Desenvolvimento de um subsistema non-real-time para o gerenciamento de dispositivos periféricos e desenvolvimento de interfaces gráficas

Master thesis Portuguese OPEN
Pedro Victor Brondino Duarte de Souza (2016)
  • Publisher: Universidade de São Paulo
  • Subject: Transducer electronic data sheet | Instrumentação de ressonância magnética | Magnetic resonance instrumentation | Non-realtime peripheral subsystem | Subsistema de periféricos non-real-time | Física Aplicada

Ressonância Magnética (RM) é uma técnica bastante versátil, pois é utilizada em muitas áreas de pesquisa, como biologia, física, química, engenharia e medicina. Apesar disso, constitui-se uma desvantagem o alto custo do equipamento e suas restrições físicas para alguns experimentos. Para reduzir essas desvantagens, o grupo de pesquisadores do CIERMag está desenvolvendo um equipamento de RMN multipropósito e, para complementá-lo, este trabalho vem desenvolver um subsistema non-real-time que gerencia os dispositivos periféricos de um experimento. Foi proposta uma rede de dispositivos que é controlada por um Raspberry Pi como elemento central, o qual está conectado ao terminal computadorizado do sistema através de uma rede local (Local Area Network - LAN) via Ethernet e conectado aos dispositivos periféricos via Serial Peripheral Interface (SPI). Com o objetivo de ser possível gerenciar qualquer tipo de dispositivo, foi desenvolvido um conjunto de parâmetros baseado no Transducer Electronic Data Sheet (TEDS), definido no padrão IEEE 1451, de modo que cada dispositivo, normalmente um transdutor, possui seu próprio. Foram elaboradas duas interfaces de software: uma desenvolvida em Python e a outra uma interface web HTML. Ambas as interfaces possuem as mesmas funcionalidades: editor e gerenciador de TEDS, visualização gráfica de medidas dos sensores e interface para os atuadores. Magnetic Resonance (MR) is a very versatile technique, since it is used in many research areas such as biology, physics, chemistry, engineering and medicine. Despite this, the cost of the equipment and its physical restrictions in some experiments constitute a serious drawback. To minimize these problems, the CIERMag research team is developing multipurpose MR equipment and, to complement this equipment, this work develops a non-real-time subsystem that manages the peripheral devices of the experiment. It was proposed a network of devices controlled by a Raspberry Pi as its central element, which is connected to the terminal computer of the system. The protocol adopted for this was Ethernet via Local Area Network (LAN); communication with peripheral transducers was performed with the Serial Peripheral Interface (SPI). With the objective to be able to manage any type of device, we created parameter sets based on Transducer Electronic Data Sheet (TEDS), defined in the IEEE 1451 standard, so each device, normally a transducer, has its own parameter set. We created two software interfaces: one developed with Python and the other is a HTML web interface. Both have the same functionalities: a TEDS editor and manager, a graphical visualization of sensor measurements and also an actuator interface.
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