"კოსმოსური მონაცემთა ცენტრის" ანატომია. ცაზე მაღალი სერვერი: შეხედეთ ქუდის ქვეშ

ხვალ ჩვენ გავაგზავნით ჩვენს სერვერს სტრატოსფეროში. ფრენის დროს სტრატოსფერული ბუშტი გაავრცელებს ინტერნეტს, გადაიღებს და გადასცემს ვიდეო და ტელემეტრიულ მონაცემებს მიწაზე. რამდენჯერმე დავწერეთ, რომ ვისაუბრებდით ჩვენი პროექტის "კოსმოსური მონაცემთა ცენტრის" ტექნიკურ მხარეზე (ადრე გამოვეხმაურეთ სახელს "სერვერი ღრუბლებში 2.0"). დავპირდით - ვასრულებთ! ჭრილის ქვეშ არის რამდენიმე ცალი აპარატურა და კოდი.

ვებ სერვერი

მაშინაც კი, წინა პროექტში "სერვერი ღრუბლებში", როდესაც ორკაციანი ეკიპაჟით ავედით სრულფასოვან ბუშტში, ჩვენთან ერთად სრულფასოვანი სერვერის ბატარეის შეკრებით აღება, ვთქვათ, არ იყო რაციონალური. ახლა კი საუბარია პატარა სტრატოსფერულ ბუშტზე, რომელსაც მოუწევს ასვლა 30 კმ-ზე და არა 1. ამიტომ ვებ სერვერად იგივე Raspberry Pi ავირჩიეთ. ეს მიკროკომპიუტერი გამოიმუშავებს HTML გვერდს და აჩვენებს მას ცალკე ეკრანზე.

სატელიტური კავშირი

Raspberry-ის გარდა, ბორტზე ირიდიუმის და Globalstar-ის სატელიტური საკომუნიკაციო ქსელების მოდემები იფრენენ. როგორც გახსოვთ, მათ კომპანიაში ვგეგმავდით მოდემის დამატებას შიდა Gonets-ის ქსელისთვის, მაგრამ წინასწარ არ გვქონდა დრო, ამიტომ გამოგიგზავნით შემდეგ რეისზე. სატელიტური მოდემის საშუალებით ვებ სერვერი მიიღებს თქვენს შეტყობინებებს, რომლებზეც შეიძლება გაიგზავნოს პროექტის გვერდი. ეს შეტყობინებები გადაეცემა Raspberry Pi-ს, რომელიც დააყენებს მათ რიგში და აჩვენებს მათ HTML გვერდზე.

მნიშვნელოვანი პუნქტი: რუსულ ენაზე ტექსტური შეტყობინების სიგრძის ლიმიტი არის 58 სიმბოლო (სივრცის ჩათვლით). თუ შეტყობინება უფრო გრძელია, ის გაითიშება გადაცემის დროს. ასევე, ყველა სპეციალური სიმბოლო ამოიჭრება ტექსტიდან, მაგალითად, /+$%&;''""<>n და მსგავსი

ვინაიდან Raspberry Pi-ს აქვს მხოლოდ ერთი UART პორტი, ჩვენ დავაკავშირებთ სატელიტურ მოდემებს შუალედური კვანძის მეშვეობით, რომელიც შეაგროვებს მონაცემებს მოდემებიდან და გაუგზავნის მას Raspberry Pi-ში.

რადიო მოდემი

ვებ სერვერი არა მხოლოდ აჩვენებს თქვენგან მიღებულ ყველა შეტყობინებას ეკრანზე, არამედ გადასცემს მას დედამიწაზე LoRa რადიო მოდემის მეშვეობით. ასე რომ, ჩვენ გვინდა გამოვცადოთ სტრატოსფეროდან ინტერნეტის გავრცელების იდეა (ხარკი Google Loon პროექტისთვის). რა თქმა უნდა, ჩვენი სტრატოსფერული ბუშტი არ არის სრულფასოვანი საკომუნიკაციო გამეორება, მაგრამ მაშინაც კი, თუ მისი შესაძლებლობები საკმარისია მონაცემთა სტაბილური გადაცემისთვის, ინფორმაციის დიდი დანაკარგების გარეშე, მაშინ სპეციალიზებული სისტემები აუცილებლად გაუმკლავდებიან ინტერნეტის გავრცელებას წინასწარი სივრციდან.

ტელემეტრია

გარდა ამისა, ჩვენ ვგეგმავთ ტელემეტრიის მონაცემების ჩვენებას იმავე HTML გვერდზე. Raspberry Pi მიიღებს მათ ცალკე ფრენის კონტროლერიდან.

