"우주 데이터 센터"의 해부학. 스카이하이 서버: 내부를 살펴보세요

내일 우리는 서버를 성층권으로 보낼 것입니다. 비행 중에 성층권 풍선은 인터넷을 배포하고 비디오 및 원격 측정 데이터를 촬영하여 지상으로 전송합니다. 우리는 우리 프로젝트 “우주 데이터 센터”의 기술적인 측면에 대해 이야기하겠다고 여러 번 썼습니다(이전에는 “라는 이름에 응답했습니다).클라우드 2.0의 서버"). 우리는 약속했습니다 – 우리는 배달합니다! 컷 아래에는 몇 가지 하드웨어와 코드가 있습니다.

웹 서버

이전의 "Server in the Clouds" 프로젝트에서도 우리가 두 명의 승무원과 함께 본격적인 풍선을 타고 올라갈 때 배터리 어셈블리가 포함된 본격적인 서버를 가져가는 것은 합리적이지 않다고 가정합니다. 그리고 이제 우리는 30km가 아닌 1km를 올라가야 하는 작은 성층권 풍선에 대해 이야기하고 있습니다. 따라서 우리는 웹 서버로 동일한 Raspberry Pi를 선택했습니다. 이 마이크로컴퓨터는 HTML 페이지를 생성하여 별도의 디스플레이에 표시합니다.

위성 연결

Raspberry 외에도 Iridium 및 Globalstar 위성 통신 네트워크의 모뎀이 탑재됩니다. 기억하시는 것처럼 우리는 국내 Gonets 네트워크용 모뎀을 해당 회사에 추가할 계획이었지만 미리 받을 시간이 없었기 때문에 다음 항공편에서 보내 드리겠습니다. 위성 모뎀을 통해 웹 서버는 귀하의 메시지를 수신하고 다음으로 보낼 수 있습니다. 스트래니체 프로텍터. 이 메시지는 Raspberry Pi로 전송되어 대기열에 추가되고 HTML 페이지에 표시됩니다.

중요 사항: 러시아어 문자 메시지 길이 제한은 공백 포함 58자입니다. 메시지가 길면 전송 중에 잘립니다. 또한 텍스트에서 모든 특수 문자가 잘립니다. 예를 들어, /+$%&;''""<>n 등등.

Raspberry Pi에는 UART 포트가 하나만 있으므로 중간 허브를 통해 위성 모뎀을 연결하여 모뎀에서 데이터를 수집하여 Raspberry Pi로 보냅니다.

라디오 모뎀

웹 서버는 귀하로부터 받은 모든 메시지를 디스플레이에 표시할 뿐만 아니라 이를 LoRa 무선 모뎀을 통해 지구로 전송합니다. 그래서 우리는 성층권에서 인터넷을 배포한다는 아이디어(Google Loon 프로젝트에 대한 찬사)를 테스트하고 싶습니다. 물론 우리의 성층권 풍선은 본격적인 통신 중계기는 아니지만 그 기능이 큰 정보 손실 없이 안정적인 데이터 전송에 충분하더라도 특수 시스템은 사전 공간에서 인터넷을 배포하는 데 확실히 대처할 것입니다.

원격 측정

또한 동일한 HTML 페이지에 원격 측정 데이터를 표시할 계획입니다. Raspberry Pi는 별도의 비행 컨트롤러에서 이를 가져옵니다.

하드웨어 밀폐 상자 내부와 외부에 모두 배치할 수 있는 다양한 센서를 조사하여 정보를 더미로 수집하고 빗질하여 요청하는 사람에게 편리한 형태로 제공합니다. 우리의 경우에는 Raspberry Pi를 요청합니다. 압력, 고도, GPS 좌표, 수직 및 수평 속도와 온도를 기록합니다.

비행 컨트롤러의 데이터는 다음 코드를 사용하여 긴 라인으로 전송됩니다.

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

표시하기 편리한 형태로 배열로 변환합니다.

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 
)

우리는 또한 귀하의 메시지와 함께 원격 측정 데이터를 지구에 방송할 것입니다. 이를 위해 발사 장소에 수신 스테이션을 배치할 예정입니다.

디스플레이 및 카메라

서버가 실제로 위성 통신을 통해 메시지를 수신하고 있는지, 실제로 성층권으로 날아갔고 사무실에 서 있지 않은지 확인할 수 있도록 모든 메시지를 원격 측정을 통해 촬영할 디스플레이에 표시하기로 결정했습니다. 고프로. 프로젝트를 준비할 시간이 거의 없었기 때문에(어떻게 그렇게 많을 수 있습니까?!) Aliexpress와 납땜 인두는 신경쓰지 않고 대신 기성품을 사용했습니다. 그것은 우리의 필요에 충분합니다. HDMI를 통해 디스플레이를 Raspberry에 연결하겠습니다.

또한 별도의 라디오 채널을 통해 GoPro의 비디오를 방송할 계획이지만 작동 방식은 아직 알려지지 않았습니다. 아마도 구름이 적으면 통신 범위가 크게 줄어들 것입니다. 그러나 어쨌든 우리는 착륙한 성층권 풍선을 찾은 후 카메라에서 비디오를 게시할 것이며 "사전 우주 데이터 센터"가 받은 메시지와 그것이 어느 고도까지 올라갔는지 직접 확인할 수 있습니다. 원격 측정이 표시됩니다. 동일한 HTML 페이지에서 수평선의 일부도 표시됩니다.

음식

위에서 설명한 모든 아름다움은 3S4B 회로에 따라 조립된 리튬 배터리 어셈블리(직렬 14개, 병렬 12개)를 통해 구동됩니다. 총 용량은 XNUMXV 전압에서 약 XNUMXAh입니다. 추정에 따르면 이 정도면 충분하지만 최종 조립 후에는 물론 실제 소비량을 측정하고 필요한 경우 배터리를 더 추가합니다.

착륙한 성층권 풍선을 검색하는 데 사용할 이 모든 GPS 비콘을 추가하세요. 그리고 밀폐 상자는 서버와 기타 장치를 위한 "집"이 될 것입니다.

온도와 압력 변화로부터 민감한 장비를 보호합니다. 동시에 방사선량도 감소합니다. 비록 이것이 우리 프로젝트에서는 어떤 역할도 하지 않지만 서버는 너무 짧은 시간 동안 성층권을 비행할 것이며 그곳의 배경은 ISS만큼 높지 않습니다.

메시지를 보내는 것 외에도 프로젝트 웹사이트, 경쟁에 참여하여 탐사선이 어디에 착륙할지 추측할 수 있습니다. 주요 상품은 Soyuz-MS-13 유인 우주선 발사를 위한 바이코누르 여행입니다.

출처 : habr.com