Durante los últimos años, el desarrollo de drones ha evolucionado desde el control remoto básico hasta sistemas autónomos complejos, incluyendo funcionalidades de reconocimiento y visión artificial, planificación de rutas y misiones. Sin embargo, estos sistemas tan complejos a veces carecen de un sistema de software de apoyo que pueda facilitar la operabilidad y monitorización del ordenador de a bordo del dron. Este Trabajo de Fin de Grado presenta el diseño y desarrollo de un software con una arquitectura cliente-servidor modular, orientada a sol ventar toda la problemática relacionada con el despliegue de software de drones mediante tecnologías de virtualización ligera.
El proyecto se divide en dos escenarios: La estación de tierra y el ordenador embarcado. Ambos conectados mediante una red local inalámbrica. Además este sistema implementa un Gestor de archivos y ejecución remota que dota al dron de capacidades de Edge Computing, permitiendo reducir la latencia y dando al operador la facilidad de crear, editar y ejecutar scripts y orquestar contenedores en tiempo real desde una interfaz web unificada. Todo ello está protegido por un sistema nativo de seguridad que implementa autenticación mediante algoritmos de hashing robustos como el “PBKDF2-HMAC-SHA256 además todas las rutas están saneadas para prevenir vulnerabilidades web.
Por otra parte, también se desarrolló un sistema de telemetría ligero sobre TCP para poder monitorizar la conexión del dron a la red local. Los resultados obtenidos demuestran que esta arquitectura reduce drásticamente los tiempos de despliegue y configuración en campo, además de brindar una información vital como lo es el estado de la conexión del dron, ya que este no avisa el piloto cuando se desconecta o pierde señal.
ABSTRACT
Over the past few years, drone development has evolved from basic remote control to complex autonomous systems, including reconnaissance and machine vision capabilities, route planning, and mission execution. However, these complex systems sometimes lack supporting software to facilitate the operation and monitoring of the drone’s onboard computer. This Bachelor’s Thesis presents the design and development of software with a modular client-server architecture, aimed at solving all the problems related to drone software deployment using lightweight virtualization technologies.
The project is divided into two scenarios: the ground station and the onboard computer. Both are connected via a wireless local area network. Furthermore, this system implements a file manager and remote execution system that equips the drone with edge computing capabilities, reducing latency and allowing the operator to easily create, edit, and run scripts and orchestrate containers in real time from a unified web interface. All of this is protected by a native security system that implements authentication using robust hashing algorithmssuch as “PBKDF2-HMAC-SHA256,” and all routes are sanitized to prevent web vulnerabilities.
Furthermore, a lightweight TCP telemetry system was also developed to monitor the drone’s connection to the local network. The results obtained demonstrate that this architecture drastically reduces deployment and configuration times in the field, in addition to providing vital information such as the drone’s connection status, since the drone does not notify the pilot when it disconnects or loses signal
Durante los últimos años, el desarrollo de drones ha evolucionado desde el control remoto básico hasta sistemas autónomos complejos, incluyendo funcionalidades de reconocimiento y visión artificial, planificación de rutas y misiones. Sin embargo, estos sistemas tan complejos a veces carecen de un sistema de software de apoyo que pueda facilitar la operabilidad y monitorización del ordenador de a bordo del dron. Este Trabajo de Fin de Grado presenta el diseño y desarrollo de un software con una arquitectura cliente-servidor modular, orientada a sol ventar toda la problemática relacionada con el despliegue de software de drones mediante tecnologías de virtualización ligera.
El proyecto se divide en dos escenarios: La estación de tierra y el ordenador embarcado. Ambos conectados mediante una red local inalámbrica. Además este sistema implementa un Gestor de archivos y ejecución remota que dota al dron de capacidades de Edge Computing, permitiendo reducir la latencia y dando al operador la facilidad de crear, editar y ejecutar scripts y orquestar contenedores en tiempo real desde una interfaz web unificada. Todo ello está protegido por un sistema nativo de seguridad que implementa autenticación mediante algoritmos de hashing robustos como el “PBKDF2-HMAC-SHA256 además todas las rutas están saneadas para prevenir vulnerabilidades web.
Por otra parte, también se desarrolló un sistema de telemetría ligero sobre TCP para poder monitorizar la conexión del dron a la red local. Los resultados obtenidos demuestran que esta arquitectura reduce drásticamente los tiempos de despliegue y configuración en campo, además de brindar una información vital como lo es el estado de la conexión del dron, ya que este no avisa el piloto cuando se desconecta o pierde señal.
ABSTRACT
Over the past few years, drone development has evolved from basic remote control to complex autonomous systems, including reconnaissance and machine vision capabilities, route planning, and mission execution. However, these complex systems sometimes lack supporting software to facilitate the operation and monitoring of the drone’s onboard computer. This Bachelor’s Thesis presents the design and development of software with a modular client-server architecture, aimed at solving all the problems related to drone software deployment using lightweight virtualization technologies.
The project is divided into two scenarios: the ground station and the onboard computer. Both are connected via a wireless local area network. Furthermore, this system implements a file manager and remote execution system that equips the drone with edge computing capabilities, reducing latency and allowing the operator to easily create, edit, and run scripts and orchestrate containers in real time from a unified web interface. All of this is protected by a native security system that implements authentication using robust hashing algorithmssuch as “PBKDF2-HMAC-SHA256,” and all routes are sanitized to prevent web vulnerabilities.
Furthermore, a lightweight TCP telemetry system was also developed to monitor the drone’s connection to the local network. The results obtained demonstrate that this architecture drastically reduces deployment and configuration times in the field, in addition to providing vital information such as the drone’s connection status, since the drone does not notify the pilot when it disconnects or loses signal Read More
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