基于嵌入式操作系统的微小卫星环境监测及数据管理研究

摘要

微小卫星是当前航天的热门研究领域，掌握微小卫星技术是世界各国综合国力的象征之一。微小卫星本身不复杂，研究把各种新技术应用于微小卫星是其中的应用热点，而总线数据传输和管理是其中相当关键的一部分。小卫星要能实现自主工作需要稳定可靠的数据处理系统，因此实现星载机稳定的数据传输和管理是本课题的研究重点。 本项目硬件部分以Intel80386EX作为中央处理器，各部件数据传输方式采用CAN总线，冗余控制作为数据采集的一部分使得总线管理系统做相应的裁决。而相应的软件控制部分则依托在嵌入式领域应用广泛的实时多任务操作系统VxWorks，它具有高度可剪裁的微内核结构、高效的多任务调度、灵活的任务间通信手段、快速灵活的I/O系统、确定的微秒级中断延迟时间等优点。利用性能优异的Intel80386EX配以业界高可靠的实时嵌入式操作系统VxWorks，以保证微小卫星在所处的空间恶劣环境下能完成正常稳定的传输任务。 文中首先对微小卫星的数据管理系统进行初步探讨和研究，然后详细论述了基于仿真机下对VxWorks相关移植，并重点研究了 VxWorks下的相应CAN总线的原理和驱动相关问题，探讨了基于嵌入式系统的数据综合管理系统及软硬件交叉调试技术。最后主要利用串口和网口结合主机进行任务模块程序的编写和功能模块调试，这些工作对最终进行微小卫星航天应用打下一定的基础。