教学仿真卫星通信分系统技术方案

本实用新型专利技术公开了教学仿真卫星通信分系统，包括WIFI模块、摄像头模块、存储模块、控制器和指令信号处理电路，通过搭载WIFI模块建立控制器和智能设备之间的通信来模拟真实卫星与地面之间信息传输，当智能设备与WIFI模块之间信号传送距离较远时，指令信号会存在大量衰减，同时还会因指令集中指令信号过多影响信号传输效率，甚至出现错误输出的现象，导致信息传输失败，因此设计指令信号处理电路来对WIFI模块输出的指令信号进行处理，使指令信号可以稳定、快速且无差错地到达控制器，实现信息数据快速无误传输，极大程度上模拟了真实卫星与地面之间信息传输的过程，帮助学生了解真实卫星测控分系统的工作原理，达到了很好的教学目的。

【技术实现步骤摘要】
教学仿真卫星通信分系统
本技术涉及教学仿真卫星
，特别是涉及教学仿真卫星通信分系统。
技术介绍
人造卫星的出现极大程度上改善了人们的生活，使人们的生活更加方便，目前，在中小学的实际教学中，学生无法接触到卫星实物或者类似替代物，导致学生很难去接触卫星相关专业知识。真实卫星的测控分系统是遥测、遥控跟踪测轨分系统的总称，用于实现地面对卫星的控制和对卫星工作的监视，目前急需一种对真实卫星测控分系统进行模拟的教学仿真通信分系统，帮助学生了解真实卫星测控分系统的工作原理，以达到教学目的。模拟过程中的指令信号会因传输距离较远而大量衰减，同时还会因指令信号过多影响信号传输效率，甚至出现错误输出的现象，导致信息传输失败，这也是一个待解决的问题。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本技术之目的在于提供教学仿真卫星通信分系统。其解决的技术方案是，教学仿真卫星通信分系统，包括WIFI模块、摄像头模块、存储模块、控制器和指令信号处理电路；所述摄像头模块与控制器的第一串口连接，用于采集图像信息，并保存到存储模块中；所述存储模块与控制器的第二串口连接，所述存储模块还用于存储星务分系统的数据信息；所述WIFI模块与智能设备无线连接，并通过所述指令信号处理电路与控制器的指令信号接收端连接；所述控制器用于接收所述智能设备发送的指令，并将相应的数据信息发送给所述智能设备；所述指令信号处理电路包括滤波电路、双通道比较电路和放大稳压电路，滤波电路的输入端与WIFI模块的指令信号输出端连接，滤波电路的输出端与双通道比较电路的输入端连接，双通道比较电路的输出端与放大稳压电路的输入端连接，放大稳压电路的输出端与所述控制器的指令信号接收端连接。优选的，所述滤波电路包括电感L1，电感L1的一端与所述WIFI模块的指令信号输出端连接，电感L1的另一端与电容C1的一端和电阻R1的一端连接，电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端与电容C2的一端和双通道比较电路的输入端连接，电容C2的另一端接地。优选的，所述双通道比较电路包括运放器A1、A2，运放器A1的反相输入端和运放器A2的同相输入端共同接收所述滤波电路的输出信号，运放器A1的同相输入端与电阻R2的一端和滑动变阻器RL1的端口1连接，电阻R2的另一端与+5V电源连接，运放器A2的反相输入端与滑动变阻器RL1的端口2、端口3和电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接地，运放器A1、A2的输出端与放大稳压电路的输入端连接。优选的，所述放大稳压电路包括三极管VT1、VT2，三极管VT1、VT2的基极通过电阻R4接收双通道比较电路的输出信号，三极管VT1的发射极与三极管VT2的发射极连接，三极管VT1的集电极通过电阻R5与+12V电源连接，三极管VT2的集电极接地，三极管VT1、VT2的发射极与稳压二极管DZ1的阳极和电容C3的一端连接，电容C3的另一端与控制器的指令信号接收端连接。通过以上技术方案，本技术的有益效果为:1.通过搭载WIFI模块建立控制器和智能设备之间的通信，极大程度上模拟了真实卫星与地面之间信息传输的过程，帮助学生了解真实卫星测控分系统的工作原理，达到了很好的教学目的；2.滤波电路中采用LC滤波器和RC滤波器对WIFI模块输出的指令信号进行精确滤波，降低智能设备发送的指令集在远距离传输过程中杂波影响，提高指令信号的精确度；3.双通道比较电路中运放器A1的反相输入端和运放器A2的同相输入端共同接收滤波电路的输出信号，形成双通道比较电路，对指令信号频率进行快速稳定，降低指令信号在传输过程中的错误率；调节滑动变阻器RL1的阻值可改变双通道比较电路的频率调节范围，为实际调节提供方便；4.针对智能设备发送的指令集在远距离传输过程中存在大量衰减，设计放大稳压电路对双通道比较电路的输出信号进行放大，三极管VT1、VT2组成互补对称放大电路将指令信号进行放大，稳压二极管DZ1对放大后的信号稳压，提高指令信号幅值的稳定性。附图说明图1为本技术教学仿真卫星通信分系统与智能设备和星务分系统的模块图。图2为本技术教学仿真卫星通信分系统的指令信号处理电路模块图。图3为本技术教学仿真卫星通信分系统的指令信号处理电路原理图。具体实施方式有关本技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。下面将参照附图描述本技术的各示例性的实施例。教学仿真卫星通信分系统，包括WIFI模块、摄像头模块、存储模块、控制器和指令信号处理电路。控制器选用型号为ATMEGA2560的单片机，所述单片机的第一串口用于接收摄像头模块采集的图像信息，所述单片机还用于接收星务分系统的数据信息，并将摄像头模块的图像数据和星务分系统的数据通过第二串口存储到存储模块中。为了模拟真实卫星与地面之间信息传输，通过搭载WIFI模块建立控制器和智能设备之间的通信，WIFI模块选用型号为ESP8266的芯片，WIFI模块与智能设备通过建立TCP协议无线连接，所述智能设备可以是智能手机、平板等。智能设备通过发送指令集给控制器以控制教学仿真卫星系统工作，并获取相应的数据信息。智能设备需要先将指令信号无线发送给WIFI模块，再由WIFI模块将指令信号传输给控制器，当智能设备与WIFI模块之间信号传送距离较远时，指令信号会存在大量衰减，同时还会因指令集中指令信号过多影响信号传输效率，甚至出现错误输出的现象，导致信息传输失败，因此设计指令信号处理电路来对WIFI模块输出的指令信号进行处理。指令信号处理电路的输入端口与WIFI模块的指令信号输出端连接，指令信号处理电路的输出端口与控制器的指令信号接收端连接，其中，指令信号处理电路包括滤波电路、双通道比较电路和放大稳压电路。滤波电路的输入端与WIFI模块的指令信号输出端连接，滤波电路中电感L1和电容C1组成LC滤波器接收WIFI模块输出的指令信号，对指令信号进行精确滤波，LC滤波后的信号由电阻R1和电容C2组成的RC滤波器进行低通滤波，从而消除指令信号在远距离传输过程中杂波影响，提高指令信号的精确度。双通道比较电路的输入端与滤波电路的输出端连接，双通道比较电路中运放器A1的反相输入端和运放器A2的同相输入端共同接收滤波电路的输出信号，形成双通道比较电路，运放器A1、A2选用高集成度的AD9852高速芯片，对指令信号频率进行快速稳定，双通道频率调节降低了指令信号在传输过程中的错误率，同时提高指令信号的处理效率，运放器A1的同相输入端与电阻R2的一端和滑动变阻器RL1的端口1连接，电阻R2的另一端与+5V电源连接，运放器A2的反相输入端与滑动变阻器RL1的端口2、端口3和电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接地，其中，调节滑动变阻器RL1的阻值可改变双通道比较电路的频率调节范围，为实际调节提供方便，运放器A1、A2的输出端与放大稳压电路的输入端连接。针对智能设备发送的指令集在远距离传输过程中存在大量衰减，设计放大稳压电路对双通道比较电路的输出信号进行放大，三极管VT1、VT2的基极通过电阻R4接收双通道比较电路的输出信号，三极管VT1的发射极与三极管VT2的发射极连接，三极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.教学仿真卫星通信分系统，其特征在于：包括WIFI模块、摄像头模块、存储模块、控制器和指令信号处理电路；所述摄像头模块与控制器的第一串口连接，用于采集图像信息，并保存到存储模块中；所述存储模块与控制器的第二串口连接，所述存储模块还用于存储星务分系统的数据信息；所述WIFI模块与智能设备无线连接，并通过所述指令信号处理电路与控制器的指令信号接收端连接；所述控制器用于接收所述智能设备发送的指令，并将相应的数据信息发送给所述智能设备；所述指令信号处理电路包括滤波电路、双通道比较电路和放大稳压电路，滤波电路的输入端与WIFI模块的指令信号输出端连接，滤波电路的输出端与双通道比较电路的输入端连接，双通道比较电路的输出端与放大稳压电路的输入端连接，放大稳压电路的输出端与所述控制器的指令信号接收端连接。

