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乐鑫 ESP32 登入太空!

中国,上海
2019年10月12日

2019 年 6 月 13 日,ATEK / MAPHEUS-8 探测火箭带着乐鑫 ESP32 芯片 发射升空!

2019 年 6 月 13 日,ATEK / MAPHEUS-8 探测火箭带着 乐鑫 ESP32 芯片 发射升空。这一次创新的研究性实验 APEX(Advanced processors, Encryption, and Security experiment),目的在于开发一种探测火箭/研究火箭上的 新型机载计算机(OBC),来替代现有的 ATmega328P 微芯片,使飞行器在太空中进行实验和测量的过程中,拥有更快速的计算能力和更强的图像采集功能,支持更高的数据采样吞吐量,处理更为复杂的项目内容。

在发射过程中,飞行试验测试了系统的运行速度,压力试验测试了其处理计算密集型任务的能力。整个过程的顺利运行表明了该实验进一步操作的可行性。APEX 使用的新组件在探测火箭试验条件下能够可靠、准确得工作,也证明了 乐鑫 ESP32 芯片 以及 国产操作系统 ESP-IDF 在性能和稳定性上非同一般的表现。这为之后 ESP32 在更多领域的应用打下了坚实的基础。

APEX 主板包括两个 ESP32 单片机和一个 Raspberry Pi Zero W RPi ,树莓派),分为两个系统来支持不同类别的任务:

  • 第一个系统配置了两个 ESP32-PICO-D4 单片机,操作系统是国产的乐鑫 ESP-IDF。主要功能是采集、处理、储存和传输集成电路中的传感器数据。
  • 第二个系统使用 Raspberry Pi Zero W,运行 BalenaOS 操作系统。功能是使用高清摄像机记录连续镜头,并记录不同服务模块信号的出现情况,可供以后分析。

APEX 系统架构

APEX 机载计算机,图片来自: Nico MaasESP32 Raspberry Pi Zero W 在右侧)

值得一提的是,乐鑫 ESP32 最显著的特点就是高度集成、性能稳定、超低功耗。它的工作温度范围达到 -40°C +125°C,可以消除外部电路的缺陷并适应外部条件的变化。这也为其顺利飞向太空、高精度完成作业提供了有利条件。

与经常使用的 ATmega328P 相比 , ESP32 的性能有了很大提高。不仅将原先的 8 bit20 MHz 的单核 CPU 提升为 32 bit 240MHz 双核 CPU,还增加了 ESP32-ULP 协处理器(无论主 CPU 是处于正常运行模式还是 Deep-sleep 模式,ULP 协处理器都可以独立运行)。除此之外,ESP32 还进行了加密扩展、使用高速的 SD 卡接口,而且支持 Wi-Fi、传统蓝牙和低功耗蓝牙(BLE)解决方案。详情见下图:

  

ESP-IDF 是乐鑫 ESP32 的物联网开发框架。该框架最初于 2016 12 月发布,时至今日,ESP-IDF 一直在持续更新优化,即将正式发布 ESP-IDF v4.0。所有的文档信息都可以在 Github 上查看,通过 编程指南 也能够快速上手。

也许在不久的未来,APEX 实验开发的 CTOSCommercial Off-The-Shelf,商用现成品或技术)机载计算机,将应用于很多场景中。例如:用作大学项目中简单的传感器载体;用于火箭内的通讯基站与可部署传感平台以及超微型卫星间的通信;或作为控制大型通用系统和实验的机载计算机。 APEX 的未来很美好,乐鑫 ESP32 也将迎来可期待的创新与挑战。

您还可以在观看 ATEK / MAPHEUS-8 探测火箭的发射视频,直观感受其优秀的计算能力和图像采集功能。视频由德国航空航天中心(DLR)提供。

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