一種星載智能傳感器接口設備及其通信方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種星載智能傳感器接口設備及其通信方法，特別涉及一種如何實現星載計算機對載荷設備(如星敏感器、陀螺、飛輪等)進行智能識別和控制的星載智能傳感器接口設備及其具體通訊的方法。
【背景技術】
[0002]隨著空間技術的發展，人類活動越來越依賴于各種衛星。面對突發事件，能否快速部署低成本衛星，以滿足應急需求，已成空間系統能力的一個重要指標。然而由于空間系統缺乏必要的靈活性和軌道機動能力，快速響應能力有限，無法對空間系統進行及時的補充，衛星的制造成本和周期也在很大程度上制約了向太空發射載荷的質量和數量。因此對衛星技術模塊化、易更換性、可擴展性的要求，構建低成本且具備快速響應能力的衛星平臺的需求越來越強烈。
[0003]針對這一情況，有必要設計一種智能傳感器接口設備，實現星載計算機與載荷設備的智能通信功能，為小衛星的快速研發、組裝應用和載荷更換等應用提供基礎。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是如何克服現有技術的上述缺陷，提供一種星載智能傳感器接口設備及其通信方法。
[0005]為解決上述技術問題，本星載智能傳感器接口設備連接于星載計算機與載荷設備之間，實現所述星載計算機與不同類別及型號的所述載荷設備間的通信，本星載智能傳感器接口設備包括中央處理模塊、設備接口模塊和通信總線，設備接口模塊和通信總線均連接于中央處理模塊上，其中設備接口模塊與所述載荷設備相連接，CAN通信模塊通過CAN總線與所述星載計算機相連接。
[0006]進一步的，本星載智能傳感器接口設備所述通信總線包括CAN通信模塊和CAN總線，其中CAN通信模塊連接在所述中央處理模塊上，CAN總線連接所述CAN通信模塊與星載計算機。
[0007]進一步的，本星載智能傳感器接口設備還包括復位模塊、實時時鐘模塊、電源管理模塊和JTAG調試接口，所述復位模塊、實時時鐘模塊、電源管理模塊和JTAG調試接口均與所述中央處理模塊相連接。
[0008]進一步的，本星載智能傳感器接口設備所述電源管理模塊連接有+5V電源，所述JTAG調試接口連接調試設備。
[0009]進一步的，本星載智能傳感器接口設備所述中央處理模塊包括中央處理芯片和儲存器，其中所述中央處理芯片內設有CAN控制器。
[0010]進一步的，本星載智能傳感器接口設備所述CAN通信模塊內設有CAN收發器。
[0011]如此設計，中央處理控制模塊通過中央處理器芯片內部CAN控制器與CAN通信模塊的CAN收發器連接，用于接收和反饋星載計算機控制命令;JTAG調試接口及調試設備用于調試和燒寫智能傳感器接口設備程序;載荷設備接口模塊用于實現中央處理控制模塊與載荷設備的通信控制。中央處理芯片采用ATMEL公司的32位微控制器，型號為AT91SAM3X8C，AT91SAM3X8C單片機內置CAN控制器;CAN通信模塊中采用CTM8251芯片，CTM8251是一款帶隔離的通用CAN收發器芯片，它將CAN控制器的邏輯電平轉換為CAN總線的差動電平，實現智能傳感器接口設備與星載計算機間通信。
[0012]本星載智能傳感器接口設備的通信方法包括以下步驟，
[0013]步驟1):將上述星載智能傳感器與在和設備相連接，在星載智能傳感器接口設備中燒入通信控制程序，寫入載荷設備的類型、ID編號和電子數據表格；
[0014]步驟2):將連接有載荷設備的星載智能傳感器接口設備，與星載計算機通過CAN總線連接；
[0015]步驟3):星載智能傳感器接口設備檢測載荷設備是否處于正常工作狀態，確認設備正常工作后，然后向星載計算機發送握手請求信號；
[0016]步驟4):雙方握手通信成功后，星載智能傳感器接口設備向星載計算機發送載荷設備的基于XML格式的電子數據表格；
[0017]步驟5):星載計算機通過電子數據表格獲取載荷設備的描述信息，完成對載荷設備的識別；
[0018]步驟6):星載計算機根據載荷設備功能列表，向星載智能傳感器接口設備發送控制命令，星載智能傳感器接口設備將星載計算機的控制指令轉發給載荷設備;載荷設備回復給星載智能傳感器接口設備指令是否執行成功信息，星載智能傳感器接口設備將指令執行消信息轉發給星載計算機，自動完成對載荷設備控制。
[0019]作為優化，步驟3)中，當星載智能傳感器接口設備監測到載荷設備故障或被移除時，星載智能傳感器接口設備會向星載計算機發送設備訪問超時信息。
[0020]作為優化，步驟4)中所述的電子數據表格信息，包括載荷設備類型、ID、功能列表、廠家、接口類型等信息。
[0021]與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果:
[0022]1、本發明通過設置載荷的電子表格數據，將設備、設備類別、設備型號、設備控制功能等信息，發送給星載計算機，實現了星載計算機對不同類型載荷設備設備的識別問題；
[0023]2、星載計算機無需關心載荷設備的底層通信控制協議，只要根據電子數據表格列出的載荷設備功能，調用功能相關的API，即可實現與載荷設備的通信控制。
[0024]本發明一種星載智能傳感器接口設備及其通信方法，將基于XML格式的電子數據表格存儲于本星載智能傳感器接口設備中，通過衛星總線通信，實現星載計算機對載荷設備的自動識別；將載荷的通信控制程序集成在星載智能傳感器接口設備中，星載計算機可依據電子數據表格對載荷的功能描述，實現對載荷設備的控制功能，有效解決了不同類型星上載荷的可更換性問題，為縮短快速響應衛星的設計研發周期提供了有力支持。
【附圖說明】
[0025]下面結合附圖對本發明一種星載智能傳感器接口設備及其通信方法作進一步說明:
[0026]圖1是本星載智能傳感器接口設備的結構線框圖；
[0027]圖2為本星載智能傳感器接口設備通訊方法的通訊流程圖。
[0028]圖中:1_中央處理模塊、2-復位模塊、3-CAN通信模塊、4-實時時鐘模塊、5-電源管理模塊、6-設備接口模塊、7-JTAG調試接口。
【具體實施方式】
[0029]如圖1、2所示，本星載智能傳感器接口設備連接于星載計算機與載荷設備之間，實現所述星載計算機與不同類別及型號的所述載荷設備間的通信，本星載智能傳感器接口設備包括中央處理模塊1、設備接口模塊6和通信總線，設備接口模塊6和通信總線均連接于中央處理模塊上，其中設備接口模塊6與所述載荷設備相連接，CAN通信模塊通過CAN總線與所述星載計算機相連接。所述通信總線包括CAN通信模塊3和CAN總線，其中CAN通信模塊3連接在所述中央處理模塊1上，CAN總線連接所述CAN通信模塊3與星載計算機。本星載智能傳感器接口設備還包括復位模塊2、實時時鐘模塊4、電源管理模塊5和JTAG調試接口 7，所述復位模塊2、實時時鐘模塊4、電源管理模塊5和JTAG調試接口 7均與所述中央處理模塊1相