Anatomy de “Ionad Dàta Fànais”. Frithealaiche Sky-high: coimhead fon chochall

Amàireach cuiridh sinn ar frithealaiche a-steach don stratosphere. Rè an itealaich, bidh am bailiùn stratospheric a ’sgaoileadh an eadar-lìn, a’ losgadh agus a ’sgaoileadh dàta bhidio agus telemetry chun talamh. Sgrìobh sinn grunn thursan gum bruidhneadh sinn air taobh theicnigeach ar pròiseact “Space Data Center” (fhreagair e an t-ainm roimhe seo “Frithealaiche anns na neòil 2.0"). Gheall sinn - bidh sinn a 'lìbhrigeadh! Fon gearradh tha dòrlach de phìosan bathar-cruaidh is còd.

frithealaiche lìn

Fiù ‘s anns a’ phròiseact “Frithealaiche anns na Clouds” a bh ’ann roimhe, nuair a chaidh sinn suas ann am bailiùn làn le sgioba de dhithis, bha e, canaidh sinn, frithealaiche làn-chuimseach le co-chruinneachadh bataraidh, cha robh e reusanta. Agus a-nis tha sinn a 'bruidhinn mu dheidhinn bailiùn stratospheric beag, a dh'fheumas a bhith a' dìreadh 30 km, chan e 1. Mar sin, thagh sinn an aon Raspberry Pi mar fhrithealaiche lìn. Ginidh am microcomputer seo duilleag HTML agus seallaidh e e air taisbeanadh air leth.

Ceangal saideal

A bharrachd air Raspberry, bidh modems bho lìonraidhean conaltraidh saideal Iridium agus Globalstar ag itealaich air bòrd. Mar a chuimhnicheas tu, bha sinn an dùil modem airson lìonra dachaigheil Gonets a chuir ris a’ chompanaidh aca, ach cha robh tìde againn fhaighinn ro-làimh, agus mar sin cuiridh sinn chun ath itealan e. Tro mhodalan saideal, gheibh am frithealaiche lìn na teachdaireachdan agad, a ghabhas cur gu duilleag pròiseict. Thèid na teachdaireachdan sin a chuir chun Raspberry Pi, a chuireas an ciudha agus a sheallas iad air duilleag HTML.

Puing chudromach: is e an cuingealachadh air fad teachdaireachd teacsa ann an Ruiseanach 58 caractar (a ’toirt a-steach àiteachan). Ma tha an teachdaireachd nas fhaide, thèid a ghearradh dheth aig àm an tar-chuir. Cuideachd, thèid na caractaran sònraichte uile a ghearradh a-mach às an teacsa, mar eisimpleir, /+$%&;''""<>n agus an leithid.

Leis nach eil ach aon phort UART aig an Raspberry Pi, ceangailidh sinn na modems saideal tro mheadhan eadar-mheadhanach, a chruinnicheas dàta bho na modems agus a chuireas e chun Raspberry Pi.

Modem airson radio

Bidh am frithealaiche lìn chan ann a-mhàin a’ taisbeanadh a h-uile teachdaireachd a gheibhear bhuat air an taisbeanadh, ach cuideachd ga chuir chun Talamh tro mhodem rèidio LoRa. Mar sin tha sinn airson deuchainn a dhèanamh air a’ bheachd a bhith a ’sgaoileadh an eadar-lìn bhon stratosphere (mar mholadh air pròiseact Google Loon). Gu dearbh, chan eil am bailiùn stratospheric againn na ath-chraoladh conaltraidh làn-chuimseach, ach eadhon ged a tha na comasan aige gu leòr airson sgaoileadh dàta seasmhach, às aonais call mòr fiosrachaidh, bidh siostaman sònraichte gu cinnteach a ’dèiligeadh ri bhith a’ cuairteachadh an eadar-lìn bho ro-àite.

Telemetry

A bharrachd air an sin, tha sinn an dùil dàta telemetry a thaisbeanadh air an aon duilleag HTML. Bheir an Raspberry Pi iad bho rianadair itealaich air leth.

Bidh e a ’ceasnachadh diofar luchd-mothachaidh a dh’ fhaodar a chuir taobh a-staigh agus taobh a-muigh a’ bhogsa hermetic bathar-cruaidh, a ’tional an fhiosrachaidh ann am pasgan, ga chìreadh agus ga thoirt seachad ann an cruth goireasach dhaibhsan a dh’ iarras. Anns a 'chùis againn, iarraidh e Raspberry Pi. Clàraidh sinn cuideam, àirde, co-chomharran GPS, astar dìreach is còmhnard agus teòthachd.

