Sulautetun laitteen ohjaus mobiililaitteella

Abstract

Tässä insinöörityössä oli tarkoituksena toteuttaa Kajaanin ammattikorkeakoululle toimiva esimerkki mobiililaitteen käyttöliittymäsovelluksen ja sulautetun laitteen välisestä kommunikoinnista. Työssä käytetty käyttöliittymäsovellus on Kajapro Oy:n kehittämä, ja sitä käytetään Android-pohjaisella tablet-tietokoneella. Sovelluksen pääasiallinen käyttötarkoitus on toimia eräässä koulun projektissa älykkään perävaunun käyttöliittymänä, mutta sitä voidaan käyttää myös koulun muissa opiskelijaprojekteissa. Työssä toteutettiin sulautetun laitteen mikrokontrollerille ohjelmakoodi. Ohjelmakoodi toimii mikrokontrolleriin esimerkin vuoksi liitettyjen laitteiden ohjaamisen lisäksi tulkkina mobiililaitteelta tuleville käskyille. Sulautettuun laitteeseen liitettävät laitteet ovat kolme dc-moottoria ja kiihtyvyysanturi. Mobiililaitteella voidaan ohjata moottoreita ja antureilta voidaan lukea tietoa, joka tulostetaan mobiililaitteen näytölle. Näin saadaan esimerkki ohjauksen toiminnasta molempiin suuntiin. Tiedonsiirto sulautetun laitteen ja mobiililaitteen välillä tapahtuu langattomasti Bluetooth-yhteyden yli. Työn teoriaosuudessa käsitellään suurimmaksi osaksi Atmel Atmega 128L -mikrokontrollerin ominaisuuksia ja Bluetooth-teknologiaa. Mikrokontrollerin ominaisuuksia käsitellään vain työn käytännön osuudessa käytettyjen ominaisuuksien osalta. Bluetooth-osiossa perehdytään mm. standardin perusteisiin ja protokollakerroksiin, sekä tarkastellaan tietoliikennettä mm. datakehyksien osalta. Työn lopputuloksena on ohjelmakoodi, joka toimii viestinkäsittelijänä mikrokontrollerin ja mobiililaitteen välillä. Ohjelmakoodissa otetaan myös käyttöön mikrokontrollerin eri ominaisuuksia ja hyödynnetään niitä. Työn lopputulos saavutti projektin alussa määritellyt ominaisuusvaatimukset.

The aim of this thesis was to implement a working example of communication between a mobile device’s user interface application and an embedded device. The task was commissioned by Kajaani University of Applied Sciences. The application was developed by Kajapro Oy and is used in an Android-based tablet computer. The main purpose for the application was to use it as a GUI (Graphical User Interface) in the intelligent trailer project. However, the application can also serve in other student projects of the university. The main task in this thesis was to create a program code for the microcontroller. That code would control the devices connected to the microcontroller and also act as a message parser between the embedded device and the mobile device. The embedded device is connected to motors and sensors to get some demonstration of the connection. The motors can be controlled by the mobile device and the data of sensors can be read on the screen of the mobile device. In this way, it is possible to show that data transmission functions in both directions. The data between embedded and mobile devices is carried wirelessly via Bluetooth. The theoretical part of this thesis is mainly focused on the Bluetooth technology and Atmel Atmega 128L, the microcontroller of the embedded device. Only the features of the microcontroller used in the practical part of the thesis are taken under review. In the Bluetooth section, the basic knowledge, the protocol layers and data transmission are discussed. The end result is a program code which takes care of the communication between the microcontroller and the mobile device. In addition, the program code also controls the various features of the microcontroller. Therefore, the result meets the requirements.