Monitasotutkielma sulautetuista järjestelmistä

Abstract

Sulautetut järjestelmät koostuvat useista osioista ja tasoista. Näitä mahdollisia tasoja ovat mm. elektroniikka, mikrokontrolleriohjelmointi, tietoliikenne, Linux-ohjelmointi, erilaiset rajapinnat, valmiiden ohjelmistojen konfigurointi, web-ohjelmointi ja skriptikielet. Useat sulautettujen järjestelmien parissa työskentelevät insinöörit erikoistuvat yleensä jossain vaiheessa yhteen näistä tasoista, mutta kattava perusymmärrys eri osioista ja niiden yhteenliittämisestä on tärkeää alalla.

Tässä työssä käsitellään kaikki nämä tasot käytännön toteutuksen kautta. Työ pyrkii osoittamaan koulutuksen tuomaa osaamista ja toisaalta myös työn aikana kertynyttä tietotaitoa. Työ kattaa yksittäisten tasojen lisäksi kokonaisuuden rakentamisen näistä yksittäisistä tasoista ja niiden toteutusten yhteenliittymisen.

Järjestelmä on toteutettu Raspberry Pi –minitietokoneen ja PSoC-mikrokontrollerin ympärille. Lisäksi työssä on toteutettu logiikkatason muuttaja näiden kahden välille. Mikrokontrolleri lukee kahdelta lämpötila-anturilta lämpötilat ja välittää ne SPI-väylää pitkin minitietokoneelle, joka web-kameralta saamansa kuvan ohella päivittää ne verkkosivuille.

Embedded systems consist of several parts and levels. Possible levels are electronics, microcontroller programming, data transmission, Linux programming, frameworks and APIs, configuration of third party software, web programming and script languages. Several engineers working with embedded systems specialize in one or more of these levels, but a certain level of understanding of all of these levels and their connections is important for everyone working in the field.

This thesis goes through all of these levels via the means of a practical application. The thesis is meant to present the skills brought by the studies, but also the knowledge gained while working on it. In addition to going through all of the levels it also covers building a whole system from them and how they connect to each other.

The system has been has been implemented using a Raspberry Pi minicomputer and a PSoC microcontroller as the basis. Also a logic level converter has been built between them. The microcontroller reads the values of two temperature sensors and sends them to the minicomputer via SPI bus. The computer updates the values with a picture from a webcam to a website.