Rīt mēs nosūtīsim mūsu serveri stratosfērā. Lidojuma laikā stratosfēras balons izplatīs internetu, uzņems un pārraidīs video un telemetrijas datus uz zemi. Vairākas reizes rakstījām, ka runāsim par mūsu projekta “Kosmosa datu centrs” tehnisko pusi (iepriekš atsaucās uz nosaukumu “"). Mēs solījām - piegādāsim! Zem griezuma ir nedaudz aparatūras gabalu un koda.
Web serveris
Pat iepriekšējā “Serveris mākoņos” projektā, kad uzkāpām pilnvērtīgā gaisa balonā ar divu cilvēku apkalpi, līdzi ņemt pilnvērtīgu serveri ar bateriju komplektu nebija, teiksim, racionāli. Un tagad runa ir par nelielu stratosfēras balonu, kuram būs jākāpj 30 km, nevis 1. Tāpēc par web serveri izvēlējāmies to pašu Raspberry Pi. Šis mikrodators ģenerēs HTML lapu un parādīs to atsevišķā displejā.
Satelīta savienojums
Papildus Raspberry uz klāja lidos modemi no Iridium un Globalstar satelītu sakaru tīkliem. Kā atceraties, mēs plānojām viņu uzņēmumam pievienot modemu vietējam Gonets tīklam, taču mums nebija laika to iepriekš saņemt, tāpēc nosūtīsim to nākamajā reisā. Izmantojot satelīta modemus, tīmekļa serveris saņems jūsu ziņojumus, kurus var nosūtīt uz . Šie ziņojumi tiks pārsūtīti uz Raspberry Pi, kas tos ievietos rindā un parādīs HTML lapā.
Svarīgs punkts: īsziņas garuma ierobežojums krievu valodā ir 58 rakstzīmes (ieskaitot atstarpes). Ja ziņojums ir garāks, pārraides laikā tas tiks pārtraukts. Tāpat no teksta tiks izgrieztas visas īpašās rakstzīmes, piemēram, /+$%&;''""<>n un tamlīdzīgi.
Tā kā Raspberry Pi ir tikai viens UART ports, mēs savienosim satelīta modemus caur starpcentru, kas apkopos datus no modemiem un nosūtīs tos uz Raspberry Pi.
Radio modems
Tīmekļa serveris displejā ne tikai parādīs visus no jums saņemtos ziņojumus, bet arī pārsūtīs tos uz Zemi, izmantojot LoRa radio modemu. Tāpēc mēs vēlamies pārbaudīt ideju par interneta izplatīšanu no stratosfēras (veltījums Google Loon projektam). Protams, mūsu stratosfēras balons nav pilnvērtīgs sakaru atkārtotājs, taču pat ja tā iespējas ir pietiekamas stabilai datu pārraidei, bez lieliem informācijas zudumiem, tad specializētās sistēmas noteikti tiks galā ar interneta izplatīšanu no pirmskosmosa.
Telemetrija
Turklāt mēs plānojam parādīt telemetrijas datus tajā pašā HTML lapā. Raspberry Pi tos paņems no atsevišķa lidojuma kontroliera.
Tas iztaujā dažādus sensorus, kurus var novietot gan aparatūras hermētiskās kastes iekšpusē, gan ārpusē, apkopo informāciju kaudzē, izķemmē un ērtā formā iedod jautātājiem. Mūsu gadījumā tas prasīs Raspberry Pi. Reģistrēsim spiedienu, augstumu virs jūras līmeņa, GPS koordinātas, vertikālo un horizontālo ātrumu un temperatūru.
Dati no lidojuma dispečera tiek pārsūtīti garās rindās, kas pēc tam, izmantojot šo kodu:
$str = 'N:647;T:10m55s;MP.Stage:0;MP.Alt:49;MP.VSpeed:0.0;MP.AvgVSpeed:0.0;Baro.Press:1007.06;Baro.Alt:50;Baro.Temp:35.93;GPS.Coord:N56d43m23s,E37d55m68s;GPS.Home:N56d43m23s,E37d55m68s;Dst:5;GPS.HSpeed:0;GPS.Course:357;GPS.Time:11h17m40s;GPS.Date:30.07.2018;DS.Temp:[fc]=33.56;Volt:5.19,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00';
parse_str(strtr($str, [
':' => '=',
';' => '&'
]), $result);
print_r($result);pārvērsties par masīvu attēlošanai ērtā formā:
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
)Mēs arī pārraidīsim telemetrijas datus uz Earth kopā ar jūsu ziņojumiem. Lai to izdarītu, starta vietā izvietosim uztveršanas staciju.
Displejs un kamera
Lai jūs varētu pārliecināties, ka serveris patiešām saņem jūsu ziņojumus, izmantojot satelīta sakarus un ka tas tiešām ir ielidojis stratosfērā un nestāv mūsu birojā, mēs nolēmām visus ziņojumus ar telemetriju parādīt displejā, ko uztvers GoPro. Projekta sagatavošanai bija maz laika (kā to vispār var būt daudz?!), tāpēc ar Aliexpress un lodāmuru neapgrūtinājām, bet paņēmām gatavu ierīci. Tas ir vairāk nekā pietiekami mūsu vajadzībām. Mēs savienosim displeju ar Raspberry, izmantojot HDMI.
Plānojam arī pārraidīt video no GoPro caur atsevišķu radio kanālu, taču vēl nav zināms, kā tas darbosies – iespējams, zemie mākoņi stipri samazinās sakaru diapazonu. Bet jebkurā gadījumā pēc tam, kad būsim atraduši nosēdušo stratosfēras balonu, mēs ievietosim video no kameras, un jūs paši varēsiet redzēt, kādus ziņojumus saņēma mūsu "pirmskosmosa datu centrs" un kādā augstumā tas uzkāpa - tiks parādīta telemetrija tajā pašā HTML lapā, turklāt būs redzama daļa no horizonta.
Uzturs
Visu iepriekš aprakstīto skaistumu darbinās litija bateriju komplekts, kas salikts saskaņā ar 3S4B shēmu - trīs virknē, četri paralēli. Kopējā jauda ir aptuveni 14 Ah pie sprieguma 12 V. Pēc mūsu aplēsēm ar to vajadzētu pietikt, bet pēc galīgās montāžas, protams, izmērīsim reālo patēriņu un nepieciešamības gadījumā pievienosim vēl akumulatorus.
Tam visam pievieno GPS bākas, kuras izmantosim, lai meklētu nosēdušos stratosfēras balonu. Un hermētiskā kaste būs servera un citu ierīču “māja”.
Tas pasargās delikāto aprīkojumu no temperatūras un spiediena izmaiņām. Tajā pašā laikā tas samazinās arī radiācijas devu, lai gan tas mūsu projektam nespēlē nekādu lomu, serveris lidos stratosfērā pārāk īsu laiku, un fons tur nav tik augsts kā ISS.
Papildus ziņojumu sūtīšanai uz , jūs varat piedalīties konkursā un uzminēt, kur zonde piezemēsies. Galvenā balva ir brauciens uz Baikonuru pilotējamā kosmosa kuģa Sojuz-MS-13 palaišanai.
Avots: www.habr.com