غدًا سنرسل خادمنا إلى الستراتوسفير. أثناء الرحلة، سيقوم منطاد الستراتوسفير بتوزيع الإنترنت، وتصوير ونقل بيانات الفيديو والقياس عن بعد إلى الأرض. لقد كتبنا عدة مرات أننا سنتحدث عن الجانب الفني لمشروعنا “مركز بيانات الفضاء” (سبق الرد على الاسم “"). لقد وعدنا - نحن نفي! يوجد تحت القطع عدد قليل من قطع الأجهزة والتعليمات البرمجية.
قاعدة بيانات للانترنت
حتى في مشروع "الخادم في السحاب" السابق، عندما صعدنا في منطاد كامل مع طاقم مكون من شخصين، كان أخذ معنا خادمًا كاملاً مع مجموعة بطارية، على سبيل المثال، أمرًا غير عقلاني. والآن نتحدث عن منطاد صغير في الستراتوسفير، والذي سيتعين عليه تسلق 30 كم، وليس 1. لذلك، اخترنا نفس Raspberry Pi كخادم ويب. سيقوم هذا الكمبيوتر الصغير بإنشاء صفحة HTML وعرضها على شاشة منفصلة.
اتصال الأقمار الصناعية
بالإضافة إلى Raspberry، ستطير على متن الطائرة أجهزة المودم من شبكات الاتصالات الفضائية Iridium وGlobalstar. كما تتذكرون، خططنا لإضافة مودم لشبكة Gonets المحلية إلى شركتهم، لكن لم يكن لدينا الوقت لاستلامه مسبقًا، لذلك سنرسله في الرحلة التالية. من خلال أجهزة المودم عبر الأقمار الصناعية، سيستقبل خادم الويب رسائلك، والتي يمكن إرسالها إليها . سيتم نقل هذه الرسائل إلى Raspberry Pi، الذي سيضعها في قائمة الانتظار ويعرضها على صفحة HTML.
نقطة مهمة: الحد الأقصى لطول الرسالة النصية باللغة الروسية هو 58 حرفًا (بما في ذلك المسافات). إذا كانت الرسالة أطول، سيتم قطعها أثناء الإرسال. أيضًا، سيتم قطع كافة الأحرف الخاصة من النص، على سبيل المثال، /+$%&;''""<>n وما شابه ذلك.
نظرًا لأن Raspberry Pi يحتوي على منفذ UART واحد فقط، فسوف نقوم بتوصيل أجهزة المودم عبر الأقمار الصناعية من خلال محور وسيط، والذي سيقوم بجمع البيانات من أجهزة المودم وإرسالها إلى Raspberry Pi.
مودم راديو
لن يقوم خادم الويب بعرض جميع الرسائل المستلمة منك على الشاشة فحسب، بل سيرسلها أيضًا إلى الأرض عبر مودم راديو LoRa. لذلك نريد اختبار فكرة توزيع الإنترنت من طبقة الستراتوسفير (تحية لمشروع Google Loon). بطبيعة الحال، فإن بالون الستراتوسفير الخاص بنا ليس مكرر اتصالات كامل، ولكن حتى لو كانت قدراته كافية لنقل البيانات بشكل مستقر، دون خسائر كبيرة في المعلومات، فإن الأنظمة المتخصصة ستتعامل بالتأكيد مع توزيع الإنترنت من الفضاء المسبق.
القياس عن بعد
بالإضافة إلى ذلك، نخطط لعرض بيانات القياس عن بعد على نفس صفحة HTML. سوف يأخذهم Raspberry Pi من وحدة تحكم طيران منفصلة.
فهو يستجوب أجهزة الاستشعار المختلفة التي يمكن وضعها داخل وخارج الصندوق المحكم للأجهزة، ويجمع المعلومات في كومة، ويجمعها ويعطيها في شكل مناسب لأولئك الذين يسألون. في حالتنا، سوف يطلب منك Raspberry Pi. سنقوم بتسجيل الضغط والارتفاع وإحداثيات GPS والسرعة الرأسية والأفقية ودرجة الحرارة.
