Softvérové vybavenie systému - História úprav

Ggaspar na 16:06, 1. marec 2012

2012-03-01T16:06:09Z

Ggaspar na 15:28, 22. jún 2010

2010-06-22T15:28:54Z

Ggaspar na 15:27, 22. jún 2010

2010-06-22T15:27:40Z

Ggaspar na 15:19, 22. jún 2010

2010-06-22T15:19:31Z

Ggaspar na 15:16, 22. jún 2010

2010-06-22T15:16:53Z

Ggaspar na 15:11, 22. jún 2010

2010-06-22T15:11:58Z

Ggaspar: /* Komunikácia s databázou MySQL */

2010-06-22T15:03:48Z

Komunikácia s databázou MySQL

Ggaspar na 15:03, 22. jún 2010

2010-06-22T15:03:02Z

Ggaspar: /* Podprogram ADR */

2010-06-22T14:55:41Z

Podprogram ADR

Ggaspar: /* Podprogram DNR */

2010-06-22T14:55:23Z

Podprogram DNR

@@ Riadok 3: / Riadok 3: @@
 [[Kategória:Informatika]]
 [[Kategória:Mechatronika]]
-{{Praca_uvod|6|Autonómny systém pre zber teplotných dát z pôdneho profilu|Mikroprocesory PSoC|Protokol 1-Wire|Rozhranie I2C|Návrh a realizácia obvodového zapojenia systému zberu teplotných dát|Návrh a realizácia zapojenia senzorov systému zberu teplotných dát|Softvérové vybavenie systému|http://ggaspar.selfip.com/~meranie web projektu|||||}}
+{{Praca_uvod|6|Autonómny systém pre zber teplotných dát z pôdneho profilu|Mikroprocesory PSoC|Protokol 1-Wire|Rozhranie I2C|Návrh a realizácia obvodového zapojenia systému zberu teplotných dát|Návrh a realizácia zapojenia senzorov systému zberu teplotných dát|Softvérové vybavenie systému|http://ggaspar.dyndns.info/~meranie web projektu|||||}}
 __TOC__
 =Softvérové vybavenie systému=

@@ Riadok 3: / Riadok 3: @@
 [[Kategória:Informatika]]
 [[Kategória:Mechatronika]]
-{{Praca_uvod|6|Autonómny systém pre zber teplotných dát z pôdneho profilu|Mikroprocesory PSoC|Protokol 1-Wire|Rozhranie I2C|Návrh a realizácia obvodového zapojenia systému zberu teplotných dát|Návrh a realizácia zapojenia senzorov systému zberu teplotných dát|Softvérové vybavenie systému|||||}}
+{{Praca_uvod|6|Autonómny systém pre zber teplotných dát z pôdneho profilu|Mikroprocesory PSoC|Protokol 1-Wire|Rozhranie I2C|Návrh a realizácia obvodového zapojenia systému zberu teplotných dát|Návrh a realizácia zapojenia senzorov systému zberu teplotných dát|Softvérové vybavenie systému|http://ggaspar.selfip.com/~meranie web projektu|||||}}
 __TOC__
 =Softvérové vybavenie systému=

