Graafisen etäkäyttöliittymän kehittäminen Raspberry Pi:lle

Abstract

Tämän insinöörityön toimeksiantaja oli KajaPro Oy, ja työ tuli yrityksen omaan käyttöön. Työn tarkoituksena oli kehittää KajaPro Oy:n graafinen etäkäyttöliittymä Raspberry Pi -sulautetulle laitteelle. Ohjelmistotuotteen kehittämisen vaatimuksena oli, että ohjelmakoodi voidaan kääntää Windows 7 -käyttöjärjestelmästä Raspbian wheezy -käyttöjärjestelmään, jota käytetään Raspberry Pi -laitteen käyttöjärjestelmänä. Lisäksi tällä laitteella piti testata socket-tietoliikenneyhteys. Graafiseen etäkäyttöliittymään piti myös suunnitella ja toteuttaa joystick-komponentti, jota voidaan hyödyntää servomoottoreiden ohjauksessa.

Insinöörityön toteuttamiseen käytettiin KajaPro Oy:n graafista etäkäyttöliittymää, jonka resursseja hyödyntäen joystick-komponentti suunniteltiin ja toteutettiin. Komponenttia, jonka avulla ohjattiin servomoottoreita, testattiin Android-käyttöjärjestelmän sisältävässä mobiililaitteessa. Ohjelmistokehitysympäristönä käytettiin Microsoft Visual Studio 2010 -ohjelmaa. Insinöörityö alkoi joystick-komponentin suunnittelulla ja komponentin toiminnan ohjelmoinnilla C++-ohjelmointikielellä. Ristikääntäjää varten täytyi tehdä tutkimustyötä siitä, kuinka ohjelmakoodi saadaan käännettyä toiselta laitteistoarkkitehtuurilta toiselle. Kääntäjä, joka sisältää GNU-projektin työkaluja, asennettiin Windows 7 -ympäristöön.

Raspberry Pi tarvitsee EGL-rajapintaa grafiikan esittämiseen ja SDL-rajapintaa näppäimistön ja hiiren toiminnallisuuteen. Kääntäjä tarvitsee useita kirjastoja, jotka pitävät sisällään EGL-, OpenGL ES 2- ja SDL-koodien metodit. Nämä kirjastot piti konfiguroida ja kääntää Raspberry Pi:llä ja siirtää Windows 7:lle. Kirjastojen täytyy olla linkitettynä linkkerin avulla, jotta kääntäjä löytää ohjelmakoodin tarvitsemat toiminnallisuudet. KajaPro Oy:n graafinen etäkäyttöliittymä voidaan kääntää Raspberry Pi:lle, kun kehitysympäristö on saatu kokoon. Ristikääntäjä, joka kääntää ohjelmistotuotteen koodin suoritettavaksi tiedostoksi, toteutettiin tätä varten. Suoritettava tiedosto voidaan käynnistää vain Raspbian wheezy -käyttöjärjestelmällä.

Tämän insinöörityön lopputulos oli onnistunut. Ristikääntäjä kääntää ohjelmakoodin haluttuun muotoon ja KajaPro Oy:n ohjelmistotuote käynnistyy Raspberry Pi:llä. Socket-tietoliikenneyhteyttä testattiin kahden eri Raspberry Pi:n avulla ja serveriltä lähetetty graafinen käyttöliittymä saapui perille molemmille laitteille. Tämä insinöörityö on hyödyllinen niille, jotka tarvitsevat tietoa, kuinka lähdekoodi voidaan kääntää Windows 7 -ympäristöstä Raspbian wheezy -ympäristöön.

This Bachelor´s thesis was commissioned by KajaPro Oy and was made for the sole use of the company. The purpose of work was to develop the company´s remote graphical user interface to Raspberry Pi embedded device. The development of the software demanded that the program code could be compiled from Windows 7 to Raspbian wheezy, which is in this case the operating system of the embedded device. A socket data communication had to be tested in the embedded system. Also, a joystick component had to be designed and made programmatically to the software of the company.

The thesis started by programming the joystick component with programming language C++. The application that was used in writing the code was Microsoft Visual Studio 2010. The socket data communication was tested with Hercules utility in Windows 7. Research work had to be done in order to know how to compile code from different software architecture to another. The compiler which uses GNU is Not Unix (GNU) project toolchain was installed to the development environment. Raspberry Pi needs Interface between Khronos Group rendering (EGL) to show graphics and Simple DirectMedia Layer (SDL) to understand keyboard and mouse functionalities in the system. The compiler needs several libraries which hold the methods to the Open Graphics Layer for Embedded Systems 2 (OpenGL ES 2) and SDL. These interfaces had to be configured and built in the embedded device and then moved to the target operating system. There they had to be included and linked against in order to the compiler to find the required functions.

The result of this thesis was successful. After the development environment was established the source code of the company could be compiled to the operating system needed. The cross-compiler compiles the code to an executable file and the software of KajaPro Oy runs in Raspberry Pi. The socket data communication was tested with two of these embedded systems and the graphical user interface from server was received in both devices. This thesis is useful for those who need to know how to compile code from Windows 7 environment to Raspbian wheezy environment.