Desenvolvimento de driver e interface em sistema operacional Linux para controle de sensores e atuadores em automóveis

• Autor(a) principal: Lazarotto, Tiago
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/14619
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO; Linux device drivers (Programas de computador); Redes locais sem fio; Detectores; Linux (Sistema operacional de computador); Linux device drivers (Computer programs); Wireless LANs; Detectors; Linux (Computer software)

A mais nova geração de veículos automotivos, incluindo os veículos autônomos, está cada vez mais conectada aos seus componentes e até mesmo com outros veículos por meio da Internet das Coisas, o que vai muito além dos aplicativos de entretenimento oferecidos pelas empresas do mercado hoje. Tendo isso em vista, este trabalho contempla o desenvolvimento de um driver de dispositivo e uma API de comunicação na distribuição do sistema operacional Linux chamada Debian, driver o qual será desenvolvido em linguagem C por meio de um depurador remoto que se utiliza das bibliotecas desse sistema operacional, o qual é adotado pela plataforma BeagleBone Black, que será utilizada como o dispositivo central da rede. O driver tem por objetivo controlar uma rede sem fio de sensores e atuadores veiculares de forma modular, obedecendo os identificadores desses dispositivos, utilizados na rede CAN de automóveis sendo que, para a comunicação entre os dispositivos, será utilizado o transceptor MRF24J40MA que segue o padrão IEEE 802.15.4. Para que possa haver uma comunicação por parte de programas de alto nível com o driver, foi criada uma API que é invocada por chamada de sistema, de forma que a mesma vai se comunicar com o driver principal por meio de sockets locais e threads para que se tenha um canal multicliente para atender os chamados da API, nos quais poderão ser solicitadas informações de sensores específicos ou acionamento de determinados atuadores. Para o desenvolvimento do driver e da API será configurado um depurador remoto entre um computador de propósito geral (PC) e a plataforma do Debian, de forma a utilizar as bibliotecas nela contidas e facilitar o desenvolvimento em uma interface gráfica, nesse caso o NetBeans. O Driver Principal será formado dos drivers de SPI e Transceptor, juntamente com o Controlador de Módulos e dos sub-drivers dos sensores e atuadores. Com o dispositivo central pronto, se faz necessário utilizar outro microcontrolador para efetuar a comunicação sem fio e emular um sensor ou atuador da rede, e para isso foi escolhida a plataforma FRDM KL25Z da NXP. Os resultados obtidos foram a depuração remota realizada com sucesso, dessa forma possibilitando também a demonstração da importação bem-sucedida dos módulos e da configuração dos drivers da SPI e do Transceptor. O resultado da chamada de sistema para a API pode também ser visualizado e comprovado, e a partir disso pode-se concluir que o trabalho traz uma contribuição para as plataformas automobilísticas que optarem por utilizar sensores e atuadores sem fio, de forma a baratear a fabricação desses veículos. O trabalho também traz contribuições para depuração remota e modularização de bibliotecas na linguagem C. Como contribuição a toda comunidade de desenvolvimento, o código resultante está disponibilizado como código aberto no GitHub, conforme descrito na conclusão do trabalho.