空间即插即用电子系统关键技术研究

发布时间：2017-10-21 10:40

  本文关键词：空间即插即用电子系统关键技术研究

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【摘要】：空间即插即用电子系统(Space Plug-and-Play Architecture,简称SPA)是快响空间的一项关键技术。传统卫星研发模式采用定制的卫星部件单机,不利于快响卫星的快速发射和部署。SPA系统利用空间即插即用技术解决了上述的问题,大大减少了快响卫星的研制成本和研发周期。本文首先对SPA系统的规范和工作原理进行了分析,提炼出支持SPA系统实现空间即插即用的4项关键技术。然后本文重点研究了即插即用接口技术、部件自描述技术以及即插即用软件技术这3项关键技术,分别对每一项关键技术的内涵和工作机理进行了详细的研究。通过对即插即用接口技术的研究,明确了SPA系统的部件发现机制、部件注册机制以及部件服务请求匹配的机制,使SPA系统具备了即插即用的接口;通过对部件自描述技术的研究,明确了SPA系统部件信息自描述的机制,令部件可以通过数据电子表单(e Xtensible Transducer Electronic Data Sheet,简称x TEDS)来描述部件的即插即用信息;而通过对即插即用软件技术的研究,明确了SPA软件中卫星数据模型(Satellite Data Model,简称SDM)实现服务自主配置的机制,使得SPA软件可以为部件的服务进行自动配置。最后本文在上述关键技术研究的基础上,完成了面向空间即插即用的接口转换模块研制,并搭建了演示验证平台,完成了演示验证平台的开发和调试。演示验证平台的验证结果显示,系统可以发现并注册新接入的部件,同时系统还可以根据部件的自描述信息自主的为部件的服务进行配置,当部件移除后系统还可以发现部件的移除并终止服务订阅关系,整个演示平台具备空间即插即用的功能。结果表明,空间即插即用电子系统的研究有利于有效的减少卫星组装、集成和测试所需要的时间和成本。
【关键词】：快响卫星 SPA 即插即用 卫星数据模型 x TEDS
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V443
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-23
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9
• 1.2 快速响应空间国内外发展现状概述9-12
• 1.3 SPA系统国内外研究现状及其分析12-19
• 1.3.1 SPA系统的提出12-14
• 1.3.2 SPA系统国外研究现状14-17
• 1.3.3 SPA系统国内研究现状17-18
• 1.3.4 SPA系统发展趋势及其分析18-19
• 1.4 论文的主要内容及研究目标19-22
• 1.4.1 本文的主要研究内容19-20
• 1.4.2 本文的研究目标20-22
• 1.5 本文结构22-23
• 第2章SPA系统分析及本文研究方案23-33
• 2.1 SPA系统规范草案简述23-24
• 2.2 SPA系统工作原理分析24-28
• 2.2.1 SPA系统组成24-26
• 2.2.2 SPA系统工作流程26-27
• 2.2.3 SPA系统核心理念27-28
• 2.3 SPA系统关键技术分析28-30
• 2.4 本文的总体研究方案30-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章SPA系统即插即用接口技术研究33-56
• 3.1 SPA系统即插即用接口技术分析33-38
• 3.1.1 SPA系统即插即用接口技术概述33-34
• 3.1.2 SPA系统即插即用物理接口34-35
• 3.1.3 SPA系统即插即用接口协议35-38
• 3.2 SPA系统即插即用接口关键技术研究38-50
• 3.2.1 部件发现机制研究38-42
• 3.2.2 部件注册机制研究42-44
• 3.2.3 部件服务请求匹配机制研究44-50
• 3.3 接口转换模块的研制50-55
• 3.3.1 接口转换模块的需求分析51-52
• 3.3.2 接口转换模块的硬件方案设计52-53
• 3.3.3 接口转换模块固件设计53-55
• 3.4 本章小结55-56
• 第4章SPA系统部件自描述及即插即用软件技术研究56-69
• 4.1 SPA系统部件自描述技术56-62
• 4.1.1 SPA系统部件自描述技术概要56-58
• 4.1.2 x TEDS自描述机制研究58-62
• 4.2 SPA系统即插即用软件技术62-66
• 4.2.1 SPA系统即插即用软件概述62-63
• 4.2.2 卫星数据模型SDM分析63-66
• 4.3 x TEDS文件解析机制研究66-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第5章 演示与验证69-86
• 5.1 验证平台的搭建69-72
• 5.1.1 验证平台的组成69-70
• 5.1.2 验证平台的工作流程70-72
• 5.2 演示验证软件开发72-76
• 5.2.1 演示验证软件的研制目的及其需求分析72-74
• 5.2.2 演示验证软件设计实现74-76
• 5.3 即插即用功能验证76-85
• 5.3.1 部件发现功能验证77-78
• 5.3.2 部件注册功能验证78-79
• 5.3.3 部件服务请求匹配功能验证79-84
• 5.3.4 部件移除检测功能验证84-85
• 5.4 调试中遇到的问题及解决办法85
• 5.5 本章小结85-86
• 结论86-88
• 参考文献88-92
• 附录92-93
• 攻读学位期间发表的学术论文93-95
• 致谢95

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 郝大功;芦小宇;卢栋;;美国即插即用卫星分析与研究[J];科技和产业;2011年09期

2 陈园;王明东;李新洪;;模块化卫星即插即用电子系统研究[J];国外电子测量技术;2013年08期

3 汪明晓;岳晓奎;马卫华;贺亮;;基于转换模块的空间即插即用综合电子系统研究[J];电子设计工程;2013年11期

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1 记者 王旭 特约记者 陈新勇 郭玉龙;[N];中国航天报;2014年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 吴限德;快速响应空间小卫星测试理论与方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

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1 鲁文帅;SpaceWire即插即用技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

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本文编号：1072930