立方星套件的制作方法

本实用新型涉及教学器材领域，尤其涉及一种立方星套件。

背景技术：

航天事业是我国综合国力的象征，也是国防现代化的重要体现。中国航天事业的辉煌成就极大地鼓舞了公众对中国航天的了解兴趣和向往。《2016中国航天》白皮书中第四项第八条中提到要大力开展科普教育。

现有技术中，通过构建模拟北斗卫星导航系统及外围环境的平台，模拟演示北斗卫星的定位、导航、通信、RTK(Real-time kinematic，载波相位差分技术)等过程，模拟效果完整逼真、生动形象。但是，平台的演示过程以观看为主，缺乏互动性，观看人员不能实际操作，汲取知识的效果较差。并且，由于构建平台的成本很高，平台不具有普适性。

技术实现要素：

技术问题

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是，如何提供一种互动性强，且具有普适性的卫星教学套件。

解决方案

为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一实施例，提供了一种立方星套件，包括：

数据采集组件，获取与所述立方星套件相关联的数据，所述数据采集组件包括：

姿控组件，获取所述立方星套件的姿态数据和/或位置数据；

温度传感组件，获取所述立方星套件内部的温度数据；

摄像组件，获取所述立方星套件所处环境的多媒体数据；

通信及控制组件，根据与所述立方星套件相关联的数据和/或用户发出的演示指令产生控制所述数据采集组件的控制指令；以及

套件框架，安装所述数据采集组件和通信及控制组件。

对于上述立方星套件，在一种可能的实现方式中，所述数据采集组件和所述通信及控制组件设置在对应的电路板模块上，所述电路板模块可拆卸地安装在所述套件框架的对应位置，各所述电路板模块之间通过统一外设接口可拆卸连接。

对于上述立方星套件，在一种可能的实现方式中，根据与所述立方星套件相关联的数据产生控制所述数据采集组件运行的控制指令，包括：

在基于所述温度数据确定的所述立方星套件的内部温度大于或等于温度阈值的情况下，产生停止运行指令，以使所述立方星套件基于所述停止运行指令停止运行。

对于上述立方星套件，在一种可能的实现方式中，所述通信及控制组件，还用于获取真实卫星的当前位置数据，在根据所述当前位置数据确定所述真实卫星处于所述立方星套件的上方区域的情况下，产生过顶演示指令。

对于上述立方星套件，在一种可能的实现方式中，所述控制指令包括伸缩指令，所述立方星套件还包括：

太阳翼组件，包括太阳翼和控制器，所述控制器在接收到所述顶演示指令和/或所述伸缩指令的情况下，控制所述太阳翼伸展和/或收缩。

对于上述立方星套件，在一种可能的实现方式中，所述控制指令包括提醒指令，所述立方星套件还包括：演示提醒组件，基于所述提醒指令发出对应所述提醒指令的提醒。

对于上述立方星套件，在一种可能的实现方式中，所述数据采集组件还包括：环境测试组件，获取所述立方星套件所处环境的细颗粒物PM2.5的浓度数据。

对于上述立方星套件，在一种可能的实现方式中，所述数据采集组件还包括：湿度传感组件，获取所述立方星套件及所述立方星套件所处环境的湿度数据。

对于上述立方星套件，在一种可能的实现方式中，还包括：显示组件，为所述用户显示与所述立方星套件相关联的数据。

对于上述立方星套件，在一种可能的实现方式中，还包括：电源组件，为所述立方星套件供电。

对于上述立方星套件，在一种可能的实现方式中，所述通信及控制组件能够与终端设备进行通信，接收来自终端设备的所述演示指令和/或向终端设备发送与所述立方星套件相关联的数据。

有益效果

本实用新型所提供的立方星套件，用户可以自行组装，组装完成后进行演示操作，互动性强，可以使用户在实践中学习和掌握理论知识，科普效果大大提高，且立方星套件的加工工艺简单、成本低，具有普适性。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本实用新型的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本实用新型的原理。

图1示出根据本实用新型一实施例的立方星套件的结构图；

图2示出根据本实用新型一实施例的立方星套件的过顶演示的示意图；

图3示出根据本实用新型一实施例的立方星套件一示例性的结构图；

图4示出根据本实用新型一实施例的立方星套件一示例性的结构图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

实施例1

图1示出根据本实用新型一实施例的立方星套件的结构图，如图1所示，该立方星套件可以包括数据采集组件100、通信及控制组件200和套件框架300。

其中，数据采集组件100用于获取与立方星套件相关联的数据；通信及控制组件200用于根据与立方星套件相关联的数据和/或用户发出的演示指令产生控制数据采集组件的控制指令；套件框架300用于安装数据采集组件100和通信及控制组件200。

