RTnode - komponent zintegrowanego środowiska sprzętowo-programowego

• Autorzy: Janiak M.

Warianty tytułu

EN

RTnode - the hardware-software framework component

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono koncepcję budowy urządzenia RTnode będącego elementem zintegrowanego środowisk sprzętowo-programowego przeznaczonego do implementacji złożonych, rozproszonych systemów sterowania czasu rzeczywistego. Zasadniczą rolą urządzeń RTnode w takim systemie jest niskopoziomowe sterowanie, akwizycja danych sensorycznych oraz komunikacja z pozostałymi komponentami systemu w czasie rzeczywistym. Urządzenia RTnode to urządzenia modułowe zbudowane w oparciu o mikrokontrolery jednoukładowe. Ich funkcjonalność można modyfikować poprzez odpowiedni dobór dedykowanych, zestandaryzowanych modułów sprzętowych oraz modyfikację oprogramowania. Moduł bazowy to podstawowy element urządzenia RTnode, fundament będący punktem wyjścia dla bardziej złożonych funkcjonalnie konstrukcji. Moduł bazowy wraz z modułem zasilania konstytuuje w pełni autonomiczny komponent rozproszonego systemu sterowania. Od strony programowej urządzenia RTnode są zintegrowane z popularnym, komponentowo zorientowanym środowiskiem OROCOS. Specyfikacja modułów sprzętowych oraz stowarzyszone oprogramowanie udostępniane jest na licencji wolnego sprzętu/oprogramowania.

EN

The paper presents the concept of the RTnode device, which is part of the developed hardware-software framework dedicated for implementation of complex, distributed real-time control systems. The purpose of the RTnode devices is a low-level control, sensory data acquisition and communication with other system components in real-time. The RTnode is modular design devices based on a single chip microcontroler. The functionality of the RTnode device may be modified through dedicated, standardized hardware modules and appropriate software modification. The motherboard module is the fundamental element of the RTnode device, is the base for further device extension. Motherboard completed with power supply module constitutes a fully autonomous component of the distributed control system. On the software level, the RTnode is fully integrated with the OROCOS framework, a popular, component oriented programming environment. The hardware and software modules are available under open-source and open-hardware licenses.

Słowa kluczowe

PL

robotyka; robot; sterownik robota; programowanie robota; RTnode; środowisko sprzętowo-programowe

EN

robotics; robot; robot controller; programming of robot; RTnode; hardware-software framework

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 195, t. 1
• Strony: 79--90
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys.

Twórcy

autor

Janiak M.

• Katedra Cybernetyki i Robotyki, Wydział Elektroniki, Politechnika Wrocławska, ul. Z. Janiszewskiej 11/17, 50-320 Wrocław

Bibliografia

• [1] Infineon Technologies AG. 32-bit XMC4000 Industrial Microcontroller ARM Cortex-M4. http: //www. infineon.com.
• [2] BRICS Project. Best Practice In Robotics. http: l//www.best-of- roboties.org.
• [3] D. Brugali, P. Scandurra. Component-based robotic engineering (Part l). IEEE Robotics Automation Magazine, December, 2009, Vol. 16, No. 4, s. 84-96.
• [4] D. Brugali, A. Shakhimardanov. Component-Based Robotic Engineering (Part II). IEEE Robotics Automation Magazine, March, 2010, Vol. 17, No. l , s. 100- 112.
• [5] M. Cholewiński, M. Janiak, Ł Juszkiewicz. Software platform for practical verification of control algorithms developed for rescue and exploration mobile platform. In: Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR), 2015 20th International Conference on. Proceedings, Aug, 2015, s. 388-393.
• [6] W. Damski, M. Janiak. Projekt modułu zasilania węzła sieci RTnet zintegrowanego środowiska sprzętowo-programowego. Raport serii SPRAWOZDANIA nr 13, Katedra Cybernetyki i Robotyki, Wydział Elektroniki, 2014.
• [7] W. Damski, M. Janiak. Projekt modułu sterownika silników bezszczotkowych dla węzła sieci RTnet zintegrowanego środowiska sprzętowo-programowego. Raport serii SPRAWOZDANIA nr 65, Katedra Cybernetyki i Robotyki, Wydział Elektroniki, 2015.
• [8] W. Damski, M. Janiak. Projekt płyty bazowej węzła sieci RTnet z mikrokontrolerem STM32F4 . Raport serii SPRAWOZDANIA nr 7, Katedra Cybernetyki i Robotyki, Wydział Elektroniki, 2015.
• [9] A. Harris, J.M. Conrad. Survey of popular robotics simulators, frameworks and toolkits. In: Southeastcon, 2011 Proceedings of IEEE. Proceedings, March, 2011, s. 243-249.
• [10] M. Janiak. Projekt płyty bazowej węzła sieci RTnet zintegrowanego środowiska sprzętowo-programowego. Raport serii SPRAWOZDANIA nr l, Katedra Cybernetyki i Robotyki, Wydział Elektroniki, 2014.
• [11] M. Janiak, C. Zieliński. Control System Architecture for the Investigation of Motion Control Algorithms on an Example of the Mobile Platform Rex. Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences, September, 2015, Vol. 63, No. 3, s. 667-678.
• [12] J. Kiszka, B. Wagner. RTnet- a flexible hard real-time networking framework. In: Emerging Technologies and Factory Automation, 2005. ETFA 2005. 10th IEEE Conference on. Proceedings, Sept, 2005. Vol. l, s. 8 pp.-456 .
• [13] James Kramer, Matthias Scheutz. Development environments for autonomous mobile robots: A survey. Autonomous Robots, 2007, Vol. 22, No. 2, s. 101-132.
• [14] Real Time Engineers Ltd. FreeRTOS. http://www.freertos.org.
• [15] OROCOS. Open Robot Control Software. http ://www.orocos.org.
• [16] R. Petrella et al. Speed measurement algorithms for low-resolution incremental encoder equipped drives: a comparative analysis. In: Electrical Machines and Power Electronics, 2007. ACEMP '07. International Aegean Conference on. Proceedings, Sept, 2007, s. 780-787.
• [17] ROS. Robot Operating System. http: //www. ros. org.
• [18] ROS. ROS2.0 Design. http://design.ros2.org.
• [19] RTnet. Hard Real-Time Networking for Real-Time Linux. http: //www.rtnet.org.
• [20] Azamat Shakhimardanov, Nico Hochgeschwender, Gerhard K. Kraetzschmar. Component Models in Robotics Software. In: Proceedings of the l0th Performance Metrics for Intelligent Systems Workshop. Proceedings, New York, NY, USA, ACM, 2010, PerMIS'10, s. 82-87.
• [21] Xenomai. Real-Time Framework for Linux. http: //www.xenomai.org.
• [22] Mariusz Janiak. RTnet Embedded, https://bitbucket.org/mariuszjaniak/rtnet-embedded
• [23] Mariusz Janiak. RTnode_baseboard, http ://bitbucket.org/mariuszjaniak/rtnode_baseboard
• [24] Mariusz Janiak. RTnode_baseboard_Orocos, https://bitbucket.org/mariuszjaniak/rtnode_baseboard_orocos
• [25] PIAP. RobREx, http://robrex.piap.pl
• [26] ReMeDi. Romote Medical Diagnostician, http://www.remedi-project.eu

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.