Promotor: Dr inż. Grzegorz Wróbel

1. Analizamożliwościrealizacjiinteligentnegosystemusterowaniaoświetleniemwoparciuomikrokontrolerzsystememoperacyjnymczasurzeczywistegoiinterfejsem TCP/IP Promotor: Dr inż. Grzegorz Wróbel • Lorek Przemysław • Marchewka Łukasz

2. Wstęp Praca ma na celu analizę możliwości wykorzystania systemu operacyjnego czasu rzeczywistego do sterowania oświetleniem. Naszukładbędzieumożliwiałprostąkontrolęoświetleniawykorzystującczujnikiruchuoraznatężeniaświatła.Oświetleniezostaniezałączonetylkowtedy, gdyaktywowany jest czujnikruchu, a jednocześnieczujnikświatłaniezarejestrujeodpowiedniegonatężenia. Jeżelinatężenieświatłabędziewystarczające to czujnikświatławyłączylampę, nawetwprzypadkuaktywowaniaczujnikaruchu.

3. Ponadto nasz układ będzie miał możliwość : • włączanie światła (wolne rozświetlanie) po wykryciu ruchu • włączanie światła w ustalonej sekwencji • sceny świetlne • utrzymywanie stałego natężenia światła • czujniki obecności – system wyłączy oświetlenie jeśli w dane pomieszczenie będzie puste • przycisk oczekujący OFF, wyłączający wszystkie grupy oświetleniowe • sterowanie wieloma obwodami jednocześnie

4. Systemy czasu rzeczywistego • System czasu rzeczywistego jest analizowany w kontekście dwóch współdziałających procesów: otoczenie i system komputerowy, przy czym działanie tego ostatniego dodatkowo uzależnione jest od czasu

5. System czasu rzeczywistego według standardu IEEE / ANSI System czasu rzeczywistego – system komputerowy, w którym obliczenia są wykonywane współbieżnie z procesem zewnętrznym (otoczeniu) w celu sterowania, nadzorowania lub terminowego reagowania na zdarzenia występujące w tym procesie. • IEEE - Institute of Electrical and Electronic Engineers, • ANSI – American National Standards Institute

6. Wymagania stawiane systemom czasu rzeczywistego: • Terminowość, • Przewidywalność czyli determinizm czasowy, • Ciągłość czasowa, • Współbieżność, • Zależność od otoczenia, • Niezawodność

7. System czasu rzeczywistego a system operacyjny czasu rzeczywistego • Systemem czasu rzeczywistego (ang. real-time system) zawiera wszystkie elementy tj. hardware, system operacyjny oraz aplikacje, które są potrzebne aby spełnić odpowiednie wymagania. System operacyjny czasu rzeczywistego (ang. real-time operating system) natomiast jest tylko jednym z elementów kompletnego systemu. Musi on dostarczać odpowiedniej funkcjonalności aby cały system mógł sprostać stawianym mu wymaganiom.

8. Przykłady systemów operacyjnych czasu rzeczywistego • QNX, • eCOS • VxVorks, • RTLinux, • LynxOS • PheonixRTOS

9. System eCOS • System operacyjny eCOS (Embedded Configurable Operating System) jest systemem czasu rzeczywistego, napisanym w języku C/C++ a najniższa warstwa bezpośrednio w asemblerach dla odpowiednich mikroprocesorów. • Wstępne dyskusje na temat konstrukcji systemu eCos prowadzone były na początku wiosny 1997 roku. Za główny cel postawiono sobie wprowadzenie na rynek taniego a zarazem bardzo wysokiej jakości systemu. Rozumiejąc potrzeby rynku, w 1998 roku firma Red Hat Inc., która wspiera także GNU/Linux rozpoczęła pracę nad systemem eCOS, który miał być pierwszym systemem typu open source do zastosowań wbudowanych.

10. Diagram modułów funkcjonalnych systemu eCOS

11. System składa się z modułów, z których można wyróżnić kilka podstawowych grup: • HAL (Hardware Abstraction Layer) – warstwa odpowiedzialna za dostarczenie w miarę prostego interfejsu do sprzętu na możliwie najniższym poziomie. Jest zrealizowana jako makra języka C i jako taka właściwie nie musi być używana przez programistę piszącego aplikację w systemie eCOS, • Jądro – system eCOS jest wielozadaniowym systemem z wywłaszczeniem. Jądro zajmuje się obsługą wątków, szegregowaniem i synchronizacją zadań, • Sterowniki – fragmenty kodu pozwalające na dostęp do peryferyjnych urządzeń we/wy w zunifikowany spodób. Każde urządzenie powinno mieć swój osobny sterownik, który wnosi obsługę przerwań, rezerwuje pamięć na bufory i dostarcza funkcjonalności,

12. Biblioteki standardowe – fragmenty kodu, dostarczające funkcjonalności dla standardu języka C, • Biblioteki dodatkowe – fragmenty kodu dostarczające dodatkowej funkcjonalności, np. programowy stos TCP/IP, kompresja/ dekompresja ZIP, itp.. Istnieje wiele platform, na których Ecos został uruchomiony. Jest to system wieloplatformowy IA32,ARM, PowerPC, MIPS, ARM3x, V8x, SPARC,który może zostać łatwo przeniesiony na nowe architektury sprzętowe i do konkretnych potrzeb ze względu na małą złożoność i dostępność kodu źródłowego. Ponad to szczególną zaletą systemu eCOS jest to, że jest on całkowicie darmowy.