@@ Riadok 233: / Riadok 233: @@
 [[Image:oddo.png|thumb|center|250px|Obr. 4.13 Zobrazenie „Od: Do:]]
@@ Riadok 248: / Riadok 250: @@
 Budúci vývoj zahŕňa rozšírenie firmvéru, v&nbsp;ktorom bude zahrnuté aj číslo výrobku, obsahujúce údaje o&nbsp;použitej pamäti a&nbsp;RTC. Pomocou tohto čísla bude systém spolupracovať s&nbsp;aplikačným softvérom. Tento umožní používateľovi vytvoriť vlastnú konfiguráciu systému, ktorá môže pozostávať z&nbsp;viacerých meracích uzlov, viacerých databáz a&nbsp;meranie nebude obmedzené iba na päť teplomerov. Aplikácia bude obsahovať nastavenia periódy meraní jednotlivých teplomerov, spracovanie údajov do databázy a&nbsp;tvorbu grafov z&nbsp;rôznych zdrojov nameraných dát.
 '''Použitá literatúra'''
-ASHBY, Robert. ''Designer's Guide to the Cypress PSoC''. London&nbsp;: Elsevier, 2005. 273 s. ISBN&nbsp;9780750677806.
+#ASHBY, Robert. ''Designer's Guide to the Cypress PSoC''. London&nbsp;: Elsevier, 2005. 273 s. ISBN&nbsp;9780750677806.
+#CYPRESS, Semiconductor Corporation. ''PSoC Programmable System-on-Chip : Technical Reference Manual (TRM)''. San Jose, USA&nbsp;, c2008. 572 s. Document No. 001-14463 Rev. *C. Dostupný z WWW:&nbsp;<www.cypress.com>.
-CYPRESS, Semiconductor Corporation. ''PSoC Programmable System-on-Chip : Technical Reference Manual (TRM)''. San Jose, USA&nbsp;, c2008. 572 s. Document No. 001-14463 Rev. *C. Dostupný z WWW:&nbsp;<www.cypress.com>.
+#MAXIM, Integrated Products. ''Guidelines for Reliable Long Line 1-Wire Networks : AN-148''. Sunnyvale, CA, USA&nbsp;: Maxim Integrated Products, 2008. 16 s. Dostupný z WWW:&nbsp;<www.maxim-ic.com>.
+#MAXIM, Integrated Products.''DS18S20 High-Precision 1-Wire Digital Thermometer''. Sunnyvale, CA, USA&nbsp;: Maxim Integrated Products, 2008. 23 s. Dostupný z WWW:&nbsp;<www.maxim-ic.com>.
-MAXIM, Integrated Products. ''Guidelines for Reliable Long Line 1-Wire Networks : AN-148''. Sunnyvale, CA, USA&nbsp;: Maxim Integrated Products, 2008. 16 s. Dostupný z WWW:&nbsp;<www.maxim-ic.com>.
+#NXP, B.V. ''The I2C bus specification : Version 2.1''. Southampton, United Kingdom&nbsp;: NXP B.V., 2000. 46 s. Dostupný z WWW:&nbsp;<www.nxp.com>.
+#RAMTRON, International Corporation. ''FM24V10 : 1Mb Serial 3V F-RAM Memory''. Colorado Springs, CO, USA&nbsp;: Ramtron International Corporation, 2009. 15 s. Dostupný z WWW:&nbsp;<www.ramtron.com>.
-MAXIM, Integrated Products.''DS18S20 High-Precision 1-Wire Digital Thermometer''. Sunnyvale, CA, USA&nbsp;: Maxim Integrated Products, 2008. 23 s. Dostupný z WWW:&nbsp;<www.maxim-ic.com>.
+#NXP, B.V. ''PCF8563 : Real-Time clock/calendar''. Southampton, United Kingdom&nbsp;: NXP B.V., 2008. 32 s. Dostupný z WWW:&nbsp;<www.nxp.com>.
+#Python Programming Language [online]. 2.6.4. 2009 [cit. 2010-04-02]. Www.python.org. Dostupné z WWW: <[http://python.org/about/ http://python.org/about/]>.
-NXP, B.V. ''The I2C bus specification : Version 2.1''. Southampton, United Kingdom&nbsp;: NXP B.V., 2000. 46 s. Dostupný z WWW:&nbsp;<www.nxp.com>.
+#MySQL::The world‘s most popular open source database [online]. 5.1.45. 2010 [cit. 2010-04-02]. Dostupné z WWW: <[http://www.mysql.com/why-mysql/ http://www.mysql.com/why-mysql/]>.
+#The Apache Software Foundation [online]. 2.2.15. 2010 [cit. 2010-04-02]. Dostupné z WWW: <[http://httpd.apache.org/ABOUT_APACHE.html http://httpd.apache.org/ABOUT_APACHE.html]>.
-RAMTRON, International Corporation. ''FM24V10 : 1Mb Serial 3V F-RAM Memory''. Colorado Springs, CO, USA&nbsp;: Ramtron International Corporation, 2009. 15 s. Dostupný z WWW:&nbsp;<www.ramtron.com>.
+#Apache/Python Integration [online]. 3.3.1. 2009 [cit. 2010-04-02]. Dostupné z WWW: <[http://www.modpython.org/live/current/modpython.pdf http://www.modpython.org/live/current/modpython.pdf]>.
+#HARMS, Daryl; MCDONALD, Kenneth. ''Začínáme programovat v jazyce Python.'' Brno : Computer Press, 2003. 456 s. ISBN 80-7226-799-X.
-NXP, B.V. ''PCF8563 : Real-Time clock/calendar''. Southampton, United Kingdom&nbsp;: NXP B.V., 2008. 32 s. Dostupný z WWW:&nbsp;<www.nxp.com>.
+#FABO, P., GAŠPAR, G., PAVLÍKOVÁ, S., ŠIROKÝ, P.: ''Methods of statistical evaluation of data from long-term measurement of soil temperature profile using open-source tools.'' Trenčianske Teplice: ISC Mechatronika 2010

