Scalable Software Architecture for the Android Beyond the Stratosphere Satellite Network

Abstract

The aim of this project was to design and develop part of the software for the Android Beyond the Stratosphere project, which is being developed at the Technical University of Catalonia UPC BarcelonaTech, aiming to design a nano-satellite system based on an Android phone. This thesis has focused on the design and implementation of the ABS software architecture and the development of a Software Development Kit (SDK) for this platform. This SDK will allow for apps being uploaded to the satellite while in orbit. These apps, develop by the community, will run on the top of the custom software architecture and will have all the necessary interfaces to the smartphone hardware and attached payloads. An Arduino Mega ADK board (open-source hardware) will interface the different payloads with the phone, being a low-cost, highly-configurable, fast-development platform for nano-satellites. The software has been designed for the current platform (one phone) but it has been taken into account modularity and scalability to enable multiple-units architectures such as satellites constellations or fractionated-spacecrafts.

El objetivo de este proyecto fue diseñar y desarrollar parte del software para el proyecto Android Beyond the Stratosphere que está siendo desarrollado en la Universidad Politécnica de Cataluña y que aspira a diseñar un nanosatélite basado en un móvil Android. Esta tesis se ha centrado en el diseño y desarrollo de una arquitectura de software y el desarrollo de un Software Development Kit (SDK) para esta plataforma. Este SDK permitirá subir aplicaciones al satélite mientras éste esté en órbita. Estas aplicaciones, desarrolladas por la comunidad, se ejecutarán sobre nuestra arquitectura de software y tendrá todas las conexiones necesarias con el hardware del teléfono y cargas útiles. Un Arduino Mega ADK (hardware de código abierto) conectará las diferentes cargas útiles con el teléfono, siendo una plataforma de bajo coste y altamente configurable. El software ha sido diseñado para la plataforma actual (1 teléfono), pero se ha tenido en cuenta la modularidad y escalabilidad para permitir múltiples unidades tales como constelaciones de satélites o satélites fraccionados.

L’objectiu d’aquest projecte era dissenyar i desenvolupar part del software pel projecte Android Beyond the Stratosphere que està sent desenvolupat a la Universitat Politècnica de Catalunya i que aspira a dissenyar un nanosatèl·lit basat en un mòbil Android. Aquesta tesis s’ha centrat en el disseny i desenvolupament d’una arquitectura de software y el desenvolupament d’un Software Development Kit (SDK) per aquesta plataforma. Aquest SDK permetrà pujar aplicacions al satèl·lit mentres aquest estigui en òrbita. Aquestes aplicacions, desenvolupades per la comunitat, s’executaran a sobre de la nostra arquitectura de software i tindrà totes les connexions necessàries amb el hardware del telèfon i càrregues útils. Un Arduino Mega ADK (hardware de codi obert) connectarà les diferents càrregues útils amb el telèfon, essent una plataforma de baix cost i altament configurable. El software s’ha dissenyat per la plataforma actual (1 yrlrgón) però s’ha tingut en compte modularitat i escalabilitat per permetre múltiples unitats tals com constel·lacions de satèl·lits o satèl·lits fraccionats.