Estratégia de comunicação para configuração do escalonamento de atividades em nanossatélites

Abstract

O objetivo desse trabalho é o projeto e desenvolvimento de software para o envio de listas de atividades a serem executadas pelo nanossatélite FloripaSat-2. As listas de atividades são definidas em solo, e enviadas para o satélite a partir da estação terrestre do Spacelab-UFSC. As listas enviadas possibilitam reconfigurar as atividades do satélite que serão gerenciadas por um escalonador ciente de energia. Assim, o trabalho visa prolongar a vida útil do satélite por ajudar o escalonador embarcado a usar energia mais eficientemente e ter adaptabilidade nas atividades que o satélite realiza. O processo de envio emprega uma estrutura para organizar os dados e dá ênfase na flexibilidade do programa para aceitar um arquivo de configurações independentemente do número de atividades ali contido. O software da estação terrestre inclui um programa com interface gráfica, desenvolvido na linguagem Python, para transformar bits em pulsos físicos, que acomoda o resultado desse trabalho e fornece o protocolo para organizar os dados num formato apropriado à transmissão. Ao chegar ao satélite, as rotinas do microcontrolador identificarão esses pacotes de informação e os devolverão à estrutura na qual foram inseridos na estação terrestre para que possam ser usadas para ajustar as atividades do satélite. Uma ênfase também é dada na modularidade do código a fim de facilitar a sua reusabilidade e adaptação. Finalmente, há uma discussão sobre a utilização de bitfields para minimizar a quantidade de bytes enviada para o satélite.

The objective of this work is the design and development of software for sending lists of activities to be performed onboard the nanosatellite FloripaSat-2. The activity lists are built on the ground, and sent to the satellite from the Spacelab-UFSC ground station. This strategy allows for the reconfiguration of the activities managed by an energy-aware scheduler. Consequently, the fulfillment of this objective will prolong the satellite’s lifespan as a result of consuming energy more efficiently and having more adaptability in its activities. The dispatch process employs a structure to organise the data and permits flexibility to accept files with any number of new configurations. The ground-station software includes a program with a graphical interface, developed in the language Python, that transforms bits into pulses. On arriving in the satellite, microcontroller software routines identify these information packets and return the data to the original structure so that they can be used to reconfigure the activities of the satellite. The author puts stress on developing code that is modular in order for it to be reusable and easily adapted. Finally, there is a discussion on the use of bitfields to minimise the total number of bytes that are sent to the satellite.