Sistema de comunicación para OBC basado en FreeRTOS

Abstract

The main purpose of this Project is developing and learning an alternative way of programming in order to be more appropiate for satellites such as Cubesat; similar an OBC. Although the realized prototypes are not similar to a satellite, it is proposed a design, programming and communication model which is convenient for work in space. We leave the sequential and high level programming which we usually do in a computer engineering. Instead, we adapt to a RTOS and low level programming. The idea is to have total control of the hardware and a robust system without failure admission. The resources that we have are limited, being the same as in space missions. An Arduino Mega 2560 has been mounted with peripherals, being necessary electronics basic notions. The telecommunication has been made with CCSDS, the professional space standard (used by NASA). This project aims to bring the software and work methodology closer to the necessary metodology in space. A definition of the necessary requirements is made, explaining certain concepts. Then, we do an analysis of the system, studying the problems that the space raises and what of that we can cover with Arduino. Finally, we will carry out the design and development, making the implementations with the FreeRTOS API. We will get conclusions and possible improvements. This Project is presented as Bachelor Thesis within the Bachelor of Computer Engineering of the University of Granada. This Project has been focused from a multidisciplinary perspective, getting the student closer to the specialities not taken. Trying to preserve the academic character of the Project, an extensive use of unused tools during the degree has been made. The result of the exposed culminates obtaining a complete system, which complies with the Functional Requirements and needs indicated at the beginning, and which supposes the finalization of the Degree.

El objetivo principal del presente Proyecto es desarrollar y aprender una forma alternativa de programación con la finalidad de que sea más apropiado para satélites como Cubesat; un acercamiento a un OBC. Aunque los prototipos realizados no sean semejantes a un satélite, se plantea un modelo de diseño, programación y comunicación que resulta conveniente para trabajar en el espacio. Abandonamos la programación secuencial y en alto nivel a la cual se está habituado en una ingeniería informática. En su lugar, nos adaptamos a un RTOS y de bajo nivel. La idea es tener total control del hardware y un sistema robusto sin admisión de fallos. Los recursos que se poseen son limitados, al igual que en las misiones espaciales. Se ha montado un Arduino Mega 2560 con una serie de periféricos, siendo necesarias nociones básicas de electrónica. La telecomunicación ha sido realizada con CCSDS, el estándar profesional del espacio (usado por la NASA). Este proyecto persigue acercar el software y metodología de trabajo al necesario para trabajar en el espacio. Se realiza una definición de los requisitos necesarios, explicando ciertos conceptos. Luego hacemos un análisis del sistema, estudiando los problemas que plantea el espacio y qué podemos abarcar con Arduino. Finalmente, llevaremos a cabo su diseño, realizando las implementaciones con la API de FreeRTOS. Obtendremos una serie de conclusiones y posibles mejoras al respecto. Este Proyecto se presenta como Trabajo Fin de Grado de la titulación de Grado en Ingeniería Informática de la Universidad de Granada. Se ha tratado de enfocar el proyecto de forma multidisciplinar, acercando al alumno a las especialidades no cursadas. Con el fin de preservar el carácter académico del Proyecto, se ha hecho uso intensivo de herramientas no utilizadas durante la titulación. El resultado de todo lo expuesto culmina con la obtención de un sistema completo, que cumple con los objetivos de este proyecto y con el cual se cierra la etapa universitaria de Grado.