遠(yuǎn)程天文臺(tái)電源集成控制與監(jiān)控模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)?

王川中，蘇麗穎，韓 軍，崔辰州，王顯海，樊東衛(wèi)

(1.北京工業(yè)大學(xué)，北京 100124；2.中國科學(xué)院國家天文臺(tái)，北京 100101；3.常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇常州 213164)

天文學(xué)是一門以觀測(cè)為主的學(xué)科，高質(zhì)量的觀測(cè)環(huán)境是開展天文觀測(cè)的重要前提。隨著城市現(xiàn)代化的發(fā)展，光污染、空氣污染等問題嚴(yán)重影響了天文觀測(cè)，因此天文觀測(cè)通常優(yōu)先選擇在偏遠(yuǎn)地區(qū)，遠(yuǎn)程觀測(cè)變得尤為重要。隨著計(jì)算機(jī)與自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，望遠(yuǎn)鏡程控技術(shù)得到極大提升，不僅能實(shí)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡的遠(yuǎn)程觀測(cè)控制，還能使望遠(yuǎn)鏡按照計(jì)劃進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)，甚至自主觀測(cè)等[1]。遠(yuǎn)程天文臺(tái)的歷史可以追溯到20世紀(jì)60年代，其發(fā)展可以分為4個(gè)階段，即自動(dòng)執(zhí)行望遠(yuǎn)鏡、遠(yuǎn)程操作望遠(yuǎn)鏡、程控自主天文臺(tái)以及未來由人工智能系統(tǒng)決策的程控智能天文臺(tái)[2-3]。自動(dòng)執(zhí)行望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)了按照預(yù)編制觀測(cè)流程的自動(dòng)執(zhí)行，遠(yuǎn)程操作望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)了按照觀測(cè)者的要求執(zhí)行遠(yuǎn)程觀測(cè)的功能，程控自主天文臺(tái)是當(dāng)前設(shè)計(jì)的主流，不僅能夠執(zhí)行觀測(cè)計(jì)劃與遠(yuǎn)程觀測(cè)，還需要能夠自主適應(yīng)環(huán)境的變化。

時(shí)域天文學(xué)是當(dāng)前最為活躍并快速發(fā)展的天文研究熱點(diǎn)之一，而遠(yuǎn)程天文臺(tái)憑借連續(xù)觀測(cè)、快速反應(yīng)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，極大推動(dòng)時(shí)域天文學(xué)的快速發(fā)展，并將成為重要的發(fā)展目標(biāo)。國內(nèi)外時(shí)域天文學(xué)的研究還在起步階段，各國都在開展系統(tǒng)的時(shí)域巡天觀測(cè)計(jì)劃，如ROBONET，ROTSE-III，還有國內(nèi)參與的首個(gè)程控天文臺(tái)網(wǎng)絡(luò)BOOTES，它實(shí)現(xiàn)了自主識(shí)別天氣狀況控制圓頂開合，自主選擇觀測(cè)目標(biāo)進(jìn)行科學(xué)觀測(cè)，并在伽瑪暴余輝和其它瞬變?cè)吹墓鈱W(xué)觀測(cè)研究上都有良好的應(yīng)用[4]。另外，遠(yuǎn)程天文臺(tái)在天文教育與公眾科學(xué)方面也發(fā)揮重要作用[5]，如英國的布拉德福德程控天文臺(tái)(Bradford Robotic Telescope，BRT)已完成數(shù)萬次觀測(cè)請(qǐng)求，是第1套完全用于教育目的遠(yuǎn)程天文臺(tái)，還有美國的全球望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)(Global Telescope Network，GTN)已經(jīng)走進(jìn)課堂①http：//gtn.sonoma.edu。星明天文臺(tái)始建于2007年，是由國內(nèi)天文愛好者建立的遠(yuǎn)程天文臺(tái)并向大眾開放觀測(cè)申請(qǐng)。星明天文臺(tái)與中國虛擬天文臺(tái)聯(lián)合開展了公眾超新星搜尋項(xiàng)目，是國內(nèi)首個(gè)通過業(yè)余天文數(shù)據(jù)開展全民科學(xué)的項(xiàng)目，是專業(yè)天文和業(yè)余天文進(jìn)行深度合作的成功嘗試，為公眾科學(xué)提供了一種新方式[6]。

