[发明专利]一种皮卫星的综合测试设备

说明书

技术领域

本发明涉及皮卫星的控制和监测领域，尤其涉及一种用于皮卫星的综合测试设备。

背景技术

皮卫星是指重量在1-10Kg之间的卫星，它广泛采用MNT(Micro-Nano Technology，微纳技术)和MEMS(Micro Electronic Mechanical System，微型机电系统)等高新技术，功能密度高，技术性能强，发射方式更灵活，研制周期短，研制成本低，设计简化，体积小，费用低，降低了失败的风险。

皮卫星的综合测试设备是皮卫星测试系统中必不可少的组成部分，它用于皮卫星在有线模式下的测试。它可以完成与星务计算机的通信、皮卫星的启动与关闭、实时监测皮卫星状态并做出相应的控制等功能。在皮卫星研制过程中，需要进行大量的试验，例如物理应力试验、热应力试验、热真空试验、电性能试验等。所有的试验，都需要有综合测试设备作支撑。综合测试设备是皮卫星从研制到发射成功整个过程中不可或缺的重要设备。

发明内容

本发明提供了一种多功能小型化的皮卫星的综合测试设备，用于皮卫星的有线监测和控制。

一种皮卫星的综合测试设备，包括：监测模块、执行模块、控制模块、PC控制台，其中，所述监测模块输出端与所述控制模块的输入端连接，执行模块输入端与所述控制模块的输出端连接，控制模块的输出端与PC控制台的输入端相连接。

进一步，所述监测模块包括：7组星上温度采集单元和1组星上数据采集单元，其中，所述星上温度采集单元，用于采集皮卫星各分系统关键部件上的温度，将模拟温度信号转换为数字温度信号，输出的数字温度信号传递给控制模块进行处理；所述星上数据采集单元，用于采集皮卫星各分系统的状态信号，输出的数字状态信号同样传递给控制模块进行处理。

所述星上温度采集单元包括：6路温度传感器、1路模数转换器，其中，所述温度传感器用于将皮卫星各分系统关键部件的温度转换为模拟温度信号；所述模数转换器用于将传感器传来的模拟温度信号转换为数字温度信号，输出到控制模块；

所述星上数据采集单元包括：数据采集MCU(Micro Controller Unit微控制单元)，其中，所述数据采集MCU接收皮卫星发出的电源分系统、星务分系统、测控分系统、姿控分系统的状态信息，分时复用，按照与控制模块的协议，输出到控制模块；

进一步，所述执行模块包括：6路加热片、启动/关闭执行单元、指令转发单元构成，其中，所述加热片接收控制模块的加热控制单元的控制，经过电流发热，对皮卫星表面进行加热；所述启动/关闭执行单元接收控制模块的开/关信号，控制皮卫星的启动/关闭；所述指令转发单元接收控制模块的控制指令，并将其转发给皮卫星内部的指令执行单元；

进一步，所述控制模块包括：CPLD(Complex Programmable Logic Device复杂可编程逻辑器件)、主MCU(Micro Controller Unit微控制单元)、从MCU(Micro Controller Unit微控制单元)、加热控制单元、控制电流采样单元、板上温度采样单元。

所述监测模块输出的数字温度信号和数字状态信号，经过CPLD内部逻辑的检查后，通过UART端口(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter通用异步收发器)传输给主MCU，主MCU对温度信号和状态信号数据进行组帧，通过USB(Universal Serial Bus通用串行总线)端口发送给后端的PC控制台；

所述主MCU接收PC控制台的指令，经过解析，通过UART端口发送给CPLD，经过CPLD内部逻辑检查后，向所述执行模块发送皮卫星的启动/关闭信号；或者经过所述加热控制单元，向所述执行模块输出电流驱动加热片，对皮卫星表面进行加热；或者向所述执行模块的指令转发单元发送皮卫星控制指令；

所述控制电流采样单元，用于采样CPLD输出到执行模块中加热片的电流的值，输入到主MCU中，由主MCU进行检查；

所述从MCU可以同样完成主MCU的功能，区别仅在于仅通过UART端口与PC进行通信。从MCU作为主MCU的一个扩展，相对与主MCU来说，可以随时增加管脚或者变更管脚功能，主要用于实现硬件上的多线程任务，两片MCU完成不同的功能操作，使得综合测试设备的实时性更高；

所述主MCU和从MCU之间采用点对点的SPI(Serial Peripheral Interface串行外设接口)通讯，进行必要的数据交换。