作为本实施例的一个示例，通信及控制组件200根据与立方星套件相关联的数据确定立方星套件的运行状态，根据运行状态发出控制指令。用户可以通过与立方星套件相关联的终端设备发出演示指令，还可以直接对通信及控制组件200进行操作发出演示指令。套件框架300可以为长方体框架，采用高强度、耐磨的材料加工制造，以保证立方星套件的可靠性，满足用户多次拆卸框架套件的使用需求。

作为本实施例的一个示例，通信及控制组件200可以是单片机、CPU、MPU、FPGA等任何能进行通信和控制的部件，通信及控制组件200可以通过专用硬件电路实现，也可以通过通用部件结合可执行逻辑指令实现，以执行通信及控制组件200的通信、控制过程。

其中，数据采集组件100可以包括姿控组件101、温度传感组件102和摄像组件103。姿控组件101用于获取立方星套件的姿态数据和/或位置数据；温度传感组件102用于获取立方星套件内部的温度数据；摄像组件103用于获取立方星套件所处环境的多媒体数据。

作为本实施例的一个示例，各组件都可以通过现有的硬件和/或软件实现。例如，姿控组件101可以通过磁敏感器和陀螺仪等装置获取立方星套件的姿态数据，并通过GPS(Global Positioning System，全球定位系统)获取立方星套件的位置数据。温度传感组件可以为温度传感器，以通过温度传感器获取立方星套件内部的温度数据，或者还可以获取立方星套件外部的温度数据。

作为本实施例的一个示例，摄像组件103可以是可旋转的摄像装置，可以拍摄照片、视频等，且摄像装置的摄像镜头可以安装在立方星套件的上表面以及四个侧面中的任一一面，也可以安装多个摄像镜头，在此不作限制。

在一种可能的实现方式中，数据采集组件100和通信及控制组件100设置在对应的电路板模块上，电路板模块可拆卸地安装在套件框架300的对应位置，各电路板模块之间通过统一外设接口可拆卸连接。

作为该实现方式的一个示例，还可以将下文中的湿度传感组件、环境测试组件和演示提醒组件等均设置在对应的电路板模块上。可以根据实际需求在一个电路板模块上设置一个或多个组件。套件框架300包括多个安装位置以及对应各安装位置的接口，安装位置可以安装对应的电路板模块，电路板模块通过其自身的外设接口与安装位置的接口连接，各安装位置之间的接口可以通过连接线连接，实现不同安装位置上的组件之间的通信。这样，采用插接的方式将电路板模块安插在套件框架中，可以降低因为用户的多次拆装造成各组件发生损坏，甚至无法正常使用运行的几率。并且，用户可以自行拆装立方星套件，增强互动性。

作为该实现方式的一个示例，套件框架300可以包括多个安装位置，各安装位置可以安装各组件所对应的电路板模块。电路板模块之间可以通过PC104(一种工业计算机总线标准)接插件进行组装，可以利用SPI串行外设接口(Serial Peripheral Interface)、I2C(I2C总线(Inter-Integrated Circuit))、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter、通用异步收发传输器)等技术实现。

在一种可能的实现方式中，根据与立方星套件相关联的数据产生控制数据采集组件运行的控制指令，包括：

在基于温度数据确定的立方星套件的内部温度大于或等于温度阈值的情况下，产生停止运行指令，以使立方星套件基于停止运行指令停止运行。

作为该实现方式的一个示例，还可以设置在基于温度数据确定的立方星套件的内部温度小于或等于最低阈值温度的情况下，产生停止运行指令，以使立方星套件基于停止运行指令停止运行。温度阈值以及最低温度阈值可以根据立方星套件的工作温度确定。例如，若立方星套件能够正常工作的温度范围为0℃～50℃，则可以将温度阈值设置为50℃，最低阈值温度设置为0℃。

在一种可能的实现方式中，通信及控制组件200，还用于获取真实卫星2的当前位置数据，在根据当前位置数据确定真实卫星2处于立方星套件1的上方区域的情况下，产生过顶演示指令。

作为该实现方式的一个示例，立方星套件中的各组件基于过顶演示指令进行真实卫星的过顶演示，模拟演示真实卫星的当前状态。还可以获取并根据真实卫星的轨迹数据确定真实卫星的运行轨迹，在根据运行轨迹确定真实卫星当前位置为立方星套件上方区域的情况下，产生过顶演示指令。

图2示出根据本实用新型一实施例的立方星套件的过顶演示的示意图，如图2所示，根据立方星套件1以及真实卫星2的当前位置，若立方星套件1与真实卫星2所在直线方向与竖直方向的夹角θ小于或等于夹角阈值，则确定真实卫星当前位置为立方星套件上方区域，发出过顶演示指令，以控制立方星套件进行过顶演示。可以根据实际需要设置夹角阈值，例如，夹角阈值可以为5°，在此不作限定。

