卫星数据综合处理模块的制作方法

1.本实用新型涉及数据处理技术领域，特别涉及卫星数据综合处理模块。


背景技术：

2.商业航天是按市场化机制开展的航天活动，在新兴技术持续突破、“太空+互联网”跨界融合、新兴航天企业蓬勃发展、商业资本涌入的促动下，全球即将进入新太空时代。
3.随着航天技术的发展，微小卫星业务应用日趋成熟。对比2013年前后数据，微小卫星技术试验应用占比从55％降为20％，而对遥感、通信等领域业务应用占比由12％增长为52％。微小卫星已成为商业航天应用的重要一环。
4.借鉴工业(汽车等)领域的优秀设计生产理念，以模块化开放式的体系构架完成微小卫星的设计研制。单机产品接口及规格逐渐走向标准化，卫星系统体系构架逐渐实现模块化和开放化。以标准模块化的单机产品实现整星的功能，以开放式的构架实现整星的批量化快速集成与测试。
5.采用模块化设计，模块间的可靠、高效的通讯处理将成为卫星系统的关键模块。
6.由于商业卫星多采用工业级加多备份的方案，致使信息流的传递会出现跨模块和跨网络现象，并且信息流到达目标地址有多条路径。处理起来比较复杂。
7.为了解决以上问题，我们需要对卫星通信系统进行科学的规划和处理。因此通信协议的规则严谨和科学是整个通信系统成功的关键。
8.以太网通信可以稳定快捷的实现，跨网段，跨设备，的高速信息交换，足以满足咱们的要求，但是，由于载荷、体积等因素在本系统的实际中并未采用以太网通信，而是采用卫星中常用的can总线和1553b、rs485、rs422 总线。
9.为了能够利用现有总线解决以上问题，我们借鉴以太网链路层协议，设计我们自己的总线数据链路层协议。有了该链路层协议，我们就能准确的对数据进行处理、分发、控制等操作。
10.基于给数据链路层协议开发的数据综合管理系统可以稳定可靠高效的进行通讯协议的转发、交换。


