Au sein de ce projet de fin de parcours dédié à la formation en développement système sous Linux, l'accent est mis sur l'application pratique des compétences acquises tout au long du cursus.
Dans ce contexte, l'objectif est de mettre en pratique les connaissances en développement système, en programmation noyau et en gestion des périphériques, en créant un système fonctionnel basé sur une carte Raspberry Pi 3 (RPi).
Cette carte sera intégrée à un réseau et interagira avec divers capteurs, actionneurs et périphériques, offrant ainsi aux participants l'occasion de démontrer leur maîtrise des concepts essentiels du développement système.
Ce projet de fin de parcours vise à concevoir un système dédié à la surveillance et à la gestion d'une carte Raspberry Pi 3 (RPi) connectée à divers capteurs et actionneurs.
Ce système sera accessible via une machine du réseau fonctionnant sous Linux.
La RPi sera équipée d'un écran LCD 16x2 connecté via le bus I2C, ainsi que d’une diode LED, d'un bouton poussoir et d'un capteur de température DHT11. L'interaction avec ces périphériques sera gérée par des modules noyau.
Les principales fonctionnalités du système comprennent :
• Affichage sur l'écran LCD d'un message d'accueil personnalisable par l'utilisateur, ainsi que de la température capturée par le capteur DHT11. Les données de température seront également enregistrées dans des fichiers journaux.
• Possibilité pour l'utilisateur d'activer ou de désactiver le clignotement de la diode LED via l'application ou en utilisant le bouton poussoir connecté à la RPi.
• Acquisition de la température ambiante grâce au capteur de température.
• Mise en place d'un programme exécuté sur la Raspberry Pi pour assurer la communication entre l'application de supervision et la RPi.
L'application de contrôle et de supervision permettra de :
• Consulter la dernière valeur de température capturée.
• Accéder à l'historique des valeurs de température.
• Personnaliser le message d'accueil affiché sur l'écran LCD.
sudo apt update
sudo apt full-upgrade
Installer les paquets suivants : sudo apt install build-essential gawk gcc g++ gfortran git texinfo bison libncurses-dev libssl-dev
Décompresser le fichier téléchargé .tar.gz avec la commande suivante : tar xf cross-gcc-10.3.0-pi_64.tar.gz
Déplacer le répertoire contenant les fichiers décompressés dans le répertoire /opt avec la commande suivante : sudo mv cross-gcc-10.3.0-pi_64/ /opt/cross-pi64
Ajouter les deux lignes suivantes dans le fichier .bashrc qui se trouve dans le répertoire de connexion : export PATH=/opt/cross-pi64/bin:$PATH export LD_LIBRARY_PATH=/opt/cross-pi64/lib:$LD_LIBRARY_PATH
lsmod : lister les modules actifs insmod <module.ko> : charger le module module.ko rmmod : décharger un module modinfo <module.ko> : afficher les informations relatifs à un module modprobe : gérer un modules placé dans le répertoire /lib/modules/$(uname -r)
Pour afficher les messages de debug des modules : dmesg
Créer un répertoire pour re-compiler le noyau : mkdir rpi3b64 && cd rpi3b64/ Télécharger les fichiers sources du noyau :
~/rpi3b64$ git clone --depth=1 -b rpi-6.1.y https://github.com/raspberrypi/linux
Creer un script shell compile.sh dans le dossier ~/rpi3b64/linux et l’exécuter chaque fois pour préparer une session de développement pour les modules noyau :
export KERNEL=kernel8 make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- bcm2711_defconfig make -j4 ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- Image modules dtbs
Une fois la compilation est effectuée, on procède par mettre à jour les nouveaux fichiers créés dans la carte SD contenant le Raspberry OS. Pour cela, mettre la carte SD sur la machine hôte, et créer le script copy.sh dans le dossier ~/rpi3b64/linux :
mkdir -p ~/mnt/fat32 ~/mnt/ext4
sudo mount /dev/mmcblk0p1 ~/mnt/fat32
sudo mount /dev/mmcblk0p2 ~/mnt/ext4/
sudo env PATH=$PATH make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- INSTALL_MOD_PATH=~/mnt/ext4 modules_install
sudo cp ~/mnt/fat32/kernel8.img ~/mnt/fat32/kernel8-backup.img
sudo cp arch/arm64/boot/Image ~/mnt/fat32/kernel8.img
sudo cp arch/arm64/boot/dts/broadcom/*.dtb ~/mnt/fat32/
sudo cp arch/arm64/boot/dts/overlays/*.dtb* ~/mnt/fat32/overlays/
sudo cp arch/arm64/boot/dts/overlays/README ~/mnt/fat32/overlays/
sudo umount ~/mnt/fat32
sudo umount ~/mnt/ext4
rm -rf ~/mnt/fat32 ~/mnt/ext4