אנטומיה של "מרכז נתונים בחלל". שרת בשמיים: הסתכל מתחת למכסה המנוע

מחר נשלח את השרת שלנו לסטרטוספירה. במהלך הטיסה, הבלון הסטרטוספרי יפיץ את האינטרנט, יצלם וישדר נתוני וידאו וטלמטריה לקרקע. כתבנו מספר פעמים שנדבר על הצד הטכני של הפרויקט שלנו "ספייס נתונים סנטר" (בעבר הגבנו לשם "שרת בעננים 2.0"). הבטחנו - מקיימים! מתחת לחיתוך יש קומץ פיסות חומרה וקוד.

שרת אינטרנט

גם בפרויקט הקודם של "שרת בעננים", כשעלינו בבלון מלא עם צוות של שני אנשים, לקחת איתנו שרת מן המניין עם מכלול סוללות היה, נניח, לא רציונלי. ועכשיו אנחנו מדברים על בלון סטרטוספרי קטן, שיצטרך לטפס 30 ק"מ, לא 1. לכן, בחרנו באותו Raspberry Pi בתור שרת אינטרנט. מיקרו מחשב זה יפיק דף HTML ויציג אותו בתצוגה נפרדת.

חיבור לווייני

בנוסף ל-Raspberry, יטוסו על הסיפון מודמים מרשתות התקשורת הלוויין Iridium ו-Globalstar. כזכור, תכננו להוסיף לחברה שלהם מודם לרשת Gonets המקומית, אך לא הספקנו לקבל אותו מראש, ולכן נשלח אותו בטיסה הבאה. באמצעות מודמים לווייניים, שרת האינטרנט יקבל את ההודעות שלך, שאליהן ניתן לשלוח עמוד הפרויקט. הודעות אלו ישודרו ל-Raspberry Pi, אשר יעמיד אותן בתור ויציג אותן בדף HTML.

נקודה חשובה: המגבלה על אורך הודעת טקסט ברוסית היא 58 תווים (כולל רווחים). אם ההודעה ארוכה יותר, היא תינתק במהלך השידור. כמו כן, כל התווים המיוחדים ייגזרו מהטקסט, למשל, /+$%&;''""<>n וכדומה.

מכיוון של-Raspberry Pi יש רק יציאת UART אחת, נחבר את מודמי הלוויין דרך רכזת ביניים, שיאסוף נתונים מהמודמים ותשלח אותם ל-Raspberry Pi.

מודם רדיו

שרת האינטרנט לא רק יציג את כל ההודעות שהתקבלו ממך על הצג, אלא גם ישדר אותן לכדור הארץ באמצעות מודם רדיו LoRa. אז אנחנו רוצים לבדוק את הרעיון של הפצת האינטרנט מהסטרטוספירה (מחווה לפרויקט Google Loon). כמובן, הבלון הסטרטוספרי שלנו אינו משחזר תקשורת מן המניין, אבל גם אם היכולות שלו מספיקות להעברת נתונים יציבה, ללא אובדן מידע גדול, אז מערכות מיוחדות בהחלט יתמודדו עם הפצת האינטרנט מהחלל מראש.

טלמטריה

בנוסף, אנו מתכננים להציג נתוני טלמטריה באותו דף HTML. ה-Raspberry Pi ייקח אותם מבקר טיסה נפרד.

הוא חוקר חיישנים שונים שניתן למקם גם בתוך וגם מחוצה לו הקופסה הרמטית החומרה, אוסף את המידע בערימה, מסרק אותו ונותן אותו בצורה נוחה למי ששואל. במקרה שלנו, הוא יבקש Raspberry Pi. נרשום לחץ, גובה, קואורדינטות GPS, מהירות וטמפרטורה אנכית ואופקית.

הנתונים מבקר הטיסה מועברים בתורים ארוכים, ואז, באמצעות הקוד הזה:

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

להפוך למערך בצורה נוחה לתצוגה:

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 
)

אנו גם נשדר נתוני טלמטריה לכדור הארץ יחד עם ההודעות שלך. לשם כך נפרוס תחנת קליטה באתר ההשקה.

תצוגה ומצלמה

כדי שתוכלו לוודא שהשרת אכן מקבל את ההודעות שלכם בתקשורת לוויינית, ושהוא אכן טס לסטרטוספירה ואינו עומד במשרדנו, החלטנו להציג את כל ההודעות בטלמטריה על צג שיילכד על ידי GoPro. היה מעט זמן להכין את הפרויקט (איך אפשר אי פעם להיות הרבה מזה?!), אז לא התעסקנו באליאקספרס ובמלחם, אלא לקחנו מכשיר מוכן. זה די והותר לצרכים שלנו. נחבר את התצוגה לפטל באמצעות HDMI.

אנחנו גם מתכננים לשדר וידאו מ-GoPro דרך ערוץ רדיו נפרד, אבל איך זה יעבוד עדיין לא ידוע - אולי עננים נמוכים יקטין מאוד את טווח התקשורת. אבל בכל מקרה, אחרי שנמצא את הבלון הסטרטוספרי שנחת, נפרסם סרטון מהמצלמה ותוכלו לראות בעצמכם אילו הודעות קיבלו "מרכז הנתונים לפני החלל" שלנו ולאיזה גובה הוא טיפס - הטלמטריה תוצג באותו דף HTML, בנוסף, חלק מהאופק יהיה גלוי.

מזון

כל היופי שתואר לעיל יופעל על ידי מכלול של סוללות ליתיום המורכבות לפי מעגל 3S4B - שלוש בסדרות, ארבע במקביל. הקיבולת הכוללת היא כ-14 Ah במתח של 12 V. לפי ההערכות שלנו זה אמור להספיק, אבל לאחר ההרכבה הסופית כמובן נמדוד את הצריכה בפועל, ובמידת הצורך נוסיף עוד סוללות.

הוסף לכל זה משואות GPS, בהן נשתמש כדי לחפש את הבלון הסטרטוספרי שנחת. והקופסה הרמטית תהיה "הבית" לשרת ולמכשירים אחרים.

זה יגן על ציוד עדין מפני שינויי טמפרטורה ולחץ. במקביל, זה גם יפחית את מינון הקרינה, למרות שזה לא משחק שום תפקיד עבור הפרויקט שלנו, השרת יעוף בסטרטוספירה לזמן קצר מדי, והרקע שם לא גבוה כמו ב-ISS.

בנוסף לשליחת הודעות ל אתר הפרויקט, אתה יכול להשתתף בתחרות ולנחש היכן הגשושית תנחת. הפרס העיקרי הוא נסיעה לביקונור לשיגור החללית המאוישת Soyuz-MS-13.

מקור: www.habr.com