CN106547224A - 基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构 - Google Patents

基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构 Download PDF

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Abstract

一种基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构，包括：电源控制器、导航模块、测控模块、星务管理模块、配电板、母板、总线转接板和总线电缆，其中：母板作为综合电子信息的通道，包括板接插件区和电缆接插件区，电源控制器、导航模块、测控模块、星务管理主份、星务管理备份、配电板均通过接插件插入母板的板接插件区，实现相互之间的信号连接；总线电缆通过接插件插入母板电缆接插件区，与母板内部布线连接，作为母板与外部单机连接的通道，用于传输综合电子对外信号；总线转接板包括若干完全相同的总线接插件，每个总线接插件的对应触点均连通，其中一个总线接插件与母板引出的一路总线电缆连接。上述综合电子结构解决了综合电子通用性问题。

Description

基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构
技术领域
本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构。
背景技术
微纳卫星的一个发展趋势就是研制周期越来越短，研制成本越来越低，而其载荷又存在多样性，针对不同的载荷往往需要设计不同的卫星平台，导致研制周期变长，成本提高。
所以，需要设计一种通用性的卫星平台，特别是综合电子平台，以满足不同载荷的需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构，以适应不同电子连接要求。
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构，包括：电源控制器、导航模块、测控模块、星务管理模块、配电板、母板、总线转接板和总线电缆，其中：所述母板作为综合电子信息的通道，内部具有布线，用于实现综合电子总线连接，所述母板包括板接插件区和电缆接插件区，所述电源控制器、导航模块、测控模块、星务管理主份、星务管理备份、配电板均通过接插件插入母板的板接插件区，与母板内部布线连接，实现相互之间的信号连接；总线电缆通过接插件插入母板电缆接插件区，与母板内部布线连接，作为母板与外部单机连接的通道，用于传输综合电子对外信号；总线转接板包括若干完全相同的总线接插件，每个总线接插件的对应触点均连通，其中一个总线接插件与母板引出的一路总线电缆连接。
可选的，还包括综合电子扩展板，所述综合电子扩展板通过接插件插入母板的板接插件区，与母板内部布线连接。
可选的，所述电源控制器、测控模块、星务管理模块、配电板分别为整块电路单板。
可选的，所述导航模块、综合电子扩展板分别为半块电路单板。
可选的，母板为六边形，中间区域为板接插件区，电缆接插件区位于所述板接插件区两侧。
可选的，所述总线转接板的其他总线接插件用于与外部单机连接。
可选的，综合电子内部数据交互采用CAN总线的方式，并采用菊花链的连接方式。
可选的，综合电子总线采用主从方式，以星务管理模块为主节点，采用主从方式控制其他节点运行。
可选的，星务管理模块所有接口均引出至接插件。
可选的，总线转接板为单板。
本发明的优点在于，本发明提出了一种基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构，采用规范的模块设计、通用的总线、可扩展的设计思想，解决了综合电子通用性问题。
附图说明
图1为本发明实施例的基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构的示意图；
图2为整块电路单板的尺寸示意图；
图3为半块电路单板的尺寸示意图；
图4为本发明实施例的母板的布局示意图；
图5为本发明实施例的总线转接板的示意图；
图6为本发明实施例的总线转接板内部的连接关系图；
图7为本发明实施例的总线连接关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构的具体实施方式做详细说明。
请参考图1，为本发明实施例的基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构的示意图。
所述综合电子架构包括：电源控制器1、导航模块2、测控模块3、星务管理模块、配电板6、母板8、总线转接板9和总线电缆10。
所述星务管理模块包括星务管理主份4和星务管理备份5。
所述电源控制器1用于实现综合电子的供电，给各部分提供不同的电压，包括12V、-12V、5V和28V输出。
所述导航模块2用于输出卫星当前轨道数据，供星务管理模块，包括星务管理主份4和星务管理备份5使用
所述测控模块3用于接收地面上行指令和下发综合电子的数据。
星务管理模块为综合电子管理和控制的核心，作为本发明的一个实施例，所述星务管理模块包括星务管理主份4和星务管理备份5，其中星务管理备份5与星务管理主份4的功能相同，作为其备份，当星务管理主份4出现异常时，由星务管理主份4替代。
所述配电板6用于控制综合电子中各模块的开关，并提供外部单机开关。
所述母板8作为综合电子信息的通道，上面有接插件，其他部分均为插入母板形式；
所述总线转接板9作为总线的拓展，作为母板8上线路的扩展，供外部单机连接。
所述总线电缆10由母板8两端引出，为母板8与外部单机连接的通道。
作为本发明的一个实施例，所述综合电子架构还包括综合电子扩展板7，所述综合电子扩展板7可以根据外部需要，提供各种扩展功能。
以上为本发明实施例的综合电子架构的简要介绍。
以下对各部分进行具体描述。