技术实现要素：

11.本实用新型的目的在于提供卫星数据综合处理模块，以解决上述背景技术中提出的问题。
12.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
13.卫星数据综合处理模块，包括基板与集成线路板，所述集成线路板固定安装与基板的上表面，所述集成线路板上表面焊接有主cpu、静态存储器、协 cpu、can接口、rs485接口、rs422接口、1553b接口、模拟接口与io接口，所述基板的上表面外周固定安装有罩壳，所述罩壳开设有槽口，槽口形状符合can接口、rs485接口、rs422接口、1553b接口、模拟接口与io接口。
14.优选的，所述基板的下表面固定安装有散热片。
15.优选的，所述集成线路板上焊接有电源接口、人机交互接口、显示波形调制器与多路线束接口，所述罩壳通过槽口裸露电源接口与多路线束接口。
16.优选的，所述模拟接口与io接口位于同侧，所述can接口与电源接口位于同侧，所述rs485接口、rs422接口与多路线束接口位于同侧，所述多路线束接口与人机交互接口位于异侧。
17.基于所述的卫星数据综合处理模块，所述can接口、rs485接口、rs422 接口、1553b接口、模拟接口与io接口构成物理层，所述物理层基于can接口、rs485接口、rs422接口、1553b接口、模拟接口与io接口设置对应的 i/o信息协议，基于物理层内的字节传送协议之上的信息帧的互通协议构建数据链路层，所述信息帧为若干个物理层字节及相应的辅助字节构成，所述物理层采用异步字节方式设置，所述数据链路层对上传的信息实现字节对齐。
18.优选的，所述物理层的信息帧采用非时间间隔表示新的一帧的开始，从而节省协议处理等待时间，实现信息的高速传输。
19.优选的，所述数据链路层的字节对齐的方法为插帧法，其插零以确保帧头唯一的方法，插入冗余字节以保证帧头帧尾的同步，使协议具有自动纠错功能，从而可以高速处理通信时不至于协议紊乱。
20.优选的，基于所述物理层的端口与i/o信息协议，以及数据链路层的信息帧的互通协议，可以无限级联挂卫星外部载荷与部件，所述卫星外部载荷与部件需要进行i/o信息协议与信息帧的互通协议规范化。
21.优选的，所述数据链路层的信息帧的互通协议包含了传递层数与协议生存时间参数，从而使各个模块能够准确判断协议转发或者处理流程。
22.优选的，所述信息帧的处理分为内总线到载荷信息流处理与载荷到内总线信息流处理两部分；
23.内总线到载荷信息流处理的具体步骤为：
24.s101、单元内总线接口收到信息后，等待信息接收可以组成一个完整的协议帧，计算校验值，校验通过则表示协议合法；
25.s102、判断协议中的目标地址0与本身地址符合，如果符合说明是发给自己的信息，如果不符合，说明不是发给自己的信息，则丢弃不处理；
26.s103、对于发给自己的信息，根据目标地址1和端口号，将信息发往相应接口；
27.载荷到内总线信息流处理的具体步骤如下：
28.s201、单元外总线接口收到信息后，等待信息接收可以组成一个完整的协议帧，计算校验值，校验通过则表示协议合法；
29.s202、判断协议中的目标地址0与本身地址符合，如果符合说明是发给自己的信息，如果不符合，说明不是发给自己的信息，则丢弃不处理；
30.s203、对于发给自己的信息，根据目标地址1和端口号，将信息发往相应接口。
31.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
32.1)实现简单：本模块虽然设计成交换机模式，但是由于是专用模块，模块外部接口可由用户定义，所以不需要网络交换的一系列探测操作，简化开发使用流程。
33.2)高效稳定可靠：数据链路层采用可插入冗余字节的方式避免帧头帧尾与数据混
淆，从而保证高速数据传输，高速断包，而不会出现协议错乱。
34.3)可扩展性、可移植性强：本数据综合管理系统只规定了协议传输方式和交换方式，对物理层接口未做定义，在实际工程中可以用任意物理通讯方式，如can、rs232、rs485、1553b等各种协议。
附图说明
35.图1为本实用新型的结构示意图；
36.图2为本实用新型的集成线路板布局示意图；
37.图中：1、基板，2、集成线路板，3、罩壳，4、电源接口，5、can接口， 6、多路线束接口，7、rs485接口，8、rs422接口，9、模拟接口，10、io接口，11、主cpu、12、静态存储器，13、协cpu，14、散热片。
具体实施方式
38.下面将结合本实用新型实施例对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.实施例
40.卫星数据综合处理模块，包括基板1与集成线路板2，所述集成线路板2 固定安装与基板1的上表面，所述集成线路板2上表面焊接有主cpu11、静态存储器12、协cpu13、can接口5、rs485接口7、rs422接口8、1553b接口、模拟接口9与io接口10，所述基板1的上表面外周固定安装有罩壳3，所述罩壳3开设有槽口，槽口形状符合can接口5、rs485接口7、rs422接口8、 1553b接口、模拟接口9与io接口10。
41.基板1采用合金制成，集成线路板2对现有的电子元件进行集成焊接，构成完整的布局电路，并提供电路连接基础，主cpu11与协cpu13对数据进行有效的处理，而静态存储器12对数据进行存储，can接口5、rs485接口7、 rs422接口8、1553b接口、模拟接口9与io接口10采用通用的数据线路接口，方便进行外部线路的连接。
42.具体而言，所述基板1的下表面固定安装有散热片14。
43.对整个装置工作过程中产生的热量进行散热。
44.具体而言，所述集成线路板2上焊接有电源接口4、人机交互接口、显示波形调制器与多路线束接口6，所述罩壳3通过槽口裸露电源接口4与多路线束接口6。
45.电源接口4进行外部供电设备的连接，人机交互接口为装置内置程序与协议导入时的数据接口，显示波形调制器为通用模块结构，对内部的信号流进行控制。
46.具体而言，所述模拟接口9与io接口10位于同侧，所述can接口5与电源接口4位于同侧，所述rs485接口7、rs422接口8与多路线束接口6位于同侧，所述多路线束接口6与人机交互接口位于异侧。
47.基于所述的卫星数据综合处理模块，所述can接口5、rs485接口7、rs422 接口8、1553b接口、模拟接口9与io接口10构成物理层，所述物理层基于 can接口5、rs485接口7、rs422接口8、1553b接口、模拟接口9与io接口 10设置对应的i/o信息协议，基于物理层内的
字节传送协议之上的信息帧的互通协议构建数据链路层，所述信息帧为若干个物理层字节及相应的辅助字节构成，所述物理层采用异步字节方式设置，所述数据链路层对上传的信息实现字节对齐。
48.具体而言，所述物理层的信息帧采用非时间间隔表示新的一帧的开始，从而节省协议处理等待时间，实现信息的高速传输。
49.具体而言，所述数据链路层的字节对齐的方法为插帧法，其插零以确保帧头唯一的方法，插入冗余字节以保证帧头帧尾的同步，使协议具有自动纠错功能，从而可以高速处理通信时不至于协议紊乱。
50.具体而言，基于所述物理层的端口与i/o信息协议，以及数据链路层的信息帧的互通协议，可以无限级联挂卫星外部载荷与部件，所述卫星外部载荷与部件需要进行i/o信息协议与信息帧的互通协议规范化。
51.具体而言，所述数据链路层的信息帧的互通协议包含了传递层数与协议生存时间参数，从而使各个模块能够准确判断协议转发或者处理流程。
52.具体而言，所述信息帧的处理分为内总线到载荷信息流处理与载荷到内总线信息流处理两部分；
53.内总线到载荷信息流处理的具体步骤为：
54.s101、单元内总线接口收到信息后，等待信息接收可以组成一个完整的协议帧，计算校验值，校验通过则表示协议合法；
55.s102、判断协议中的目标地址0与本身地址符合，如果符合说明是发给自己的信息，如果不符合，说明不是发给自己的信息，则丢弃不处理；
56.s103、对于发给自己的信息，根据目标地址1和端口号，将信息发往相应接口；
57.载荷到内总线信息流处理的具体步骤如下：
58.s201、单元外总线接口收到信息后，等待信息接收可以组成一个完整的协议帧，计算校验值，校验通过则表示协议合法；
59.s202、判断协议中的目标地址0与本身地址符合，如果符合说明是发给自己的信息，如果不符合，说明不是发给自己的信息，则丢弃不处理；
60.s203、对于发给自己的信息，根据目标地址1和端口号，将信息发往相应接口。
61.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。