Sarjaliikenne protokollan suunnittelu Geronteknologia roboteille

Abstract

Gerontechnology Research Center, GRC, suunnittelee ja kasaa geronteknologia tuotteita ja ratkaisuja Yuan Ze yliopisto Taiwanissa. Näillä tuotteilla ja ratkaisuilla on tarkoitus parantaa vanhusten elinoloja sekä luoda turvallisempi ja valvotumpi elinympäristö yksityisiin talouksiin ja vanhainkoteihin. Viime vuosien robotiikkasovellusten noste geronteknologiassa sekä kilpailun kiristymien on luonut painetta tehostaa robotiikan osaamista ja projektien hallintaa tutkimuskeskuksessa. Ajoittain vaihtuvat opiskelijat ja opiskelijoiden ohjelmointitaidon puute on aiheuttanut ristiriitaisuuksia tutkimuskeskuksen projekteissa.

Insinöörityössä kehitettiin yhtenäinen sarjaliikenne protokolla toimimaan Brain & Body verkkotopologiassa sekä ohjelmoitiin kirjasto-ohjelma Arduino-mikrokontrollerille ja Raspberry Pi-tietokoneelle. Tavoitteena oli kehittää protokolla, jota voitaisiin käyttää kaikissa tutkimuskeskuksen projekteissa ja tuotteissa ilman muutoksia alkuperäiseen protokollaan. Työssä haastateltiin eri projektien hoitajia kartoittamaan vaatimukset protokollalle. Protokollaa myös esiteltiin useita kertoja projektien hoitajille, jotta saisivat mahdollisuuden kommentoida sitä.

Protokollan kehitystyö aloitettiin vanhan protokollan päältä, josta se muodostui omaksi pro-tokollakseen. Kirjasto-ohjelma ohjelmoitiin myös toimimaan I2C kenttäväylällä, lähettäen kehitetyn protokollan viestejä I2C väylää pitkin.

Työnlopuksi protokolla sekä kirjasto-ohjelma testattiin tutkimuskeskuksen vaativimmassa käyttökohteessa. Tulokset olivat positiiviset ja protokolla otettiin käyttöön tutkimuskeskuksessa välittömästi.

Gerontechnology Research Center, GRC, designs and builds gerontechnology products and solutions at Yuan Ze University, Taiwan. Their work is meant to increase the life quality of an elder and create a more secure and supervised habitat for private households and retirement homes. In recent years, the increase of robotics in the field of gerontechnology and intensification of competition has caused pressure to enhance the knowledge of robotics and project management in the research center. Intermittently changing students and student’s lack of skill in programming has caused contradictions in the research center’s projects

In this thesis a uniform serial communication protocol was developed to work in Brain & Body- network topology and also a library program for Arduino microcontroller and Raspberry Pi computer was programmed. The goal was to develop a protocol that could be used in all of the research center’s projects and products without making any changes to original protocol. In this thesis, project managers were interviewed to identify the protocol’s re-quirements. The protocol was also presented many times during the development to project managers so they could give comments about the protocol.

The development of the protocol started from the basis of an old protocol from which it was developed into its own protocol. The library program was also programmed to work in I2C fieldbus sending developed protocols messages along the I2C bus

At the end of the final project the protocol and library program was tested on the research center’s most demanding application. The results were positive and the protocol was introduced immediately at the research center.