@@ Riadok 233: / Riadok 233: @@
 [[Image:oddo.png|thumb|center|250px|Obr. 4.13 Zobrazenie „Od: Do:]]
 '''Záver'''
@@ Riadok 247: / Riadok 248: @@
 Budúci vývoj zahŕňa rozšírenie firmvéru, v&nbsp;ktorom bude zahrnuté aj číslo výrobku, obsahujúce údaje o&nbsp;použitej pamäti a&nbsp;RTC. Pomocou tohto čísla bude systém spolupracovať s&nbsp;aplikačným softvérom. Tento umožní používateľovi vytvoriť vlastnú konfiguráciu systému, ktorá môže pozostávať z&nbsp;viacerých meracích uzlov, viacerých databáz a&nbsp;meranie nebude obmedzené iba na päť teplomerov. Aplikácia bude obsahovať nastavenia periódy meraní jednotlivých teplomerov, spracovanie údajov do databázy a&nbsp;tvorbu grafov z&nbsp;rôznych zdrojov nameraných dát.

← Staršia verzia		Verzia zo dňa a času 15:16, 22. jún 2010
Riadok 232:		Riadok 232:
	Okná „Dátum od:“ a „Dátum do:“ slúžia na flexibilné nastavenie želaného časového obdobia na vyhodnotenie dát. Zobrazí sa graf na Obr. 4.13 za zvolený počet dní, vytvorený v čase od 00:00 hod prvého dňa do aktuálneho času aktuálneho dňa.		Okná „Dátum od:“ a „Dátum do:“ slúžia na flexibilné nastavenie želaného časového obdobia na vyhodnotenie dát. Zobrazí sa graf na Obr. 4.13 za zvolený počet dní, vytvorený v čase od 00:00 hod prvého dňa do aktuálneho času aktuálneho dňa.

		+	[[Image:oddo.png\|thumb\|center\|250px\|Obr. 4.13 Zobrazenie „Od: Do:]]
		+
		+	'''Záver'''
		+
		+	Cieľom práce bolo navrhnúť a implementovať systém pre zber teplotných dát z pôdneho profilu. V prvej časti práce boli predstavené technológie a realizácia hardvérovej časti a v druhej časti bola popísaná architektúra distribuovaného systému a  jej softvérové vybavenie. Výsledkom práce je funkčný technologický prototyp, na ktorom prebiehajú v súčasnosti merania.
		+
		+	Pravdepodobne najdôležitejším momentom pri realizácii senzorovej časti, bolo po výbere súčiastok rozhodnutie o type puzdra a jeho hydroizolácií. Vďaka zvolenému plastovému puzdru, ktoré bolo vyrobené na zákazku, majú jednotlivé senzory pevnú schránku, takže nie sú mechanicky namáhané. Ako izolačný materiál sa osvedčila silikónová pasta. Na konci novembra 2009, ani po približne mesiaci používania nedošlo k žiadnemu problému pri spracovaní signálu.
		+
		+	Architektúra distribuovaného systému bola zložená z troch vrstiev. Firmvérová vrstva má na starosti komunikáciu s nadradeným počítačom a so sieťou 1-Wire. Prijíma dáta od jednotlivých teplomerov, počíta ich CRC a odosiela ich do sériového rozhrania. Záznamová vrstva vysiela príkazy na meranie teploty a výsledné dáta ukladá do databázy. Prezentačná vrstva slúži na priamu interakciu s používateľom. Používateľ vyberá parametre vyhodnocovania zozbieraných teplotných dát, ktoré sú následne na webovom serveri spracované a ako odpoveď sa zobrazí vytvorený graf.
		+
		+	Grafické zobrazenie výsledkov meraní zobrazuje teploty namerané jednotlivými senzormi umiestnenými nad povrchom aj  pod povrchom pôdy. Najviac tepelne závislé sú senzory umiestnené nad povrchom. Priebeh meraní senzora umiestneného 10 centimetrov pod povrchom vykazuje zreteľný fázový posun oproti nadzemným senzorom. Senzor umiestnený najhlbšie má najmenšie odchýlky od stabilnej teploty.
		+
		+	Záujem o modifikáciu finálnej verzie systému na systém pre meranie teplotných strát v budovách bol prejavený správcom budov lokálnej firmy. Ďalšie využitie je možné pre meranie teplôt na rôznych konštrukciách napr. na mostoch. Výmenou senzorov za iný typ je možné zbierať údaje aj o iných fyzikálnych veličinách.

