Demà enviarem el nostre servidor a l'estratosfera. Durant el vol, el globus estratosfèric distribuirà Internet, dispararà i transmetrà dades de vídeo i telemetria a terra. Vam escriure diverses vegades que parlaríem de la part tècnica del nostre projecte "Space Data Center" (anteriorment responia al nom ""). Ho vam prometre: l'entreguem! Sota el tall hi ha un grapat de peces de maquinari i codi.
Servidor web
Fins i tot en el projecte anterior "Server in the Clouds", quan vam pujar en un globus complet amb una tripulació de dues persones, portar amb nosaltres un servidor complet amb un conjunt de bateria no era, diguem-ne, racional. I ara parlem d'un petit globus estratosfèric, que haurà de pujar 30 km, no 1. Per tant, hem escollit el mateix Raspberry Pi com a servidor web. Aquest microordinador generarà una pàgina HTML i la mostrarà en una pantalla independent.
Connexió per satèl·lit
A més de Raspberry, volaran a bord mòdems de les xarxes de comunicacions per satèl·lit Iridium i Globalstar. Com recordeu, teníem previst afegir un mòdem per a la xarxa domèstica de Gonets a la seva empresa, però no vam tenir temps de rebre'l per endavant, així que l'enviarem en el proper vol. A través de mòdems per satèl·lit, el servidor web rebrà els vostres missatges, als quals es poden enviar . Aquests missatges es transmetran al Raspberry Pi, que els posarà en cua i els mostrarà en una pàgina HTML.
Punt important: el límit de longitud d'un missatge de text en rus és de 58 caràcters (espais inclosos). Si el missatge és més llarg, es tallarà durant la transmissió. A més, tots els caràcters especials es retallaran del text, per exemple, /+$%&;''""<>n i similars.
Com que el Raspberry Pi només té un port UART, connectarem els mòdems satèl·lit mitjançant un concentrador intermedi, que recopilarà dades dels mòdems i les enviarà al Raspberry Pi.
Ràdio mòdem
El servidor web no només mostrarà tots els missatges rebuts de vostè a la pantalla, sinó que també els transmetrà a la Terra mitjançant un mòdem de ràdio LoRa. Així que volem provar la idea de distribuir Internet des de l'estratosfera (un homenatge al projecte Google Loon). Per descomptat, el nostre globus estratosfèric no és un repetidor de comunicació complet, però fins i tot si les seves capacitats són suficients per a una transmissió estable de dades, sense grans pèrdues d'informació, els sistemes especialitzats definitivament faran front a la distribució d'Internet des de l'espai previ.
Telemetria
A més, tenim previst mostrar les dades de telemetria a la mateixa pàgina HTML. El Raspberry Pi els agafarà d'un controlador de vol independent.
Interroga diversos sensors que es poden col·locar tant a l'interior com a l'exterior de la caixa hermètica del maquinari, recull la informació en una pila, la pentina i la dóna de forma convenient a qui ho demani. En el nostre cas, demanarà Raspberry Pi. Registrarem la pressió, l'altitud, les coordenades GPS, la velocitat vertical i horitzontal i la temperatura.
Les dades del controlador de vol es transmeten en llargues línies, que després, utilitzant aquest codi:
$str = 'N:647;T:10m55s;MP.Stage:0;MP.Alt:49;MP.VSpeed:0.0;MP.AvgVSpeed:0.0;Baro.Press:1007.06;Baro.Alt:50;Baro.Temp:35.93;GPS.Coord:N56d43m23s,E37d55m68s;GPS.Home:N56d43m23s,E37d55m68s;Dst:5;GPS.HSpeed:0;GPS.Course:357;GPS.Time:11h17m40s;GPS.Date:30.07.2018;DS.Temp:[fc]=33.56;Volt:5.19,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00';
parse_str(strtr($str, [
':' => '=',
';' => '&'
]), $result);
print_r($result);convertir-se en una matriu en una forma convenient per mostrar:
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
)També transmetrem dades de telemetria a la Terra juntament amb els vostres missatges. Per fer-ho, desplegarem una estació receptora al lloc de llançament.
Pantalla i càmera
Perquè pugueu assegurar-vos que el servidor realment està rebent els vostres missatges mitjançant comunicacions per satèl·lit i que realment va volar a l'estratosfera i no es troba a la nostra oficina, vam decidir mostrar tots els missatges amb telemetria en una pantalla que serà capturada per una GoPro. Hi va haver poc temps per preparar el projecte (com pot haver-hi molt?!), així que no ens vam molestar amb Aliexpress i un soldador, sinó que vam agafar un dispositiu ja fet. És més que suficient per a les nostres necessitats. Connectarem la pantalla al Raspberry mitjançant HDMI.
També tenim previst emetre vídeo de GoPro a través d'un canal de ràdio independent, però encara es desconeix com funcionarà; potser els núvols baixos reduiran molt l'abast de comunicació. Però en qualsevol cas, després de trobar el globus estratosfèric aterrat, publicarem un vídeo de la càmera i podreu veure per vosaltres mateixos quins missatges ha rebut el nostre "centre de dades pre-espai" i a quina altitud ha pujat: es mostrarà la telemetria. a la mateixa pàgina HTML, A més, un tros de l'horitzó serà visible.
Питание
Tota la bellesa descrita anteriorment serà alimentada per un conjunt de bateries de liti muntades segons el circuit 3S4B: tres en sèrie, quatre en paral·lel. La capacitat total és d'uns 14 Ah a una tensió de 12 V. Segons les nostres estimacions, això hauria de ser suficient, però després del muntatge final, per descomptat, mesurarem el consum real i, si cal, afegirem més bateries.
A tot això s'afegeixen balises GPS, que utilitzarem per buscar el globus estratosfèric aterrat. I la caixa hermètica serà la "casa" del servidor i altres dispositius.
Protegeix els equips delicats dels canvis de temperatura i pressió. Al mateix temps, també reduirà la dosi de radiació, tot i que això no juga cap paper per al nostre projecte, el servidor volarà a l'estratosfera durant un temps massa curt i el fons no és tan alt com a l'ISS.
A més d'enviar missatges a , pots participar en una competició i endevinar on aterrarà la sonda. El premi principal és un viatge a Baikonur per al llançament de la nau espacial tripulada Soiuz-MS-13.
Font: www.habr.com