Mikroprocesorowy wielowątkowy system pomiarowy

Autor:         inż.  Patryk Kotlarz

Promotor:    dr inż. Dominik Łuczak

Praca dyplomowa inżynierska. Studia stacjonarne. 

MIKROPROCESOROWY WIELOWĄTKOWY SYSTEM POMIAROWY

Praca inżynierska polegała na stworzeniu wielowątkowego systemu pomiarowego. Aplikacja wbudowana jest zdolna do próbkowania wybranej wielkości fizycznej, wykonania na niej czasochłonnych obliczeń oraz przesłania wyniku do komputera. Zadaniem dedykowanej aplikacji na komputer osobisty jest wizualizacja otrzymanych danych oraz udostępnienie użytkownikowi możliwości konfiguracji parametrów pomiarowych urządzenia (rys. 1). Dodatkowo aplikacja wbudowana wykorzystuje system operacyjny FreeRTOS z implementacją API CMSIS–RTOS.
Na płytce rozwojowej STM32F746-DISCOVERY (rys. 2) zaimplementowana została aplikacja pobierająca dźwięk z mikrofonu, obliczająca jego widmo częstotliwościowe za pomocą szybkiej transformaty Fouriera, a następnie strumieniująca rezultat przez Ethernet po protokole UDP. Dodatkowo zaimplementowany został RESTowy serwis udostępniający pobór oraz zmianę danych konfiguracyjnych urządzenia (rys. 3). Istnieją dwie aplikacje wbudowane: jedna z nich oparta o FreeRTOS, druga o system RTX. Obie działają tak samo, gdyż korzystają z API CMSIS-RTOS i funkcjonalny kod systemu pomiarowego jest w dużej części identyczny. Aplikacja na komputer osobisty wyświetla widmo w postaci przesuwającego się wykresu, gdzie intensywność koloru odpowiada wartości amplitudy dla poszczególnych częstotliwości. Użytkownik ma możliwość zmiany okna sygnału (okno prostokątne, Hanna lub Flat Top), okresu wykonywania obliczeń, konfiguracji adresu IP oraz portu strumieniowania danych i częstotliwości próbkowania.