−	~~[[Image:oddo~~.~~png\|thumb\|center\|250px\|Obr~~. 4.~~13 Zobrazenie „Od: Do:]]~~	+	Budúci vývoj zahŕňa rozšírenie firmvéru, v ktorom bude zahrnuté aj číslo výrobku, obsahujúce údaje o použitej pamäti a RTC. Pomocou tohto čísla bude systém spolupracovať s aplikačným softvérom. Tento umožní používateľovi vytvoriť vlastnú konfiguráciu systému, ktorá môže pozostávať z viacerých meracích uzlov, viacerých databáz a meranie nebude obmedzené iba na päť teplomerov. Aplikácia bude obsahovať nastavenia periódy meraní jednotlivých teplomerov, spracovanie údajov do databázy a tvorbu grafov z rôznych zdrojov nameraných dát.

← Staršia verzia		Verzia zo dňa a času 15:11, 22. jún 2010
Riadok 203:		Riadok 203:

	[[Image:dbsql.png\|thumb\|center\|250px\|Obr. 4.7 Záznam v databáze SQL]]		[[Image:dbsql.png\|thumb\|center\|250px\|Obr. 4.7 Záznam v databáze SQL]]
		+
		+	=== Webová stránka ===
		+	Na Obr. 4.8 je zobrazené GUI, pomocou ktorého sa nastavujú parametre odosielané na spracovanie. V pravej tabuľke s zaškrtávacími políčkami si používateľ vyberá, ktoré teplomery budú spracované. Ako pomôcka pri výbere slúži grafická legenda napravo od tabuľky, kde je vyznačená poloha jednotlivých teplomerov vzhľadom na povrch zeme a aj ich farebné označenie v grafe.
		+
		+	[[Image:webs.png\|thumb\|center\|250px\|Obr. 4.8 Webová stránka]]
		+
		+	Po stlačení tlačidla „Lokalita“ sa zobrazí lokalita miesta merania pomocou Google Maps, a po stlačení tlačidla „Uložiť graf“ máme možnosť uložiť vytvorený graf vo formáte PNG.
		+
		+	V ľavej tabuľke sa nastavuje časové obdobie, za ktoré sa majú dáta spracovať. Po stlačení tlačidla „Zobraz“ sa zvolené parametre prenesú metódou POST na web server, kde sa ďalej spracujú modulom mod_python. Ako odpoveď je odoslaný HTML reťazec s lokalitou vygenerovaného obrázka. „Zobrazenie posledného záznamu“ zobrazí graf na Obr. 4.9 s bodmi umiestnenými podľa posledného záznamu v databáze.
		+
		+	[[Image:poslz.png\|thumb\|center\|250px\|Obr. 4.9 Zobrazenie posledného záznamu]]
		+
		+	„Zobrazenie za dnes“ zobrazí graf na Obr. 4.10 vytvorený v čase od 00:00 hod do aktuálneho času aktuálneho dňa.
		+
		+	[[Image:zadnes.png\|thumb\|center\|250px\|Obr. 4.10 Zobrazenie za dnes]]
		+
		+	„Zobrazenie za týždeň“ na zobrazí graf Obr. 4.11 za posledných sedem dní, vytvorený v čase od 00:00 hod prvého dňa do aktuálneho času aktuálneho dňa.
		+
		+	[[Image:zatyz.png\|thumb\|center\|250px\|Obr. 4.11 Zobrazenie za týždeň]]
		+
		+	„Zobrazenie za mesiac“ zobrazí graf na Obr. 4.12 za posledných tridsať dní, vytvorený v čase od 00:00 hod prvého dňa do aktuálneho času aktuálneho dňa.
		+
		+
		+	[[Image:zames.png\|thumb\|center\|250px\|Obr. 4.12 Zobrazenie za mesiac]]
		+
		+	Takto definované časové úseky sú pevne definované. Používateľ si však môže zvoliť časové obdobie pomocou dvoch okien na vkladanie dátumov.
		+
		+	Okná „Dátum od:“ a „Dátum do:“ slúžia na flexibilné nastavenie želaného časového obdobia na vyhodnotenie dát. Zobrazí sa graf na Obr. 4.13 za zvolený počet dní, vytvorený v čase od 00:00 hod prvého dňa do aktuálneho času aktuálneho dňa.
		+
		+
		+	[[Image:oddo.png\|thumb\|center\|250px\|Obr. 4.13 Zobrazenie „Od: Do:]]

