พรุ่งนี้เราจะส่งเซิร์ฟเวอร์ของเราไปชั้นสตราโตสเฟียร์ ในระหว่างการบิน บอลลูนสตราโตสเฟียร์จะกระจายอินเทอร์เน็ต ถ่ายภาพและส่งข้อมูลวิดีโอและข้อมูลการวัดและส่งข้อมูลทางไกลลงสู่ภาคพื้นดิน เราเขียนหลายครั้งว่าเราจะพูดถึงด้านเทคนิคของโครงการ "ศูนย์ข้อมูลอวกาศ" ของเรา (ก่อนหน้านี้ตอบชื่อ "") เราสัญญา - เราส่งมอบ! ภายใต้การตัดจะมีฮาร์ดแวร์และโค้ดจำนวนหนึ่ง
เว็บเซิร์ฟเวอร์
แม้แต่ในโครงการ "Server in the Clouds" ก่อนหน้านี้ เมื่อเราขึ้นบอลลูนเต็มรูปแบบพร้อมกับลูกเรือสองคน การเอาเซิร์ฟเวอร์ที่มีคุณสมบัติครบถ้วนพร้อมชุดแบตเตอรี่ไปด้วยก็ถือว่าไม่สมเหตุสมผล และตอนนี้เรากำลังพูดถึงบอลลูนสตราโตสเฟียร์ขนาดเล็กซึ่งจะต้องปีนขึ้นไป 30 กม. ไม่ใช่ 1 ดังนั้นเราจึงเลือก Raspberry Pi ตัวเดียวกันเป็นเว็บเซิร์ฟเวอร์ ไมโครคอมพิวเตอร์เครื่องนี้จะสร้างหน้า HTML และแสดงบนจอแสดงผลแยกต่างหาก
การเชื่อมต่อดาวเทียม
นอกจาก Raspberry แล้ว โมเด็มจากเครือข่ายการสื่อสารผ่านดาวเทียม Iridium และ Globalstar จะบินบนเครื่องด้วย อย่างที่คุณจำได้ เราวางแผนที่จะเพิ่มโมเด็มสำหรับเครือข่าย Gonets ในประเทศให้กับบริษัทของพวกเขา แต่เราไม่มีเวลารับล่วงหน้า ดังนั้นเราจะส่งไปในเที่ยวบินถัดไป เว็บเซิร์ฟเวอร์จะได้รับข้อความของคุณผ่านโมเด็มดาวเทียมซึ่งสามารถส่งไปได้ . ข้อความเหล่านี้จะถูกส่งไปยัง Raspberry Pi ซึ่งจะจัดคิวและแสดงบนหน้า HTML
จุดสำคัญ: ขีดจำกัดความยาวของข้อความในภาษารัสเซียคือ 58 อักขระ (รวมช่องว่าง) หากข้อความยาวกว่านั้นจะถูกตัดออกระหว่างการส่งข้อมูล นอกจากนี้อักขระพิเศษทั้งหมดจะถูกตัดออกจากข้อความ เช่น /+$%&;''""<>n และสิ่งที่ชอบ
เนื่องจาก Raspberry Pi มีพอร์ต UART เพียงพอร์ตเดียว เราจะเชื่อมต่อโมเด็มดาวเทียมผ่านฮับระดับกลาง ซึ่งจะรวบรวมข้อมูลจากโมเด็มและส่งไปยัง Raspberry Pi
โมเด็มวิทยุ
เว็บเซิร์ฟเวอร์จะไม่เพียงแต่แสดงข้อความทั้งหมดที่ได้รับจากคุณบนหน้าจอเท่านั้น แต่ยังส่งข้อมูลไปยัง Earth ผ่านโมเด็มวิทยุ LoRa อีกด้วย ดังนั้นเราจึงต้องการทดสอบแนวคิดในการกระจายอินเทอร์เน็ตจากสตราโตสเฟียร์ (เป็นการยกย่องโครงการ Google Loon) แน่นอนว่าบอลลูนสตราโตสเฟียร์ของเราไม่ใช่ทวนการสื่อสารที่เต็มเปี่ยม แต่แม้ว่าความสามารถของมันจะเพียงพอสำหรับการส่งข้อมูลที่เสถียรโดยไม่สูญเสียข้อมูลจำนวนมาก ระบบพิเศษก็จะรับมือกับการกระจายอินเทอร์เน็ตจากอวกาศได้อย่างแน่นอน
มาตรทางไกล
นอกจากนี้ เราวางแผนที่จะแสดงข้อมูลการวัดและส่งข้อมูลทางไกลบนหน้า HTML เดียวกัน Raspberry Pi จะนำพวกมันมาจากตัวควบคุมการบินแยกต่างหาก
โดยจะซักถามเซ็นเซอร์ต่างๆ ที่สามารถวางได้ทั้งภายในและภายนอกกล่องฮาร์ดแวร์สุญญากาศ รวบรวมข้อมูลเป็นกอง หวี และมอบให้ในรูปแบบที่สะดวกแก่ผู้ที่ถาม ในกรณีของเรา มันจะถามถึง Raspberry Pi เราจะบันทึกความดัน ความสูง พิกัด GPS ความเร็วและอุณหภูมิในแนวตั้งและแนวนอน
ข้อมูลจากตัวควบคุมการบินจะถูกส่งเป็นเส้นยาว ซึ่งจากนั้นใช้รหัสนี้:
$str = 'N:647;T:10m55s;MP.Stage:0;MP.Alt:49;MP.VSpeed:0.0;MP.AvgVSpeed:0.0;Baro.Press:1007.06;Baro.Alt:50;Baro.Temp:35.93;GPS.Coord:N56d43m23s,E37d55m68s;GPS.Home:N56d43m23s,E37d55m68s;Dst:5;GPS.HSpeed:0;GPS.Course:357;GPS.Time:11h17m40s;GPS.Date:30.07.2018;DS.Temp:[fc]=33.56;Volt:5.19,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00';
parse_str(strtr($str, [
':' => '=',
';' => '&'
]), $result);
print_r($result);เปลี่ยนเป็นอาร์เรย์ในรูปแบบที่สะดวกต่อการแสดงผล:
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
)นอกจากนี้เรายังจะเผยแพร่ข้อมูลการวัดและส่งข้อมูลทางไกลไปยัง Earth พร้อมกับข้อความของคุณ ในการทำเช่นนี้ เราจะติดตั้งสถานีรับสัญญาณที่จุดปล่อยจรวด
จอแสดงผลและกล้อง
เพื่อให้คุณมั่นใจได้ว่าเซิร์ฟเวอร์ได้รับข้อความของคุณผ่านการสื่อสารผ่านดาวเทียมจริงๆ และเซิร์ฟเวอร์นั้นบินเข้าสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์และไม่ได้ยืนอยู่ในสำนักงานของเรา เราจึงตัดสินใจแสดงข้อความทั้งหมดด้วยระบบโทรมาตรบนจอแสดงผลที่จะบันทึกโดย โกโปร มีเวลาน้อยในการเตรียมโครงการ (จะมีได้มากได้ยังไง!) ดังนั้นเราจึงไม่ต้องกังวลกับ Aliexpress และหัวแร้ง แต่ใช้อุปกรณ์สำเร็จรูปแทน มันเกินพอสำหรับความต้องการของเรา เราจะเชื่อมต่อจอแสดงผลกับ Raspberry ผ่าน HDMI
นอกจากนี้เรายังวางแผนที่จะออกอากาศวิดีโอจาก GoPro ผ่านสถานีวิทยุแยกต่างหาก แต่ยังไม่ทราบวิธีการทำงาน - บางทีเมฆต่ำอาจลดระยะการสื่อสารลงอย่างมาก แต่ไม่ว่าในกรณีใด หลังจากที่เราพบบอลลูนสตราโตสเฟียร์ที่ตกลงสู่พื้นแล้ว เราจะโพสต์วิดีโอจากกล้องและคุณจะเห็นได้ด้วยตัวเองว่า "ศูนย์ข้อมูลก่อนอวกาศ" ของเราได้รับข้อความใดบ้างและบอลลูนไต่ระดับความสูงไปถึงระดับใด - การวัดและส่งข้อมูลทางไกลจะปรากฏขึ้น ในหน้า HTML เดียวกัน นอกจากนี้ จะเห็นส่วนของเส้นขอบฟ้าด้วย
อาหาร
ความงามทั้งหมดที่อธิบายไว้ข้างต้นจะใช้พลังงานจากชุดแบตเตอรี่ลิเธียมที่ประกอบตามวงจร 3S4B - สามชุดในซีรีส์และสี่ชุดขนานกัน ความจุรวมคือประมาณ 14 Ah ที่แรงดันไฟฟ้า 12 V ตามการประมาณการของเรา ก็น่าจะเพียงพอแล้ว แต่หลังจากการประกอบขั้นสุดท้าย แน่นอน เราจะวัดปริมาณการใช้จริง และหากจำเป็น ให้เพิ่มแบตเตอรี่เพิ่มเติม
เพิ่มบีคอน GPS ทั้งหมดนี้ซึ่งเราจะใช้เพื่อค้นหาบอลลูนสตราโตสเฟียร์ที่ตกลงไป และกล่องสุญญากาศจะเป็น "บ้าน" สำหรับเซิร์ฟเวอร์และอุปกรณ์อื่นๆ
จะช่วยปกป้องอุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อนจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความดัน ในขณะเดียวกัน ก็จะลดปริมาณรังสีด้วย แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่มีบทบาทใด ๆ สำหรับโครงการของเรา แต่เซิร์ฟเวอร์จะบินในสตราโตสเฟียร์ในช่วงเวลาสั้นเกินไปและพื้นหลังจะไม่สูงเท่ากับบน ISS
นอกจากการส่งข้อความถึง คุณสามารถเข้าร่วมการแข่งขันและเดาว่ายานสำรวจจะลงจอดที่ไหน รางวัลใหญ่คือการเดินทางไป Baikonur เพื่อปล่อยยานอวกาศ Soyuz-MS-13
ที่มา: will.com