Anatomie vun engem "Space Data Center". Himmel-héich Server: kuckt ënnert der Hood

Muer schécken mir eise Server an d'Stratosphär. Wärend dem Fluch verdeelt de Stratosphärballon den Internet, schéisst a vermëttelt Video- an Telemetriedaten op de Buedem. Mir hunn e puer Mol geschriwwen datt mir iwwer d'technesch Säit vun eisem Projet "Space Data Center" schwätzen (virdrun op den Numm geäntwert "Server an de Wolleken 2.0"). Mir hunn versprach - mir liwweren! Ënnert dem Schnëtt gëtt et eng Handvoll Stéck Hardware a Code.

Webserver

Och am fréiere "Server an de Wolleken" Projet, wéi mir an engem vollwäertege Ballon mat enger Crew vun zwee Leit eropgaange sinn, mat eis e vollwäertege Server mat enger Batterieversammlung ze huelen war, loosst eis soen, net rational. An elo schwätze mer vun engem klenge Stratosphärballon, dee muss 30 km klammen, net 1. Dofir hu mir dee selwechte Raspberry Pi als Webserver gewielt. Dëse Mikrocomputer generéiert eng HTML Säit an weist se op engem separaten Display.

Satellit Verbindung

Nieft dem Raspberry fléien Modem aus dem Iridium a Globalstar Satellittekommunikatiounsnetz u Bord. Wéi Dir Iech erënnert, hu mir geplangt e Modem fir de Gewalt Gonets Netz fir hir Firma ze addéieren, awer mir haten keng Zäit et am Viraus ze kréien, also wäerte mir et op den nächste Fluch schécken. Duerch Satellitmodem kritt de Webserver Är Messagen, op déi geschéckt kënne ginn Projet Säit. Dës Messagen ginn op de Raspberry Pi iwwerdroen, deen se an der Schlaang setzt an op enger HTML Säit affichéiert.

Wichteg Punkt: d'Limite fir d'Längt vun engem SMS op Russesch ass 58 Zeechen (inklusiv Plazen). Wann de Message méi laang ass, gëtt se während der Iwwerdroung ofgeschnidden. Och all speziell Charaktere ginn aus dem Text erausgeschnidden, zum Beispill, /+$%&;''""<>n an esou.

Well de Raspberry Pi nëmmen een UART Hafen huet, verbannen mir d'Satellittmodem duerch en Zwëschenhub, deen Daten aus de Modem sammelt an se an de Raspberry Pi schécken.

Radio modem

De Webserver wäert net nëmmen all Messagen, déi vun Iech op der Ecran empfaange kréien, affichéieren, awer och iwwer e LoRa Radiomodem op d'Äerd iwwerdroen. Also wëlle mir d'Iddi testen fir den Internet aus der Stratosphär ze verdeelen (en Hommage un de Google Loon Projet). Natierlech ass eise Stratosphärballon net e vollwäertege Kommunikatiounsrepeater, awer och wann seng Fäegkeeten genuch sinn fir eng stabil Dateniwwerdroung, ouni grouss Informatiounsverloscht, da wäerte spezialiséiert Systemer definitiv mat der Verdeelung vum Internet aus dem Pre-Raum këmmeren.

Telemetrie

Zousätzlech plangen mir Telemetrie Daten op der selwechter HTML Säit ze weisen. De Raspberry Pi wäert se vun engem separaten Fluchkontroller huelen.

Et interrogéiert verschidde Sensoren, déi souwuel bannen wéi ausserhalb vun der Hardware hermetescher Këscht plazéiert kënne ginn, sammelt d'Informatioun an engem Koup, kämmt et a gëtt et an enger praktescher Form un déi, déi froen. An eisem Fall wäert et fir Raspberry Pi froen. Mir notéieren Drock, Héicht, GPS Koordinaten, vertikal an horizontal Geschwindegkeet an Temperatur.

D'Donnéeë vum Fluchkontroller ginn a laange Linnen iwwerdroen, dat ass dann mat dësem Code:

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

verwandelt an eng Array an enger Form bequem fir ze weisen:

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 
)

Mir wäerten och Telemetriedaten op d'Äerd zesumme mat Äre Messagen iwwerdroen. Fir dëst ze maachen, wäerte mir eng Empfangstatioun op der Startplaz ofsetzen.

Display a Kamera

Fir datt Dir sécher kënnt, datt de Server tatsächlech Är Messagen iwwer Satellitekommunikatioun kritt, an datt en tatsächlech an d'Stratosphär geflunn ass an net an eisem Büro steet, hu mir beschloss all Messagen mat Telemetrie op engem Display ze weisen, deen duerch an GoPro. Et war wéineg Zäit fir de Projet virzebereeden (wéi kann et jeemools vill ginn?!), Also hu mir eis net mat Aliexpress an engem Lötstéier gestéiert, awer e fäerdegen Apparat geholl. Et ass méi wéi genuch fir eis Besoinen. Mir verbannen den Ecran mat der Raspberry iwwer HDMI.

Mir plangen och Video vu GoPro iwwer e separaten Radiokanal ze iwwerdroen, awer wéi et funktionnéiert ass nach ëmmer onbekannt - vläicht niddereg Wolleken wäerten d'Kommunikatiounsberäich staark reduzéieren. Awer op alle Fall, nodeems mir de gelante Stratosphäreballon fonnt hunn, poste mir e Video vun der Kamera an Dir kënnt selwer gesinn wat fir Messagen eise "Pre-Space Data Center" krut a wéi eng Héicht et geklommen ass - d'Telemetrie gëtt ugewisen an der selwechter HTML Säit, Zousätzlech, wäert e Stéck vum Horizont siichtbar ginn.

Energieversuergung

All déi uewe beschriwwe Schéinheet gëtt vun enger Versammlung vu Lithium Batterien ugedriwwen, déi no dem 3S4B Circuit versammelt sinn - dräi an der Serie, véier parallel. D'Gesamtkapazitéit ass ongeféier 14 Ah bei enger Spannung vun 12 V. Laut eisen Schätzungen sollt dat genuch sinn, awer no der Finale Montage wäerte mir natierlech den aktuellen Verbrauch moossen, a wann néideg, méi Batterien addéieren.

Füügt zu all deem GPS-Beaconen, déi mir benotze fir de gelante Stratosphärballon ze sichen. An déi hermetesch Këscht wäert d'"Haus" fir de Server an aner Apparater sinn.

Et schützt delikat Ausrüstung vu Temperatur- an Drockännerungen. Zur selwechter Zäit wäert et och d'Stralungsdosis reduzéieren, obwuel dat fir eise Projet keng Roll spillt, de Server flitt ze kuerz an der Stratosphär, an den Hannergrond do ass net sou héich wéi op der ISS.

Zousätzlech fir Messagen ze schécken Projet Websäit, Dir kënnt un engem Concours deelhuelen a roden, wou d'Sond wäert landen. Den Haaptpräis ass eng Rees op Baikonur fir de Start vun der Sojus-MS-13 bemannter Raumschëff.

Source: will.com