Generic framework design for an IoT-oriented data acquisition system

Abstract

Sensör veri alıcısı odaklı uygulamalarda IoT (Nesnelerin İnterneti) tabanlı ağlar, efendi/köle olarak görev yapan aygıtların rol değiştirebilmelerinden ve tekrar ayarlanabilme özelliklerinden faydalanmak durumunda olabilirler. Bu tez calismasinda, belirtilen özellikleri ve daha fazlasını da içeren, donanım/yazılım birlikteliği temeline göre tasarlanmış bir anayapı sunulmaktadır. Belirtilen anayapı ile, önceden tanımlı konfigürasyon seçimlerine göre neredeyse tüm IoT aygıtlarının ilgili şekilde ayarlanması mümkün olabilmektedir. Önerilen paket ile birlikte gelen PC uygulaması tarafından kullanılabilen herbir aygıt için bir kütüphane bulunmalıdır; böylece işletim sırasında efendi/köle rollerine bürünmesi istenen aygıtların veri alıcısı odaklı uygulamalarda kullanılmak üzere ayarlanabilmesi sağlanmaktadır. Çağımızdaki IoT ağlarında, aygıtlara Wifi/BT, Ethernet, PCIe, LVDS, CAN, UART, SPI, I2C, vs. gibi iletişim arayüzleri aracılığıyla erişilebilmektedir. Sunulan anayapı, Raspberry Pi, Orange Pi, NXP/Freescale, STM, Sitara, Intel, Xilinx, ve Microchip gibi işlemcileri üzerinde bulunduran ve bahsi geçen arayüzlerin birçoğunu da özellik olarak sunan kartları kullanıma alabilecek şekilde genişletilebilme kabiliyetine sahiptir; böyle IoT ağındaki aygıtların harici flash belleklerinde saklanacak önceden programlanmış dosyalar aracılığıyla efendi veya köle olacak şekilde ayarlanabilmesini bahsedilen anayapının sağlayabileceği belirtilmektedir.

IoT (Internet of Things) networks for sensor data acquisition applications require facilities such as master/slave interchangeability and reconfigurability. In this thesis work, we propose a hardware/software codesigned framework possessing the stated features and several more in addition. With the stated framework, virtually all IoT devices can be reconfigured with ease via predefined reconfiguration schemes. There must be a library for each such device utilizable by the PC application that comes with the proposed package; consequently master/slave roles in operation can be assigned for the managed devices to participate in a data acquisition application. In contemporary IoT networks, devices are accessed through various communication interfaces such as Wifi/BT, Ethernet, PCIe, LVDS, CAN, UART, SPI, I2C, etc. The proposed framework is virtually capable of being extended to capture boards with many of the stated interfaces accommodating processors such as Raspberry Pi, Orange Pi, NXP/Freescale, STM, Sitara, Intel, Xilinx, and Microchip; and we claim to be able to configure and initialize each of the IoT devices in a network, managed by our framework, to have master or slave behavior through specifically programmed files stored in their external flash memories.