作为本发明的一个实施例，所述电源控制器1、测控模块3、星务管理模块、配电板6分别为整块电路单板。本发明的实施例中，还包括综合电子扩展板7，所述综合电子扩展板7也可以为整块电路单板。所述综合电子扩展板7为非标配板，若无需要可移除。同时可根据需要对所述综合电子扩展板7进行功能定制，而不影响其他模块功能，由于接口变化，可能需要对母板8也进行相应调整。
请参考图2，为所述整块电路单板的尺寸示意图。
本实施例中，所述整块电路单板的尺寸为174mm×180mm，接插件为120芯和300芯两种。其中，电源控制器1、测控模块3和配电板6为120芯，星务管理主份4和星务管理备份5为300芯。
作为本发明的一个实施例，所述导航模块2和综合电子扩展板7分别为半块电路单板。
请参考图3，为所述半块电路单板的尺寸示意图。
半块电路单板均的接插件为45芯。
请参考图4，为母板8的布局示意图。
由于微纳卫星的综合电子舱4个角为铰链，占用了部分空间，为增大可用面积，所述母板8采用六边形设计，中间区域为板接插件区，电缆接插件区位于所述板接插件区两侧。
所述母板8作为综合电子信息的通道，内部具有布线，用于实现综合电子总线连接，所述电源控制器1、导航模块2、测控模块3、星务管理主份4、星务管理备份5、配电板6以及综合扩展板7均通过接插件插入母板8的板接插件区，与母板8内部布线连接，实现相互之间的信号连接。其中，星务管理模块，即星务管理主份4、星务管理备份5的所有接口均引出至接插件。
总线电缆10通过接插件插入母板8的电缆接插件区，与母板8内部布线连接，作为母板8与外部单机连接的通道，用于传输综合电子对外信号。总线电缆10的长度可以根据需要连接单机的距离确定。在母板8内部布线，实现了各板间的信号连接，同时将综合电子对外信号引出至电缆接插件。
请参考图5，为总线转接板9的示意图。
综合电子总线在综合电子舱内部可以通过母板8实现，而其存在多个对外接口，为了减少对位电缆数目，设计了总线转接板9。所述总线转接板9为70mm×80mm的单板，四周通过螺钉固定在综合电子舱结构上。
所述总线转接板9包括若干完全相同的总线接插件，作为本发明的一个实施例，所述总线转接板9为单板，包括9个总线接插件。
请参考图6，为所述总线转接板9内部的连接关系图。
每个总线接插件的对应触点均连通，具体的，本实施例中，总线接插件1至总线接插件9的第一触点均连通，第二触点均连通，以此类推。
其中一个总线接插件与母板8引出的一路总线电缆连接，其他总线接插件用于与外部单机连接。例如，由母板8引出一路总线电缆与总线接插件1连接，外部单机与总线接插件2～9连接，可以实现总线与母板8的连通。更一般的，母板8的总线电缆与任一总线接插件连接，外部单机只要与总线转接板9的其他总线接插件连接，都能保证总线连通。
请参考图7，为总线连接关系示意图。
综合电子内部数据交互采用CAN总线的方式，并采用菊花链的连接方式。
所有的节点均与一中心点连接，在电路中这一点可定义为总线上的任何一点。
本实施例中，综合电子总线采用主从方式，以星务管理模块为主节点，采用主从方式控制其他节点运行。只有主节点才可以向其他节点发送控制指令，而从节点也只向主节点发送数据。
所述CAN总线节点通过综合电子转接板9进行扩展，则从节点的数目可以再不更改母板电缆的情况下进行扩展。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构，其特征在于，包括：电源控制器、导航模块、测控模块、星务管理模块、配电板、母板、总线转接板和总线电缆，其中：
所述母板作为综合电子信息的通道，内部具有布线，用于实现综合电子总线连接，所述母板包括板接插件区和电缆接插件区，所述电源控制器、导航模块、测控模块、星务管理主份、星务管理备份、配电板均通过接插件插入母板的板接插件区，与母板内部布线连接，实现相互之间的信号连接；
总线电缆通过接插件插入母板电缆接插件区，与母板内部布线连接，作为母板与外部单机连接的通道，用于传输综合电子对外信号；
总线转接板包括若干完全相同的总线接插件，每个总线接插件的对应触点均连通，其中一个总线接插件与母板引出的一路总线电缆连接。
2.根据权利要求1所述的基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构，其特征在于，还包括综合电子扩展板，所述综合电子扩展板通过接插件插入母板的板接插件区，与母板内部布线连接。
3.根据权利要求1所述的基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构，其特征在于，所述电源控制器、测控模块、星务管理模块、配电板分别为整块电路单板。
4.根据权利要求2所述的基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构，其特征在于，所述导航模块、综合电子扩展板分别为半块电路单板。
5.根据权利要求1所述的基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构，其特征在于，母板为六边形，中间区域为板接插件区，电缆接插件区位于所述板接插件区两侧。
6.根据权利要求1所述的基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构，其特征在于，所述总线转接板的其他总线接插件用于与外部单机连接。
7.根据权利要求1所述的基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构，其特征在于，综合电子内部数据交互采用CAN总线的方式，并采用菊花链的连接方式。
8.根据权利要求1所述的基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构，其特征在于，综合电子总线采用主从方式，以星务管理模块为主节点，采用主从方式控制其他节点运行。
9.根据权利要求1所述的基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构，其特征在于，星务管理模块所有接口均引出至接插件。
10.根据权利要求1所述的基于总线的通用型微纳卫星综合电子架构，其特征在于，总线转接板为单板。
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