Trabalho de Conclusão de Curso
Documento
Autoria
Unidade da USP
Data de Apresentação
Orientador
Banca
Rodrigues, Evandro Luis Linhari
Silva, Ivan Nunes da
Título em Português
Desenvolvimento de biblioteca de sensoriamento e comunicação para sistemas móveis autônomos microcontrolados
Palavras-chave em Português
Sistemas móveis autônomos
Redes de sensores
Redes de microcontroladores
Sensor
Sistemas autônomos
microprocessadores
Resumo em Português
Este trabalho apresenta uma biblioteca capaz de gerenciar uma rede de microcontroladores para sensoriamento de sistemas móveis autônomos. Desde o seu surgimento, a complexidade, difusão e habilidade desses sistemas vêm aumentando constante e rapidamente. A necessidade de se localizar e locomover tornou-se tão complexa que alguns sistemas precisam de dados de vários sensores e a uma taxa de atualização muito alta, como o caso de um foguete de pequeno porte, que tem movimentos e reações rápidas e agressivas. Soluções com sensores heterogêneos têm sido propostas na literatura, no entanto poucas conseguem capturar e processar dados com velocidades realmente elevadas. Neste trabalho é proposta uma biblioteca que permite a utilização de vários microcontroladores em rede para distribuir o processamento e permitir maiores taxas e variedades de sensores. A implementação traz pronta toda a parte de comunicação entre os módulos utilizados e o funcionamento de sistemas de comando, telemetria e armazenamento, deixando para o desenvolvedor apenas a tarefa de implementar a captura e configuração dos sensores que serão utilizados. A biblioteca foi submetida a testes para verificar o funcionamento dos módulos e o desempenho em relação à leitura e ao processamento de dados. Todos os módulos funcionaram corretamente e a velocidade de leitura foi superior duas vezes e meia à melhor proposta apresentada na literatura. O alto desempenho e a modularização da biblioteca fazem-na uma ótima solução para desenvolvimento de sistemas de navegação, evitando o trabalho de baixo nível e permitindo um melhor foco nos pontos mais importantes do sistema.
Palavras-chave em Inglês
Autonomous mobile systems
Sensors network
Microcontrollers network
Resumo em Inglês
This work presents a library capable of managing a microcontrollers network for sensing of autonomous mobile systems. From its early times, the complexity, diffusion and ability of theses systems has been improving constantly. The need to localization and locomotion has become so complex that some systems require data from several sensors at high update rates, as a small rocket, for example. Solutions with heterogeneous sensors have been presented in lectures, however only a few can achieve really high speed data sensing and processing. In this work is introduced a library that allows the use of many microcontrollers in network in order to distribute the processing and reach better update rates and number of sensors. The implementation features all internal communication as well as systems for command, telemetry and storage, leaving only the implementation of sensor capturing and configuring for the developer. The library was tested to verify the functioning of its modules and the performance when reading and processing data. All modules worked fine and the reading rate was two and a half time faster than the best presented proposal. The library's high performance together with its modularization turn it in a great solution for the development of navigation systems, avoiding low level jobs and focusing in more important parts of the system.
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Data de Publicação
2012-04-18
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