← Staršia verzia		Verzia zo dňa a času 15:03, 22. jún 2010
Riadok 202:		Riadok 202:
	V tabuľke do stĺpca teplomer zapisujeme adresu zariadenia, do stĺpca dátum zapisujeme dátum a čas merania a do tabuľky teplota zapisujeme teplotu v decimálnom tvare na Obr. 4.7.		V tabuľke do stĺpca teplomer zapisujeme adresu zariadenia, do stĺpca dátum zapisujeme dátum a čas merania a do tabuľky teplota zapisujeme teplotu v decimálnom tvare na Obr. 4.7.

−	[[Image:dbsql.png\|thumb\|center\|~~125px~~\|Obr. 4.7 Záznam v databáze SQL]]	+	[[Image:dbsql.png\|thumb\|center\|250px\|Obr. 4.7 Záznam v databáze SQL]]

← Staršia verzia		Verzia zo dňa a času 15:03, 22. jún 2010
Riadok 161:		Riadok 161:

	Pri načítavaní nameranej hodnoty postupujeme pri adresovaní zariadenia podobne, ako v predchádzajúcom príklade. Ďalej načítavame do poľa namerané dáta po jednom bajte vyslaním príkazu Read Scratchpad na adresu 0xBE. V tomto kroku prebieha aj výpočet CRC, ktoré v poslednom prechode cyklu má byť rovné 0. Ak je CRC rovné 0, dáta sa odošlú do sériového rozhrania.		Pri načítavaní nameranej hodnoty postupujeme pri adresovaní zariadenia podobne, ako v predchádzajúcom príklade. Ďalej načítavame do poľa namerané dáta po jednom bajte vyslaním príkazu Read Scratchpad na adresu 0xBE. V tomto kroku prebieha aj výpočet CRC, ktoré v poslednom prechode cyklu má byť rovné 0. Ak je CRC rovné 0, dáta sa odošlú do sériového rozhrania.
		+
		+	== Záznamová vrstva ==
		+	Jadrom záznamovej vrstvy je skript ''meranie.py'' napísaný v jazyku Python. Jeho úlohou je v zadaných časových intervaloch vysielať na sériové rozhranie požiadavky na meranie na jednotlivých teplomeroch, takto získané dáta spracovať a vo vhodnom formáte uložiť do databázy.
		+
		+	Po spustení skriptu najprv nastavíme komunikáciu so sériovým rozhraním a údaje na pripojenie sa k databáze. Do sériového rozhrania pošleme požiadavku na meranie s parametrom, ktorým je adresa teplomera. Zo sériového rozhrania načítame ako odpoveď 9-bajtový reťazec v hexadecimálnom tvare, z ktorého načítame bajty MSB, LSB a CRM. Z týchto dostávame výslednú teplotu v decimálnom tvare použitím nasledujúceho fragmentu kódu:
		+
		+	<source lang="python">
		+	lsb=int(str[17:19],16)>>1 #výber lsb z reťazca, prevod na int a 1-bitovy posun vpravo
		+	msb=int(str[19:21],16) #vyber msb z reťazca a prevod na číslo
		+	crm=int(str[29:31],16) #vyber crm z reťazca a prevod na číslo
		+	if msb==0: #kontrola či je MSB kladné alebo záporné
		+	teplo=(lsb-0.25+(float(16-crm)/16))
		+	elif msb==255:
		+	teplo=(-128+(lsb-0.25+(float(16-crm)/16)))
		+	teplota="%4.2f" %teplo #prevod čísla na reťazec 4 číslic, z toho 2 desatinných
		+	</source>
		+
		+	=== Komunikácia po sériovom rozhraní ===
