Líffærafræði „geimgagnamiðstöðvar“. Himinhár netþjónn: líttu undir hettuna

Líffærafræði „geimgagnamiðstöðvar“. Himinhár netþjónn: líttu undir hettuna

Á morgun munum við senda netþjóninn okkar inn í heiðhvolfið. Á meðan á fluginu stendur mun heiðhvolfbelgurinn dreifa internetinu, skjóta og senda myndbands- og fjarmælingagögn til jarðar. Við skrifuðum nokkrum sinnum að við myndum tala um tæknilega hlið verkefnisins okkar "Space Data Center" (svaraði áður við nafninu "Server í skýjunum 2.0"). Við lofuðum - við skilum! Undir skurðinum er handfylli af vélbúnaði og kóða.

Vefþjónn

Jafnvel í fyrra „Server in the Clouds“ verkefninu, þegar við fórum upp í fullri blöðru með tveggja manna áhöfn, var það, við skulum segja, ekki skynsamlegt að taka með okkur fullgildan netþjón með rafhlöðusamsetningu. Og nú erum við að tala um litla heiðhvolfsblöðru, sem þarf að klifra 30 km, ekki 1. Þess vegna völdum við sama Raspberry Pi sem vefþjón. Þessi örtölva mun búa til HTML síðu og birta hana á sérstökum skjá.

Gervihnattatenging

Auk Raspberry munu mótald frá Iridium og Globalstar gervihnattasamskiptanetunum fljúga um borð. Eins og þið munið ætluðum við að bæta mótaldi fyrir Gonets innanlandsnetið við fyrirtæki þeirra, en við höfðum ekki tíma til að fá það fyrirfram, svo við sendum það í næsta flug. Í gegnum gervihnattamótald mun vefþjónninn taka á móti skilaboðunum þínum sem hægt er að senda á verkefnasíðu. Þessi skilaboð verða send til Raspberry Pi, sem mun setja þau í biðröð og birta þau á HTML síðu.

Mikilvægt atriði: hámarkslengd textaskilaboða á rússnesku er 58 stafir (að meðtöldum bilum). Ef skeytið er lengra verður það klippt á meðan á sendingu stendur. Einnig verða allir sérstafir klipptir út úr textanum, t.d. /+$%&;''""<>n og þess háttar.

Þar sem Raspberry Pi hefur aðeins eitt UART tengi, munum við tengja gervihnattamótaldin í gegnum millimiðstöð, sem mun safna gögnum frá mótaldunum og senda þau til Raspberry Pi.

Útvarpsmodem

Vefþjónninn mun ekki aðeins sýna öll skilaboð sem berast frá þér á skjánum heldur einnig senda þau til jarðar í gegnum LoRa útvarpsmodem. Svo við viljum prófa hugmyndina um að dreifa internetinu frá heiðhvolfinu (hylling til Google Loon verkefnisins). Auðvitað er heiðhvolfsblaðran okkar ekki fullgildur samskiptaendurvarpi, en jafnvel þótt hæfileikar hans nægi til stöðugrar gagnaflutnings, án mikils upplýsingataps, þá munu sérhæfð kerfi örugglega takast á við að dreifa internetinu frá forrýminu.

Telemetry

Að auki ætlum við að birta fjarmælingagögn á sömu HTML síðu. Raspberry Pi mun taka þá frá sérstakri flugstýringu.

Líffærafræði „geimgagnamiðstöðvar“. Himinhár netþjónn: líttu undir hettuna

Það yfirheyrir ýmsa skynjara sem hægt er að setja bæði innan og utan vélbúnaðarþéttu kassans, safnar upplýsingum í haug, greiðir þær og gefur þeim sem spyrja á þægilegu formi. Í okkar tilviki mun það biðja um Raspberry Pi. Við munum skrá þrýsting, hæð, GPS hnit, lóðréttan og láréttan hraða og hitastig.

Gögnin frá flugstjóra eru send í löngum línum, sem er síðan með þessum kóða:

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

breytast í fylki á formi sem hentar til sýnis:

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 
)

Við munum einnig senda fjarmælingagögn til jarðar ásamt skilaboðum þínum. Til að gera þetta munum við setja upp móttökustöð á sjósetningarstaðnum.

Skjár og myndavél

Til að þú getir gengið úr skugga um að þjónninn sé í raun að taka á móti skilaboðunum þínum í gegnum gervihnattasamskipti og að hann hafi í raun flogið inn í heiðhvolfið og standi ekki á skrifstofunni okkar, ákváðum við að birta öll skilaboð með fjarmælingum á skjá sem verður tekinn af GoPro. Það var lítill tími til að undirbúa verkefnið (hvernig getur það nokkurn tíma verið mikið af því?!), þannig að við nenntum ekki Aliexpress og lóðajárni, heldur tókum við tilbúið tæki. Það er meira en nóg fyrir þarfir okkar. Við munum tengja skjáinn við Raspberry í gegnum HDMI.

Við ætlum líka að senda út myndband frá GoPro í gegnum sérstaka útvarpsrás, en hvernig það mun virka er enn óþekkt - ef til vill munu lág ský minnka samskiptasviðið til muna. En í öllum tilvikum, eftir að við höfum fundið heiðhvolfsblöðruna sem lentu, munum við birta myndband úr myndavélinni og þú getur séð sjálfur hvaða skilaboð „forgeimgagnamiðstöðin“ okkar fékk og í hvaða hæð hún fór - fjarmælingin mun birtast á sömu HTML síðu, Auk þess verður hluti af sjóndeildarhringnum sýnilegur.

matur

Öll fegurðin sem lýst er hér að ofan verður knúin áfram af litíum rafhlöðum sem eru settar saman í samræmi við 3S4B hringrásina - þrjár í röð, fjórar samhliða. Heildargetan er um 14 Ah við 12 V spennu. Samkvæmt áætlunum okkar ætti þetta að vera nóg, en eftir lokasamsetningu munum við að sjálfsögðu mæla raunverulega eyðslu og bæta við fleiri rafhlöðum ef þörf krefur.

Bættu við allt þetta GPS-vitar, sem við munum nota til að leita að heiðhvolfsblöðrunni sem lenti. Og loftþétti kassinn verður „húsið“ fyrir netþjóninn og önnur tæki.

Líffærafræði „geimgagnamiðstöðvar“. Himinhár netþjónn: líttu undir hettuna

Það mun vernda viðkvæman búnað fyrir hita- og þrýstingsbreytingum. Á sama tíma mun það einnig draga úr geislaskammtinum, þó að þetta gegni engu hlutverki fyrir verkefnið okkar, þjónninn mun fljúga í heiðhvolfinu í of stuttan tíma og bakgrunnurinn þar er ekki eins hár og á ISS.

Auk þess að senda skilaboð til heimasíðu verkefnisins, þú getur tekið þátt í keppni og giskað á hvar rannsakandinn mun lenda. Aðalverðlaunin eru ferð til Baikonur vegna skots á Soyuz-MS-13 mönnuðu geimfarinu.

Líffærafræði „geimgagnamiðstöðvar“. Himinhár netþjónn: líttu undir hettuna

Heimild: www.habr.com

Bæta við athugasemd