【技术特征摘要】
1.教学仿真卫星通信分系统，其特征在于：包括WIFI模块、摄像头模块、存储模块、控制器和指令信号处理电路；所述摄像头模块与控制器的第一串口连接，用于采集图像信息，并保存到存储模块中；所述存储模块与控制器的第二串口连接，所述存储模块还用于存储星务分系统的数据信息；所述WIFI模块与智能设备无线连接，并通过所述指令信号处理电路与控制器的指令信号接收端连接；所述控制器用于接收所述智能设备发送的指令，并将相应的数据信息发送给所述智能设备；所述指令信号处理电路包括滤波电路、双通道比较电路和放大稳压电路，滤波电路的输入端与WIFI模块的指令信号输出端连接，滤波电路的输出端与双通道比较电路的输入端连接，双通道比较电路的输出端与放大稳压电路的输入端连接，放大稳压电路的输出端与所述控制器的指令信号接收端连接。2.如权利要求1所述教学仿真卫星通信分系统，其特征在于：所述滤波电路包括电感L1，电感L1的一端与所述WIFI模块的指令信号输出端连接，电感L1的另一端与电容C1的一端和电阻R1的一端连接，电容C1的另一端接地，电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学华，王亚飞，张政，杨尚文，张力焕，李锐，林鸿杰，刘磊，车环宇，谭力，王柯超，
申请(专利权)人：航天创客北京科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11