[發明專利]衛星太陽帆板振動監測無線通信節點系統

有效

• 申請號: 201310659210.7
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103699068B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 王軍旗;沈小龍;李侃;吳勝利
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種無線通信節點系統，特別是涉及一種衛星太陽帆板振動監測無線通信節點系統。

背景技術

有的衛星載荷多且布局在對地面，載荷安裝距離近，工作時相互干擾嚴重的可能性大。由于星上活動部件眾多，易與太陽帆板產生振動耦合，引發衛星結構平臺的振蕩，必然降低星載遙感設備的探測精度甚至可能導致其任務的失敗。在地面測試環境中，太陽帆板振動響應數據可通過有線方式傳輸；在衛星在軌空間環境中，由于太陽帆板上振動監測采集節點與星內電子設備無法使用有線通信方式，太陽帆板展開及轉動時振動響應數據無法獲取。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種衛星太陽帆板振動監測無線通信節點系統，其無線通信節點可在太陽帆板上本地采集振動傳感器數據，并通過無線方式傳輸至衛星內部，以獲取衛星入軌段太陽帆板展開及在軌段轉動時振動響應數據。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：一種衛星太陽帆板振動監測無線通信節點系統，其特征在于，其包括：

帆板采集節點采集模塊，用于加速度傳感器數據的采集；所述帆板采集節點采集模塊包括通道開關和A/D變換電路，通道開關輸入六路加速度傳感器數據，輸出一路加速度傳感器數據，其通道控制由處理器模塊編程實現，通道選擇周期決定采集頻率；A/D變換電路的位數由振動監測數據采集精度決定，對于0.1mV精度要求的加速度傳感使用十六位A/D變換電路，輸入加速度傳感器電壓輸出十六位數據；

帆板采集節點處理器模塊，用于數據組幀、工作狀態控制、能源管理；所述帆板采集節點處理器模塊包括處理器，處理器由通道開關控制碼識別傳感器通道，將六路傳感器通道數據組包，通過帆板采集節點無線通信模塊發送到控制傳輸節點，控制采集通道開關、發射機開關，處理器可監視蓄電池電壓和電流狀態，實現蓄電池充電開關的自動控制；

帆板采集節點無線通信模塊，用于數據無線收發；所述帆板采集節點無線通信模塊包括收發電路，收發電路具有SPI數據接口與處理器進行通信，通道碼速率、傳輸頻率可編程，發射通道開關可控制；

帆板采集節點能源管理模塊，用于接收處理器模塊控制信號，控制加速度傳感器供電、蓄電池充電開關、蓄電池電壓電流監視；所述帆板采集節點能源管理模塊包括能源供給模塊、能源控制模塊、太陽電池片和蓄電池組，能源供給模塊由電源通道開關組成，能源供給模塊為帆板采集節點采集模塊、帆板采集節點處理器模塊、帆板采集節點無線通信模塊、傳感器加電，其中傳感器、帆板采集節點無線通信模塊供電開關可控制；能源控制模塊監視并判斷蓄電池輸出電壓和電流，控制太陽帆板至蓄電池的通道開關，低電壓和小電流狀態蓄電池充電開關接通，高電壓和大電流狀態蓄電池充電開關斷開；太陽電池片和蓄電池中的太陽電池片為蓄電池供電或直接輸出電能至帆板采集節點各功能模塊，蓄電池進行能源存儲可滿足帆板展開前和地影期帆板采集節點正常工作的能源供給需求；

控制傳輸節點數據傳輸模塊，接收振動監測系統發送的遙控指令，控制帆板采集節點的工作模式，發送采集節點數據至振動監測系統；所述控制傳輸節點數據傳輸模塊包括指令接收模塊和數據發送模塊，指令接收模塊接收振動監測系統發送的遙控指令，對控制傳輸節點進行本地操作或發送至帆板采集節點；數據發送模塊發送帆板采集節點數據至振動監測系統。

優選地，所述帆板采集節點采集模塊、控制傳輸節點數據傳輸模塊、帆板采集節點能源管理模塊、帆板采集節點無線通信模塊都與帆板采集節點處理器模塊連接。

優選地，所述加速度傳感器數據具有多路通道開關控制，實現多路加速度傳感器數據的分時選通。

優選地，所述處理器自帶A/D進行蓄電池電壓和電流的數據采樣，低于蓄電池續航下限值則進行充電控制，高于蓄電池續航上限則將充電開關斷開。

優選地，所述能源控制模塊對蓄電池輸出電壓和電流進行電能監控，監控信號輸入到處理器A/D端，由處理器進行蓄電池電能上下限判斷和充電控制。

優選地，所述太陽電池片和蓄電池中的太陽電池片為蓄電池充電，蓄電池續航能力可滿足衛星太陽帆板展開和一個旋轉周期所需的電能需求。

優選地，所述控制傳輸節點的節點指令接收和數據發送協同工作，接收數據傳輸開始命令后向振動監測系統發送數據，接收數據傳輸停止命令后將帆板采集節點數據存儲并停止向振動監測系統發送數據。