CANopen-tiedonsiirto-ohjelma Linux- käyttöjärjestelmälle: Metropolian ConceptCar- hanke

Abstract

Tämä insinöörityö käsitteli CANopen-protokollaperheeseen perustuvan tiedonsiirto-ohjelman ja tiedonsiirtorajapintakirjaston suunnittelua ja toteutusta Linux-käyttöjärjestelmälle. Työn alussa tutustuttiin erilaisiin tapoihin toteuttaa Linuxin prosessien välinen tiedonsiirto sekä CANopen-protokollaperheeseen ja sen ohjelmointikirjastoihin. Työssä selvitettiin aluksi prosessien välisen tiedonsiirron teoriaa ja CANopen-protokollaperheen eri protokollien toimintaa. Ohjelman ja rajapintakirjaston suunnittelun alussa käytiin läpi käyttötapaukset, joiden perusteella ohjelmisto toteutettiin. Työssä päädyttiin käyttämään prosessien välistä D-Bus-tiedonsiirtomekanismia ja QtDBus-moduulia. CANopen-kirjastoista valittiin käytettäväksi Metropolian koneautomaationlaboratorion kehittämä Minicanopen-ohjelmointikirjasto. Toteutettu ohjelmisto sisältää CANopendbus-palvelinohjelman, joka toimii Linux-käyttöjärjestelmän taustaohjelmana. Ohjelma lukee ja kirjoittaa dataa CAN-väylälle käyttäen useita CANopen-protokollia. Käyttöjärjestelmän muut ohjelmat ovat yhteydessä Canopendbus-ohjelmaan Linuxin prosessien välisen D-Bus-tiedonsiirtomekanismin avulla. Toteutettu rajapintakirjasto on yksinkertainen, ja sen avulla voidaan, C++-kielen lisäksi käyttää QML-kieltä CAN-väylän datan lukemiseen ja kirjoittamiseen. Työssä toteutettua ohjelmaa ja rajapintaa tullaan käyttämään Metropolian ConceptCar-hankkeessa syntyvässä kompaktin kaupunkiauton In-Vehicle Infotainment -järjestelmässä. Ohjelman ja rajapinnan toteutuksessa päästiin haluttuihin tavoitteisiin. Ohjelman ja rajapinnan kehitys jatkuu tämän työn jälkeen yhdessä korisähköjärjestelmän kehityksen kanssa.

The aim of this Bachelor’s Thesis was to design and implement CANopen protocol stack based communication program and application programming interface (API) for Linux operating system. At the beginning of the thesis different methods to implement the Inter-process communication to Linux operating system were examined and CANopen protocol stack programming libraries were studied. Software use cases were defined first and later they were used in the software development. A decision was made to use D-Bus and QtDBus-module for the Inter-process communication. Minicanopen-library was also used for CANopen protocol stack library. It was developed by the Machine Automation Laboratory of Helsinki Metropolia University of Applied Sciences. The implemented software includes a server-program CANopendbus, which is running in the Linux operating system. The program can read and write data via CAN-bus using multiple CANopen protocols. User Interface applications of the operating system are connected to the server-program via D-Bus Inter-process communication method.

The application programming interface is simple and it can be used with C++- and QML-programming languages to read and write data via CAN bus. The server-program and API will be used in the In-Vehicle Infotainment system of the ConceptCar project. The desired objective was achieved. The server-program and API development continues with the development of the ConceptCar’s electric-system.