يتم إرسال البيانات من وحدة التحكم في الطيران في طوابير طويلة، وذلك باستخدام هذا الرمز:
$str = 'N:647;T:10m55s;MP.Stage:0;MP.Alt:49;MP.VSpeed:0.0;MP.AvgVSpeed:0.0;Baro.Press:1007.06;Baro.Alt:50;Baro.Temp:35.93;GPS.Coord:N56d43m23s,E37d55m68s;GPS.Home:N56d43m23s,E37d55m68s;Dst:5;GPS.HSpeed:0;GPS.Course:357;GPS.Time:11h17m40s;GPS.Date:30.07.2018;DS.Temp:[fc]=33.56;Volt:5.19,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00';
parse_str(strtr($str, [
':' => '=',
';' => '&'
]), $result);
print_r($result);تحويلها إلى مصفوفة في شكل مناسب للعرض:
Array
(
[N] => 647
[Т] => 10m55з
[MP_Stage] => 0
[MP_Alt] => 49
[MP_VSpeed) => 0.0
[MP_AvgVSpeed] => 0.0
[Baro Рrеss] => 1007.06
[Baro_Alt] => 50
[Baro_Temp] => 35.93
[GPS_Coord] => N56d43m23s,E37d55m68s
[GPS_Home) => N56d43m23s,E37d55m68s
[Dst] => 5
[GPS_HSpeed] => 0
[GPS_Course] => 357
[GPS_Time] => 11h17m40s
[GPS_Date] => 30.07.2018
[DS_Temp] => [fс] ЗЗ.56
[Volt] => 5.19, 0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00
)سنقوم أيضًا ببث بيانات القياس عن بعد إلى الأرض مع رسائلك. وللقيام بذلك، سنقوم بنشر محطة استقبال في موقع الإطلاق.
العرض والكاميرا
حتى تتمكن من التأكد من أن الخادم يتلقى رسائلك فعليًا عبر الاتصال عبر الأقمار الصناعية، وأنه طار بالفعل إلى طبقة الستراتوسفير ولا يقف في مكتبنا، قررنا عرض جميع الرسائل مع القياس عن بعد على شاشة سيتم التقاطها بواسطة من GoPro. لم يكن هناك سوى القليل من الوقت لإعداد المشروع (كيف يمكن أن يكون هناك الكثير منه؟!) ، لذلك لم نهتم بـ Aliexpress ومكواة اللحام، ولكن بدلاً من ذلك أخذنا جهازًا جاهزًا. إنه أكثر من كافي لاحتياجاتنا. سنقوم بتوصيل الشاشة بجهاز Raspberry عبر HDMI.
نخطط أيضًا لبث الفيديو من GoPro عبر قناة راديو منفصلة، ولكن كيف سيعمل لا يزال غير معروف - ربما تؤدي السحب المنخفضة إلى تقليل نطاق الاتصال بشكل كبير. ولكن على أي حال، بعد أن نجد بالون الستراتوسفير الذي هبط، سننشر مقطع فيديو من الكاميرا ويمكنك أن ترى بنفسك ما هي الرسائل التي تلقاها "مركز بيانات ما قبل الفضاء" الخاص بنا والارتفاع الذي صعد إليه - سيتم عرض القياس عن بعد في نفس صفحة HTML، بالإضافة إلى ذلك، سيكون جزء من الأفق مرئيًا.
طعام
سيتم تشغيل كل الجمال الموصوف أعلاه من خلال مجموعة بطاريات الليثيوم المجمعة وفقًا لدائرة 3S4B - ثلاثة في سلسلة وأربعة على التوازي. تبلغ السعة الإجمالية حوالي 14 آه بجهد 12 فولت. وفقًا لتقديراتنا، يجب أن يكون هذا كافيًا، ولكن بعد التجميع النهائي، بالطبع، سنقوم بقياس الاستهلاك الفعلي، وإذا لزم الأمر، أضف المزيد من البطاريات.
أضف إلى كل هذا إشارات GPS التي سنستخدمها للبحث عن بالون الستراتوسفير الذي هبط. وسيكون الصندوق المحكم هو "المنزل" للخادم والأجهزة الأخرى.
سوف يحمي المعدات الحساسة من تغيرات درجة الحرارة والضغط. في الوقت نفسه، سيقلل أيضًا من جرعة الإشعاع، على الرغم من أن هذا لا يلعب أي دور لمشروعنا، فسوف يطير الخادم في طبقة الستراتوسفير لفترة قصيرة جدًا، والخلفية هناك ليست عالية كما في محطة الفضاء الدولية.
بالإضافة إلى إرسال الرسائل إلى يمكنك المشاركة في مسابقة وتخمين المكان الذي سيهبط فيه المسبار. الجائزة الرئيسية هي رحلة إلى بايكونور لإطلاق المركبة الفضائية المأهولة Soyuz-MS-13.
المصدر: www.habr.com