ის იკითხავს სხვადასხვა სენსორებს, რომლებიც შეიძლება განთავსდეს როგორც ტექნიკის ჰერმეტული ყუთის შიგნით, ისე მის გარეთ, აგროვებს ინფორმაციას გროვად, ავარცხნებს მას და ხელსაყრელ ფორმაში აძლევს მას, ვინც ითხოვს. ჩვენს შემთხვევაში, ის ითხოვს Raspberry Pi-ს. ჩვენ ჩავწერთ წნევას, სიმაღლეს, GPS კოორდინატებს, ვერტიკალურ და ჰორიზონტალურ სიჩქარეს და ტემპერატურას.

ფრენის კონტროლერის მონაცემები გადაიცემა გრძელი ხაზებით, რაც შემდეგ ხდება ამ კოდის გამოყენებით:

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

გადაიქცევა მასივად გამოსატანად მოსახერხებელ ფორმაში:

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 
)

ჩვენ ასევე გადავცემთ დედამიწას ტელემეტრიის მონაცემებს თქვენს შეტყობინებებთან ერთად. ამისათვის ჩვენ განვათავსებთ მიმღებ სადგურს გაშვების ადგილზე.

ეკრანი და კამერა

იმისათვის, რომ დარწმუნდეთ, რომ სერვერი რეალურად იღებს თქვენს შეტყობინებებს სატელიტური კომუნიკაციის საშუალებით და რომ ის რეალურად გაფრინდა სტრატოსფეროში და არ დგას ჩვენს ოფისში, ჩვენ გადავწყვიტეთ გამოგვეჩინა ყველა შეტყობინება ტელემეტრიით ეკრანზე, რომელიც იქნება აღბეჭდილი. GoPro. პროექტის მოსამზადებლად ცოტა დრო გვქონდა (როგორ შეიძლება ბევრი იყოს?!), ასე რომ, ალიექსპრესს და გამაგრილებელს არ შევწუხდით, სამაგიეროდ მზა მოწყობილობა ავიღეთ. ეს საკმარისზე მეტია ჩვენი საჭიროებისთვის. ჩვენ დავაკავშირებთ ეკრანს Raspberry-ს HDMI-ის საშუალებით.

ჩვენ ასევე ვგეგმავთ ვიდეოს გადაცემას GoPro-დან ცალკე რადიო არხის საშუალებით, მაგრამ როგორ იმუშავებს ის ჯერ უცნობია - შესაძლოა დაბალ ღრუბლებმა საგრძნობლად შეამციროს კომუნიკაციის დიაპაზონი. მაგრამ ნებისმიერ შემთხვევაში, მას შემდეგ რაც ვიპოვით დაშვებულ სტრატოსფერულ ბუშტს, გამოვაქვეყნებთ ვიდეოს კამერიდან და თავად დარწმუნდებით, რა შეტყობინებები მიიღო ჩვენმა „კოსმოსური მონაცემთა ცენტრმა“ და რა სიმაღლეზე ავიდა - ტელემეტრია გამოჩნდება. იმავე HTML გვერდზე, გარდა ამისა, ჰორიზონტის ნაწილი გამოჩნდება.

საკვები

ზემოთ აღწერილი ყველა სილამაზე იკვებება 3S4B სქემის მიხედვით აწყობილი ლითიუმის ბატარეების შეკრებით - სამი სერიით, ოთხი პარალელურად. საერთო სიმძლავრე არის დაახლოებით 14 Ah ძაბვის 12 V. ჩვენი შეფასებით, ეს საკმარისი უნდა იყოს, მაგრამ საბოლოო შეკრების შემდეგ, რა თქმა უნდა, გავზომავთ რეალურ მოხმარებას და საჭიროების შემთხვევაში, დავამატებთ დამატებით ბატარეებს.

ამ ყველაფერს დაამატეთ GPS შუქურები, რომლებსაც გამოვიყენებთ დაშვებული სტრატოსფერული ბუშტის მოსაძებნად. და ჰერმეტული ყუთი იქნება "სახლი" სერვერისა და სხვა მოწყობილობებისთვის.

ის დაიცავს დელიკატურ აღჭურვილობას ტემპერატურისა და წნევის ცვლილებებისგან. ამავდროულად, ის ასევე შეამცირებს რადიაციის დოზას, თუმცა ეს არანაირ როლს არ თამაშობს ჩვენს პროექტში, სერვერი ძალიან მოკლე დროში იფრინავს სტრატოსფეროში და იქ ფონი არ არის ისეთი მაღალი, როგორც ISS-ზე.

მესიჯების გაგზავნის გარდა პროექტის საიტი, შეგიძლიათ მონაწილეობა მიიღოთ კონკურსში და გამოიცნოთ სად დაეშვება ზონდი. მთავარი პრიზი არის მოგზაურობა ბაიკონურში პილოტირებული კოსმოსური ხომალდის Soyuz-MS-13 გაშვებისთვის.

წყარო: www.habr.com