Tha an dàta bhon rianadair itealaich air a ghluasad ann an loidhnichean fada, is e sin an uairsin, a’ cleachdadh a ’chòd seo:

$str = 'N:647;T:10m55s;MP.Stage:0;MP.Alt:49;MP.VSpeed:0.0;MP.AvgVSpeed:0.0;Baro.Press:1007.06;Baro.Alt:50;Baro.Temp:35.93;GPS.Coord:N56d43m23s,E37d55m68s;GPS.Home:N56d43m23s,E37d55m68s;Dst:5;GPS.HSpeed:0;GPS.Course:357;GPS.Time:11h17m40s;GPS.Date:30.07.2018;DS.Temp:[fc]=33.56;Volt:5.19,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00';
parse_str(strtr($str, [
	
':' => '=',
	
';' => '&'
]), $result);
print_r($result);

tionndaidh gu sreath ann an cruth a tha iomchaidh airson a thaisbeanadh:

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 
)

Craolaidh sinn cuideachd dàta telemetry chun Talamh còmhla ris na teachdaireachdan agad. Gus seo a dhèanamh, bidh sinn a’ cleachdadh stèisean faighinn aig an làrach cur air bhog.

Taisbeanadh agus camara

Gus an urrainn dhut dèanamh cinnteach gu bheil an frithealaiche dha-rìribh a’ faighinn do theachdaireachdan tro chonaltradh saideal, agus gun do sgèith e a-steach don stratosphere agus nach eil e na sheasamh san oifis againn, chuir sinn romhainn a h-uile teachdaireachd le telemetry a thaisbeanadh air taisbeanadh a thèid a ghlacadh le a GoPro. Cha robh mòran ùine ann airson am pròiseact ullachadh (ciamar as urrainn tòrr a bhith ann?!), Mar sin cha do chuir sinn dragh air Aliexpress agus iarann ​​​​solder, ach an àite sin ghabh sinn inneal deiseil. Tha e nas motha na gu leòr airson ar feumalachdan. Ceangailidh sinn an taisbeanadh ris an Raspberry tro HDMI.

Tha sinn cuideachd an dùil bhidio a chraoladh bho GoPro tro sheanail rèidio air leth, ach chan eil fios fhathast ciamar a dh’ obraicheas e - is dòcha gun lughdaich sgòthan ìosal an raon conaltraidh gu mòr. Ach co-dhiù, às deidh dhuinn am bailiùn stratospheric air tìr a lorg, cuiridh sinn suas bhidio bhon chamara agus chì thu dhut fhèin dè na teachdaireachdan a fhuair an “ionad dàta ro-fànais” againn agus dè an àirde a dhìrich e - thèid an telemetry a thaisbeanadh anns an aon duilleag HTML, A bharrachd air an sin, bidh pìos den fhàire ri fhaicinn.

Cumhachd solair

Bidh a h-uile bòidhchead a tha air a mhìneachadh gu h-àrd air a stiùireadh le co-chruinneachadh de bataraidhean lithium air an cruinneachadh a rèir cuairt 3S4B - trì ann an sreath, ceithir ann an co-shìnte. Tha an comas iomlan timcheall air 14 Ah aig bholtadh 12 V. A rèir ar tuairmsean, bu chòir seo a bhith gu leòr, ach às deidh a ’cho-chruinneachadh mu dheireadh, gu dearbh, bidh sinn a’ tomhas an fhìor chaitheamh, agus ma tha sin riatanach, cuir barrachd bataraidhean ris.

Cuir ris na lòchrain GPS seo gu lèir, a chleachdas sinn gus am bailiùn stratospheric air tìr a lorg. Agus bidh am bogsa hermetic mar an “taigh” airson an fhrithealaiche agus innealan eile.

Dìonaidh e uidheamachd fìnealta bho atharrachaidhean teothachd is cuideam. Aig an aon àm, lughdaichidh e cuideachd an dòs de rèididheachd, ged nach eil pàirt sam bith aig seo airson ar pròiseact, bidh an frithealaiche ag itealaich san stratosphere airson ùine ro ghoirid, agus chan eil an cùl-raon cho àrd ris an ISS.

A bharrachd air teachdaireachdan a chuir gu làrach a ’phròiseict, faodaidh tu pàirt a ghabhail ann am farpais agus tomhas càite an tig an probe gu tìr. Is e am prìomh dhuais turas gu Baikonur airson bàta-fànais le sgioba Soyuz-MS-13 a chuir air bhog.

Source: www.habr.com