[发明专利]一种小卫星智能无线星务系统及控制方法

说明书

本发明涉及一种小卫星智能无线星务系统及控制方法，通过引入Wifi+ZigBee的无线通信架构；采用Wifi无线网络和ZigBee无线网络联合的方式完成信息的无线传输，取代传统的有线总线，有效解决了有线网络连接方式存在电缆多、电气系统连接关系复杂的问题；采用数据分类模块、数据分析模块和数据存储模块的方式，形成以智能星务管理单元为数据中心的系统架构，可以根据自身需求提出对整星遥测数据的访问请求和分析请求，实现了星务管理系统从面向任务跨越到面向数据层面，提高了卫星数据管理和分析能力。

技术领域

本发明涉及一种小卫星智能无线星务系统及控制方法，特别是一种基于Wifi-ZigBee的小卫星智能无线星务系统及控制方法的设计。

背景技术

星务系统是小卫星信息系统的核心，负责完成卫星的综合信息处理工作。以往的星务系统采用星上网络和内嵌式下位机组成系统，系统组成如图1所示，星上网采用CAN总线作为整星实时现场总线，将星上分散的内嵌式下位机连接起来，实现星上信息交换和共享，实时地完成星上运行管理、控制和任务调度，对内嵌式下位机的运行进行管理和控制，监视全星状态，协调整星的工作，配合有效载荷实现侦察任务的各种在轨控制和参数重新设置，以实现预定的功能和任务要求。该信息管理体系结构的特点是有线连接、面向任务为主。

随着未来卫星信息化、智能化和标准化水平要求的提高，有线网络连接方式存在电缆多、电气系统连接关系复杂等问题；卫星星务系统面临的任务需求已经从面向任务跨越到面向数据层面，主要是卫星数据管理和分析能力的提高。因此，目前的小卫星星务系统已经越来越不能满足使用要求，需要设计更智能的星务系统。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于Wifi-ZigBee的小卫星智能无线星务系统，采用该设计可以有效解决电气系统连接复杂、数据管理分析能力低的问题，为小卫星建立了更加智能的信息数据管理系统，提高了小卫星的信息化、智能化和标准化水平。

本发明的技术解决方案是：

一种小卫星智能无线星务系统，外围设备包括应答机和星务测试计算机；该系统包括智能星务管理单元、数据存储模块、Wifi通信模块、ZigBee协调器和ZigBee终端；

其中，智能星务管理单元是数据管理核心和协议转换网关，包括串口数据缓存模块、星务主机模块、网关模块、数据分类模块和数据分析模块；

所述的串口数据缓存模块，对SPI串行接口数据进行缓存，包括Wifi通信模块发送的遥控数据、ZigBee协调器发送的遥测数据和数据存储模块发送的遥测存储数据；

所述的星务主机模块用于智能无线星务系统的运行管理，接收来自串口数据缓存模块传输来的遥控数据，进行数据解析处理，并将解析结果发送给网关模块、数据分析模块和数据分类模块；

所述的网关模块用于Wifi无线网络与ZigBee网络之间的连接管理和数据协议转换。接收来自串口数据缓存模块的遥控数据，将遥控数据从Wifi数据包格式转换为ZigBee数据包格式，转换后的数据通过串口数据缓存模块发送到ZigBee协调器；网关模块用于接收来自串口数据缓存模块的ZigBee终端的遥测数据，将遥测数据从ZigBee数据包格式转换为Wifi数据包格式，转换后的数据通过串口数据缓存模块发送到Wifi通信模块实现下传操作。

所述的数据分类模块用于遥测数据分类和特征提取。接收来自ZigBee协调器的遥测数据，按照要求进行数据分类和特征提取后，将分类后数据通过串口数据缓存模块发送到数据存储模块。

所述的数据分析模块用于遥测数据的提取功能和数据分析。在接收到星务主机模块命令后，通过串口数据缓存模块从数据存储模块中提取遥测存储数据，按要求进行数据分析，并将分析结果输出到星务主机模块。