Az ESA (European Space Angeny) által évente megrendezett BEXUS (Balloon Experiments for University Students) programban, egy 8 fős magyar csapat tagjaként, mint szoftvermérnök vettem részt. A projekt (kísérlet) célja a sztratoszférában, körülbelül 30km-es magasságban az MTA Energiatudományi Kutatóközpontban fejlesztett TriTel, Pille, PorTL, szilárdtest nyomdetektorok (SSNTD) és Geiger-Müller számlálók segítségével egyidejű mérések végzése volt.
A passzív detektorok mellett a kísérlet központi egységét a TriTel aktív szilikondetektor és beágyazott rendszer képezi, mely további mérőeszközök (Geiger-Müller számlálók, hőmérők) csatolását is lehetővé teszi. A TriTel processzorkártyáján egy speciális kommunikációs és adatgyűjtő szoftver működik, mely képes soros porton az adatokat továbbítani a kommunikációs protokollt megvalósító másik szoftvernek. A feladat ennek a központi szoftvernek a megtervezése és kifejlesztése volt.
Célkitűzés
Szoftvermérnökként a projektben a következő feladatokat és célkitűzéseket kellett teljesíteni:
egy meglévő, csak alapszolgáltatásokat nyújtó szoftver felülvizsgálása
kommunikácisó protokoll kijavítása, kibővítése
kommunikációs folyamatban található hibák keresése és javítása
új adatcsomagok definiálása és implementálása
kommunikáció vizuális visszejelzése
felhasználói interfész (GUI) tervezése és megvalósítása
adatmegjelenítő és kezelő (szűréssel)
valósidejű adatvizualizálás
kommunikáció visszejelzés
kiértékelő modul implementálása, mely a nyers adatokból előzetes adatkiértékelést végez
Megvalósítás
A szoftver első verziója Qt3 alatt lett implementálva. A második verzió Qt4-et használt, de csak az alap kommunikációs protokol és egy egyszerűsített felhasználói felület lett megvalósítva. A harmadik verzióban a teljes GUI át lett alakítva, és a kommunikációs protokol is ki lett egészítve. A kommunikáció a mérőegységgel (TriTel)a soros porton keresztül megy végbe, és alapvetően server-client atchitektúra szerint működik: a központi egység kérdezi le adott időközönként a mérőegységet, amely a protokollnak megfelelő válaszüzenetekben reagál. Hasznos mért adat esetén a TriTel elküldi az adatblokkokat, melyeket a központi egység eltárol és megjelenít. A központi egység képes adatokat küldeni, melyekkel a TriTel-t lehet paraméterezni.
A központi egység szoftvere több szálon fut:
vezérlő és GUI szál: a program fő szálja, biztosítja a felhasználói interakciót
kommunikációs szál: a kommunikációs protokollt megvalósító osztályok függvényeit futtatja
adatfeldolgozó szál: a beérkező adatokat dolgozza fel
A kommunikációs és adatfeldolgozó szál egy megosztott FIFO bufferből dolgozik. A kommunikációs szál a nyers adatokat a bufferbe rakja, amiket az adatfeldolgozó később kiolvas.
A központi egység legfontosabb funkciói:
Kommunikáció: adatlekérdezés és adatküldés. A kommunikációs osztály tagfüggvényei valósítják meg a kommunikációt. Egy megszakítható, időzített, végtelen ciklusban futó eljárás implementálja a protokollt.
Kezelőfelület: Qt4 ablakkezelő.
Adatkezelés:
FIFO adatbuffer kezelés (láncolt lista)
Különböző adattípusokat reprezentáló osztálystruktúra
GUI adatkezelés: adatok szűrése, törlése, átlagolása
Adatkiértékelő: nyers adatok előfeldolgozása, megjelenítése, számított értékek kezelése, fájlba mentése