作为该实现方式的一个示例，过顶演示指令可以包括基于真实卫星当前时刻的姿态所确定的演示姿态数据。下文中控制器402可以根据演示姿态数据控制太阳翼401的伸展或收缩，使立方星套件的姿态与真实卫星的姿态相同，达到演示目的。

图3示出根据本实用新型一实施例的立方星套件一示例性的结构图。

在一种可能的实现方式中，如图3所示，控制指令可以包括伸缩指令，立方星套件1还可以包括：太阳翼组件400，包括太阳翼401和控制器402，控制器402在接收到顶演示指令和/或伸缩指令的情况下，控制太阳翼401伸展和/或收缩。

作为该实现方式的一个示例，图3中仅示出了太阳翼401的伸展状态，太阳翼401收缩后，可以放置在立方星套件的侧面(图中未示出)。太阳翼可以包括太阳能电池板，以为立方星套件供电。本领域技术人员可以根据实际设置太阳翼的形状、展开方式、收缩方式等，在此不作限定。

在一种可能的实现方式中，立方星套件1还可以包括：为立方星套件供电的电源组件(未示出)。

在一种可能的实现方式中，如图3所示，控制指令可以包括提醒指令，立方星套件1还可以包括：演示提醒组件500，基于提醒指令发出对应该提醒指令的提醒。

作为该实现方式的一个示例，演示提醒组件500可以包括蜂鸣器、LED灯等，以实现通过灯光和/或声音等发出提醒。对于不同的提醒指令，可以发出不同的提醒。例如，对于基于用户发出的演示指令所产生的提醒指令，演示提醒组件500可以发出第一种提醒，例如，仅蜂鸣器发出声音。对于与过顶演示指令相对应的提醒指令，演示提醒组件500可以发出第二种提醒，例如，蜂鸣器发出声音的同时，LED灯闪烁。本领域技术人员可以根据实际需求设置演示提醒组件及其提醒方式，在此不作限定。

在一种可能的实现方式中，如图3所示，数据采集组件100还包括：环境测试组件104，获取立方星套件1所处环境的可吸入颗粒物的浓度数据。

作为该实现方式的一个示例，通信及控制组件200可以根据可吸入颗粒物(例如PM2.5、PM10等)的浓度数据确定立方星套件当前所处环境的空气质量，并通过显示具体数值或者发出提醒的方式告知用户当前所处环境的空气质量。

在一种可能的实现方式中，如图3所示，数据采集组件100还包括：湿度传感组件105，获取立方星套件1及立方星套件1所处环境的湿度数据。

作为该实现方式的一个示例，通信及控制组件200可以根据湿度数据确定立方星套件的湿度和立方星套件当前所处环境的湿度，并通过显示具体数值或者发出提醒的方式告知用户立方星套件及其当前所处环境的湿度。

图4示出根据本实用新型一实施例的立方星套件一示例性的结构图。

在一种可能的实现方式中，如图4所示，立方星套件1还可以包括：显示组件500，为用户显示与立方星套件相关联的数据。

作为该实现方式的一个示例，显示组件可以为显示屏，显示屏可以设置在立方星套件的侧面，以便于用户观看。显示组件可以显示与立方星套件相关联的数据，以及基于与立方星套件相关联的数据所确定的内部温度、套件立方星套件所处位置以及所拍摄的视频、照片等。显示组件600在接收到演示文件指令的情况下，为用户演示对应演示文件指令的演示文件，演示文件中包括立方星套件进行对应演示操作中立方星套件的具体状态，以及真实卫星在轨运行的运行状态。这样，使用户可以通过演示文件了解立方星套件的使用方法，加深用户对真实卫星的认识。

在一种可能的实现方式中，通信及控制组件200能够与终端设备进行通信，接收来自终端设备的演示指令和/或向终端设备发送与立方星套件1相关联的数据。

作为该实现方式的一个示例，用户可以利用终端设备对与立方星套件相关联的数据进行显示、处理、分析和记录。终端设备可以是手机、平板电脑等智能终端，用户可以通过终端设备控制立方星套件的运作。终端设备可以通过Wi-Fi(WIreless-Fidelity，无线保真)、蓝牙等无线连接方式与立方星套件连接，还可以通过连接线与立方星套件连接，在此不予限制。

需要说明的是，尽管以实施例1作为示例介绍了立方星套件如上，但本领域技术人员能够理解，本实用新型应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定各组件，只要符合本实用新型的技术方案即可。

本实用新型所提供的立方星套件，用户可以自行组装，组装完成后进行演示操作，互动性强，可以使用户在实践中学习和掌握理论知识，科普效果大大提高，且立方星套件的加工工艺简单、成本低，具有普适性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。