		+	Komunikácia je zabezpečená použitím modulu ''serial''. V nasledujúcom vzorovom kóde sú popísané základné funkcie:
		+
		+	<source lang="python">
		+	import serial #zahrnutie modulu ''serial'' do skriptu
		+	ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 19200, timeout=1) #nastavenie parametrov sériovej komunikácie
		+	ser.flushInput() #vymazanie vstupného buffera
		+	ser.flushOutput() #vymazanie výstupného buffera
		+	ser.write('@TBM\r\n') #zápis príkazu na zber teploty do sériového rozhrania
		+	str=ser.readline() #načítam riadok s odpoveďou zo sériového rozhrania
		+	</source>
		+
		+	=== Komunikácia s databázou MySQL ===
		+	Zápis dát je vykonávaný prostredníctvom modulu ''MySQLdb''.
		+
		+	<source lang="python">
		+	import MySQLdb #zahrnutie modulu ''MySQLdb'' do skriptu
		+	conn=MySQLdb.connect(user="root", passwd="heslo", db="database") #nastavenie parametrov na pripojenie k databáze
		+	cursor=conn.cursor () #vytvorenie kurzora pre konzolu MySQL
		+	cursor.execute("INSERT INTO meranie (teplomer, datum, teplota) VALUES (%s,%s,%s)", (tep,cas,teplota)) #SQL príkaz pre vloženie riadku do tabuľky s použitím premenných
		+	</source>
		+
		+	V tabuľke do stĺpca teplomer zapisujeme adresu zariadenia, do stĺpca dátum zapisujeme dátum a čas merania a do tabuľky teplota zapisujeme teplotu v decimálnom tvare na Obr. 4.7.
		+
		+	[[Image:dbsql.png\|thumb\|center\|125px\|Obr. 4.7 Záznam v databáze SQL]]

@@ Riadok 122: / Riadok 122: @@
 Tento podprogram slúži na zobrazenie adries pripojených zariadení. Postup je podobný, ako pri podprograme DNR. Podľa Obr. 4.5, osloví 1-Wire sieť s&nbsp;požiadavkou, aby sa pripojené zariadenia prezentovali prezenčným impulzom. Adresy zariadení, ktoré sa prezentovali sú postupne zapisované do sériového rozhrania v tvare „ADR: xxxxxx“, kde xxxxxx reprezentuje adresu zariadenia s&nbsp;dĺžkou 64 bitov.
-[[Image:adr.png|thumb|150px|center|Obr. 4.5 Podprogram ADR]]
+[[Image:adr.png|thumb|125px|center|Obr. 4.5 Podprogram ADR]]
 === Podprogram pre meranie teploty TMP ===

@@ Riadok 104: / Riadok 104: @@
 Je podprogram podľa Obr. 4.4, ktorý osloví 1-Wire sieť s&nbsp;požiadavkou, aby sa pripojené zariadenia prezentovali prezenčným impulzom. Zariadenia, ktoré sa prezentovali sú spočítané a&nbsp;do sériového rozhrania je zapísaná informácia „DNR: xx“, kde xx reprezentuje súčet zariadení, ktoré odpovedali na požiadavku.
-[[Image:dnr.png|thumb|100px|center|Obr. 4.4 Podprogram DNR]]
+[[Image:dnr.png|thumb|125px|center|Obr. 4.4 Podprogram DNR]]
 Tento podprogram využíva funkciu Get1WConfig, ktorá bola vytvorená pre použitie v&nbsp;podprogramoch DNR a&nbsp;ADR. Vo fragmente kódu je zobrazený prechod medzi jednotlivými zariadeniami: