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「空間資料中心」剖析。 天價伺服器：看看引擎蓋下的狀況

「空間資料中心」剖析。 天價伺服器：看看引擎蓋下的狀況

明天我們將把我們的伺服器送入平流層。 在飛行過程中，平流層氣球將分發網路、拍攝並向地面傳輸影片和遙測資料。 我們多次寫信說我們會談論我們專案“太空資料中心”的技術方面（之前回應過名稱“雲端伺服器2.0”）。 我們承諾－我們交付！ 在剪切下有一些硬體和程式碼。

網絡服務器

即使在之前的「雲端伺服器」專案中，當我們帶著兩名機組人員乘坐一個成熟的氣球上升時，帶著一個帶有電池組件的成熟伺服器，可以說是不合理的。 現在我們談論的是一個小型平流層氣球，它必須爬升 30 公里，而不是 1 公里。因此，我們選擇相同的 Raspberry Pi 作為 Web 伺服器。 此微型計算機將產生 HTML 頁面並將其顯示在單獨的顯示器上。

衛星連線

除了 Raspberry 之外，來自 Iridium 和 Globalstar 衛星通訊網路的數據機也將搭載在船上。 你還記得嗎，我們計劃為他們公司增加一個國內Gonets網路的調製解調器，但是我們沒有時間提前收到，所以我們會在下一趟航班上發送。 透過衛星數據機，網路伺服器將接收您的訊息，該訊息可以發送到 專案頁面。 這些訊息將傳輸到 Raspberry Pi，Raspberry Pi 會將它們排隊並顯示在 HTML 頁面上。

重要提示：俄語簡訊的長度限制為 58 個字元（包括空格）。 如果訊息較長，則在傳輸過程中會被截斷。 此外，所有特殊字元都將從文字中刪除，例如， /+$%&;''""<>n 等等。

由於 Raspberry Pi 只有一個 UART 端口，因此我們將透過中間集線器連接衛星調變解調器，該集線器將從調變解調器收集資料並將其發送到 Raspberry Pi。

無線電數據機

網路伺服器不僅會在顯示器上顯示從您收到的所有訊息，還會透過 LoRa 無線電數據機將其傳輸到地球。 所以我們想測試從平流層分發網路的想法（向 Google Loon 專案致敬）。 當然，我們的平流層氣球並不是一個成熟的通訊中繼器，但即使它的能力足以進行穩定的數據傳輸，而不會造成大量信息丟失，那麼專門的系統也肯定可以應對來自前太空的互聯網分發。

遙測

此外，我們計劃在同一 HTML 頁面上顯示遙測資料。 Raspberry Pi 將從單獨的飛行控制器獲取它們。

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它詢問可以放置在硬體密封盒內部和外部的各種感測器，收集一堆信息，對其進行梳理並以方便的形式提供給詢問者。 在我們的例子中，它將要求 Raspberry Pi。 我們將記錄壓力、海拔、GPS座標、垂直和水平速度以及溫度。

來自飛行控制器的資料以長線傳輸，然後使用以下程式碼：

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

轉成數組，以方便顯示的形式：

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 
)

我們還將與您的訊息一起向地球廣播遙測數據。 為此，我們將在發射場部署一個接收站。

顯示器和攝影機

為了確保伺服器實際上是透過衛星通訊接收您的訊息，並且它實際上飛入平流層而不是站在我們的辦公室裡，我們決定在顯示器上透過遙測技術顯示所有訊息，這些訊息將由一台GoPro 。 準備專案的時間很少（怎麼可能有很多？！），所以我們沒有費心使用全球速賣通和烙鐵，而是拿了一個現成的設備。 這足以滿足我們的需求。 我們將透過 HDMI 將顯示器連接到 Raspberry。

我們還計劃透過單獨的無線電頻道播放 GoPro 的視頻，但具體如何運作仍不得而知——也許低雲會大大縮小通信範圍。 但無論如何，在我們找到著陸的平流層氣球後，我們將發布來自攝像機的視頻，您可以親眼看到我們的“前太空數據中心”收到了哪些消息以及它爬升到了什麼高度 - 將顯示遙測數據在同一個HTML頁面中，另外一塊地平線將是可見的。

Питание

上述所有美麗的事物都將由根據 3S4B 電路組裝的鋰電池組件提供動力 - 三個串聯，四個並聯。 當電壓為14V時，總容量約為12Ah。根據我們的估計，這應該足夠了，但在最終組裝之後，我們當然會測量實際消耗量，並在必要時添加更多電池。

添加到所有這些 GPS 信標中，我們將用它來搜尋著陸的平流層氣球。 密封盒將成為伺服器和其他設備的「房子」。

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它將保護精密設備免受溫度和壓力變化的影響。 同時，也會減少輻射劑量，雖然這對我們的專案沒有任何作用，但伺服器在平流層飛行的時間太短，而且那裡的背景沒有國際太空站上那麼高。

除了發送訊息至 項目網站，你可以參加比賽，猜猜看探測器將降落在哪裡。 主要獎項是前往拜科努爾發射聯盟號 MS-13 載人太空船。

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來源： www.habr.com

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