las
  necesidades del cliente.
• Las clases contenidas en las 1-Wire API.NET
  simplifican y facilitan la comunicación con los
  circuitos integrados con tecnología 1-Wire,
  debido a que éstas clases contienen métodos con
  procedimientos que permiten la ejecución de
  acciones en este tipo de dispositivos.

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• Para futuros trabajos de investigación, se
  sugiere realizar una revisión de la diversidad de
  los circuitos integrados disponibles por la
  Empresa Dallas Semiconductor, a fin de
  seleccionara a cual de ellos podría construírsele
  un control .NET, para ser utilizado en
  aplicaciones industriales.
• Implementar el uso de controles .NET para
  construir aplicaciones que puedan ser utilizadas
  en los laboratorios de las Universidades, para
  uso académico.
• Debido a que la aplicación presenta
  versatilidad, ésta puede ser ampliada para
  realizar reportes, impresión de reportes,
  análisis estadísticos, entre otros.

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Protocolo de comunicaciones 1-Wire
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