forked from Akcelerometry_drgania_WMT/PI_mikrokontroler
Dodanie pliku z materiałami do prezentacji
This commit is contained in:
30
PREZENTACJA.md
Normal file
30
PREZENTACJA.md
Normal file
@@ -0,0 +1,30 @@
|
||||
# Prezentacja Projektu: Moduł Mikrokontrolera ESP32 (Akwizycja Danych z ADXL345)
|
||||
|
||||
## 1. Technologia
|
||||
W mojej części aplikacji (firmware mikrokontrolera) wykorzystane zostały następujące technologie i narzędzia:
|
||||
* **Sprzęt:** Płytka rozwojowa Freenove ESP32-S3 WROOM, zewnętrzny czujnik przyspieszenia/drgań ADXL345 (komunikacja przez szynę SPI), karta SD do lokalnego przechowywania danych.
|
||||
* **Środowisko i Język:** PlatformIO (C++ dla środowiska Arduino).
|
||||
* **System operacyjny czasu rzeczywistego (RTOS):** FreeRTOS wbudowany w ESP32 – wykorzystany do wielowątkowości i podziału zadań pomiędzy rdzenie (Core 0 i Core 1).
|
||||
* **Komunikacja Sieciowa i API:**
|
||||
* Wi-Fi oraz Captive Portal (do początkowej konfiguracji urządzenia przez użytkownika w trybie Access Point).
|
||||
* Klient HTTP (REST API) implementujący uwierzytelnianie (Basic Auth) i przesyłanie plików.
|
||||
* **Formatowanie danych:** `ArduinoJson` do parsowania ustawień konfiguracyjnych oraz tworzenia ładunków dla API.
|
||||
|
||||
## 2. Prezentacja działania
|
||||
Moduł stanowi serce układu akwizycji pomiarowej. Poniżej główne założenia jego działania:
|
||||
1. **Tryb Konfiguracji:** Po pierwszym uruchomieniu, urządzenie podnosi własną sieć Wi-Fi z tzw. Captive Portalem. Użytkownik może wpisać tam poświadczenia docelowej sieci Wi-Fi oraz hasło, by mikrokontroler zintegrował się z otoczeniem sieciowym.
|
||||
2. **Zbieranie danych z czujnika:** Na głównym rdzeniu działa precyzyjna pętla (Task), która ze zdefiniowaną częstotliwością odpytuje czujnik ADXL345 przez szynę SPI, gromadząc surowe dane na temat drgań.
|
||||
3. **Zapis na nośnik nielotny:** Zebrane pakiety danych są zrzucane w zoptymalizowany sposób (zapobiegając blokowaniu odczytów) do binarnych plików z rozszerzeniem `.wmt` na kartę pamięci SD.
|
||||
4. **Zarządzanie Uploadem w tle:** Niezależne zadanie we FreeRTOS (`UploadManager` na Core 0) monitoruje kartę SD. Jeśli znajdzie zamknięte i gotowe pliki, nawiązuje autoryzowane połączenie z zewnętrznym serwerem FastAPI i sekwencyjnie wysyła te pliki. Jeśli wystąpi błąd (np. brak sieci), pliki pozostają bezpieczne na karcie SD i proces powtarza się później.
|
||||
|
||||
## 3. Problemy
|
||||
Podczas realizacji tej części systemu napotkałem i musiałem rozwiązać szereg problemów:
|
||||
* **Kolidowanie czasu rzeczywistego z operacjami dyskowymi:** Zapis plików na kartę SD bywa blokujący i powodował "wypadanie" próbek ze strumienia danych z akcelerometru. Rozwiązaniem było dokładne rozdzielenie wątków, zastosowanie buforów i unikanie przerw dzięki FreeRTOS.
|
||||
* **Watchdog Timeouts (WDT):** Ciężkie i przedłużające się operacje sieciowe lub plikowe powodowały restart mikrokontrolera ze strony sprzętowego watchdoga. Wymagało to strojenia czasów pętli we FreeRTOS oraz dodawania instrukcji yield/delay uwalniających zasoby.
|
||||
* **Autoryzacja (401 Unauthorized) z serwerem i bezpieczeństwo API:** Skonfigurowanie płynnego logowania i autoryzacji sprzętu, tak aby backend poprawnie weryfikował zgłaszający się po WiFi mikrokontroler przed odbiorem plików pomiarowych.
|
||||
* **Niestabilność modułu Captive Portal:** Kłopoty z poprawnym serwowaniem strony konfiguracyjnej przez wbudowany serwer DNS, które blokowały uruchomienie modułu w nowych sieciach.
|
||||
|
||||
## 4. Do zrobienia
|
||||
* **Implementacja pełnego szyfrowania (HTTPS/SSL):** Zabezpieczenie ruchu do REST API z wykorzystaniem zaufanych lub wbudowanych certyfikatów na ESP32 (obecnie wymaga to odpowiednich optymalizacji pamięci).
|
||||
* **Testy stresowe (długodystansowe):** Uruchomienie układu w warunkach symulujących środowisko docelowe bez przerwy przez klika tygodni, by zbadać zachowanie alokacji pamięci masowej na karcie SD w przypadku pełnego zapełnienia.
|
||||
* **Dokładna synchronizacja czasu (RTC / NTP):** Integracja dokładnego mechanizmu czasu z siecią tak, by tworzone na karcie SD pliki miały zawsze poprawny i bardzo precyzyjny stempel czasowy, niezależnie od tego czy mikrokontroler miał pełny restet z odłączeniem baterii.
|
||||
Reference in New Issue
Block a user