Proposta de um Sistema para Simulação em Hardware de Nanossatélites

  • Alex Alves UFRN
  • Samaherni Dias UFRN
  • Kurios de Queiroz UFRN

Resumo


O advento da microeletrônica contribuiu para a criação de um padrão de nanossatélites, chamado CubeSat, que possibilitou uma redução no custo e no tempo de desenvolvimento de missões baseadas em satélites. Com a popularização desse padrão, várias instituições de ensino passaram a desenvolver pesquisas utilizando CubeSats. Para fins didáticos, foram criadas plataformas para simulação de nanossatélites em ambientes educacionais. Apesar dessas plataformas oferecerem uma alternativa para o ensino e o desenvolvimento da engenharia aeroespacial, elas apresentam um custo relativamente alto. Desse modo, neste artigo é apresentada uma proposta de um sistema para simulação de nanossatélites utilizando sistemas embarcados de baixo custo e uma plataforma IoT. A arquitetura do sistema proposto é descrita e são apresentados os resultados de alguns testes já realizados. Por fim, são apresentadas as conclusões e proposições para trabalhos futuros.

Palavras-chave: CubeSats, IoT, Sistemas Embarcados, MQTT

Referências

O. Koudelka, “Micro/nano/picosatellite-activities: Challenges towards space education and utilisation,” in Small Satellites: Regulatory Challenges and Chances, ser. Studies in Space Law, I. Marboe, Ed. Brill, 2016.

N. Palkovitz, “Small satellites: Innovative activities, tranditional laws, and the industry perspective,” in Small Satellites: Regulatory Challenges and Chances, ser. Studies in Space Law, I. Marboe, Ed. Brill, 2016.

H. J. Kramer and A. P. Cracknell, “An overview of small satellites in remote sensing,” International journal of remote Sensing, vol. 29, no. 15, pp. 4285–4337, 2008.

A. Mehrparvar, D. Pignatelli, J. Carnahan, R. Munakata, W. Lan, A. Toorian, A. Hutputanasin, and S. Lee, “CubeSat Design Specification rev.13,” The CubeSat Program, Cal Poly, SLO, Tech. Rep., 2015.

K. Ashton, “That ’internet of things’ thing,” RFID Journal, Jun. 2009. [Online]. Available: https://www.rfidjournal.com/articles/pdf?4986.

S. Li, L. Da Xu, and S. Zhao, “The internet of things: a survey,” Information Systems Frontiers, vol. 17, no. 2, pp. 243–259, 2015.

F. Mattern and C. Floerkemeier, “From the internet of computers to the internet of things,” in From active data management to event-based systems and more. Springer, 2010, pp. 242–259.

L. Atzori, A. Iera, and G. Morabito, “The internet of things: A survey,” Computer networks, vol. 54, no. 15, pp. 2787–2805, 2010.

I. F. Akyildiz and A. Kak, “The internet of space things/cubesats: A ubiquitous cyber-physical system for the connected world,” Computer Networks, vol. 150, pp. 134–149, 2019.

A. Kak, E. Guven, U. E. Ergin, and I. F. Akyildiz, “Performance evaluation of sdn-based internet of space things,” in 2018 IEEE Globecom Workshops (GC Wkshps). IEEE, 2018, pp. 1–6.

B. Zufelt and J. Aarested, “Cloudsat: Centralized-adaptable ground station architecture utilizing an iot design methodology,” in 2018 World Engineering Education Forum - Global Engineering Deans Council (WEEF-GEDC), Nov 2018, pp. 1–6.

K. I. P. M. Queiroz, S. M. Dias, J. M. L. Duarte, and M. J. M. de Carvalho, “Uma solução para o sistema brasileiro de coleta de dados ambientais baseada em nanossatélites,” HOLOS, vol. 7, pp. 132–142, 2018.

M. N. Sweeting, “Modern small satellites-changing the economics of space,” Proceedings of the IEEE, vol. 106, no. 3, pp. 343–361, Mar. 2018.

S. Madry, P. Martinez, and R. Laufer, Innovative Design, Manufacturing and Testing of Small Satellites. Springer, 2018.

NASA CubeSat Launch Initiative, CubeSat 101: Basic Concepts and Processes for First-Time CubeSat Developers. NASA, 2017.

M. Swartwout. (2019, Jul.) CubeSat Database. [Online]. Available: https://sites.google.com/a/slu.edu/swartwout/home/cubesat-database

CENTRO DE GESTÃO E ESTUDOS ESTRATÉGICOS - CGEE, “CubeSats,” CGEE, Brasília, Tech. Rep., 2018.

M. Spencer, “ETP CubeSat Simulator (Part 1, the techinical part),” The AMSAT Journal, pp. 4–8, Sept./Oct. 2009.

——, “ETP CubeSat Simulator (Part 2, theClassroom Activity Part),” The AMSAT Journal, pp. 4–8, Nov./Dec. 2009.

J. J. Sellers, C. A. Bishop, J. R. Gossner, J. J. White, and J. B. Clark, “Eyassat: A revolution in teaching and learning space systems engineering,” 2005.

A. Johnston and P. Kilroy. (2019, Jul.) The AMSAT CubeSat Simulator: A New Tool for Education and Outreach. [Online]. Available: https://countingfromzero.net/amsat/CubeSatSimPaper.pdf

A. A. Ismail, H. S. Hamza, and A. M. Kotb, “Performance evaluation of open source iot platforms,” in 2018 IEEE Global Conference on Internet of Things (GCIoT), Dec 2018, pp. 1–5.

J. Mineraud, O. Mazhelis, X. Su, and S. Tarkoma, “A gap analysis of internet-of-things platforms,” Computer Communications, vol. 89-90, pp. 5–16, 2016.

M. Yuan. (2017) Getting to know MQTT. [Online]. Available: https://developer.ibm.com/articles/iot-mqtt-why-good-for-iot/.

A. Al-Fuqaha, M. Guizani, M. Mohammadi, M. Aledhari, and M. Ayyash, “Internet of things: A survey on enabling technologies, protocols, and applications,” IEEE Communications Surveys Tutorials, vol. 17, no. 4, pp. 2347–2376, 2015.

ThingsBoard. (2019, Jul.) Thingsboard open-source iot platform. [Online]. Available: https://thingsboard.io/.

P. Fremantle. (2015) A reference architecture for the internet of things. [Online]. Available: https://wso2.com/whitepapers/a-referencearchitecture-for-the-internet-of-things/.

R. Barry, Mastering the FreeRTOS Real Time Kernel: A Hands-On Tutorial Guide. Real Time Engineers Ltd, 2016.

FreeRTOS. (2019) Tasks and co-routines. [Online]. Available: https://www.freertos.org/taskandcr.html.

Espressif Inc. (2019, Jul.) ESP32 Series Datasheet. [Online]. Available: https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32datasheeten.pdf.

Espressif Systems. (2019, Jul.) ESP-IDF Programming Guide. [Online]. Available: https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/.
Publicado
19/11/2019
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ALVES, Alex; DIAS, Samaherni; QUEIROZ, Kurios de. Proposta de um Sistema para Simulação em Hardware de Nanossatélites. In: TRABALHOS EM ANDAMENTO - SIMPÓSIO BRASILEIRO DE ENGENHARIA DE SISTEMAS COMPUTACIONAIS (SBESC), 9. , 2019, Natal. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2019 . p. 47-52. ISSN 2763-9002. DOI: https://doi.org/10.5753/sbesc_estendido.2019.8634.