與國外相比，我國遠(yuǎn)程天文臺(tái)的發(fā)展起步比較晚，不僅在望遠(yuǎn)鏡數(shù)量上存在極大的差距，在望遠(yuǎn)鏡程控技術(shù)上的差距更為明顯，硬件的控制管理往往是多種功能模塊的拼接，系統(tǒng)的兼容性、擴(kuò)展性和集成性相對(duì)較差，更無法遷移推廣[7]。目前，我國還沒有一個(gè)成熟的設(shè)計(jì)可以應(yīng)用到遠(yuǎn)程天文臺(tái)的建設(shè)中，這對(duì)于我國時(shí)域天文學(xué)的發(fā)展研究非常不利。遠(yuǎn)程天文臺(tái)由望遠(yuǎn)鏡、赤道儀、圓頂、計(jì)算機(jī)、氣象站、全天相機(jī)等構(gòu)成，具有多個(gè)自動(dòng)化的軟件與硬件子系統(tǒng)，它們之間通過相互協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)程控觀測(cè)的功能。中國虛擬天文臺(tái)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年的調(diào)查研究，提出并設(shè)計(jì)了一套基于嵌入式的硬件集成系統(tǒng)，作為用戶與天文臺(tái)設(shè)備間連接的橋梁(詳細(xì)請(qǐng)參考文[8])，以便于各子系統(tǒng)的集成控制和擴(kuò)展移植。該設(shè)計(jì)的推廣使用對(duì)我國遠(yuǎn)程天文臺(tái)技術(shù)的發(fā)展具有重要的推進(jìn)作用[8-9]。

設(shè)計(jì)中提出的硬件集成系統(tǒng)是用戶與天文臺(tái)連接控制的核心，包括ARM模塊連接控制望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行相關(guān)觀測(cè)、電源集成控制與監(jiān)控模塊以及輔助設(shè)備(如監(jiān)控?cái)z像、氣象站、全天相機(jī))的網(wǎng)絡(luò)連接等。電源集成控制模塊負(fù)責(zé)所有電源的監(jiān)控，是硬件集成系統(tǒng)重要的組成部分，是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，前人也做過一些設(shè)計(jì)，如采用ARM控制核心的方案[10]，實(shí)現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制以及視頻監(jiān)控功能，但仍有一定的缺陷和提升空間。首先，在網(wǎng)絡(luò)或電源中斷的情況下無法獲取設(shè)備狀態(tài)并進(jìn)行應(yīng)急控制，仍需人工維護(hù)；其次，未充分考慮觀測(cè)環(huán)境問題，適用范圍較窄，如在低溫下OV9655芯片并不能穩(wěn)定輸出視頻圖像等；最后，視頻監(jiān)控還需要人工實(shí)時(shí)參與判斷，模塊無法對(duì)本身進(jìn)行監(jiān)控并反饋狀態(tài)，系統(tǒng)的集成度較低，成本也相對(duì)較高。

本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)閉環(huán)的電源集成控制模塊，通過使用成本與功耗更低的自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器(Automatic Voltage Regulator，AVR)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)邏輯控制，所有功能模塊通過印制電路板(Printed Circuit Board，PCB)設(shè)計(jì)集成到一塊電路板上，實(shí)現(xiàn)了本地、遠(yuǎn)程以及短消息使用模式，實(shí)現(xiàn)了天文臺(tái)各設(shè)備電源的集成控制、平頂?shù)拈_關(guān)控制、各個(gè)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)以及應(yīng)急反饋與操作功能。

1 電源集成控制與監(jiān)控模塊的基本框架設(shè)計(jì)

天文臺(tái)包括多個(gè)觀測(cè)與輔助設(shè)備，電源模塊是保障整個(gè)天文臺(tái)正常運(yùn)行的重要組成部分。電源模塊最終要實(shí)現(xiàn)各設(shè)備的監(jiān)控，同時(shí)還需要能夠適應(yīng)天文臺(tái)站的特殊工作環(huán)境，并擁有可靠的穩(wěn)定性。基于此對(duì)電源模塊進(jìn)行了規(guī)劃設(shè)計(jì)，模塊由多個(gè)組件構(gòu)成，相互協(xié)調(diào)配合。模塊基本框架如圖1。

本模塊設(shè)計(jì)了3種控制方式，遠(yuǎn)程控制、本地控制與短消息控制。遠(yuǎn)程控制是最常用的控制模式，遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)將控制消息發(fā)送給本地計(jì)算機(jī)，后者將控制命令轉(zhuǎn)發(fā)給模塊的網(wǎng)絡(luò)接口，實(shí)現(xiàn)控制命令的傳遞。本地控制除接收本地計(jì)算機(jī)發(fā)送控制命令外，還提供外接按鍵實(shí)現(xiàn)天文臺(tái)平頂?shù)拈_關(guān)與暫停功能以方便本地控制。短信消息控制主要實(shí)現(xiàn)如網(wǎng)絡(luò)故障、偶然斷電等情況下的應(yīng)急操作。在出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)通知用戶，在不間斷電源(Uninterrupted Power Supply，UPS)的輔助下實(shí)現(xiàn)如望遠(yuǎn)鏡復(fù)位、平頂關(guān)閉等，實(shí)現(xiàn)方式表現(xiàn)為短消息的收發(fā)。

本模塊不僅需要實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制，還需要及時(shí)獲取設(shè)備的通斷狀態(tài)，因此通過硬件連接設(shè)計(jì)控制模塊與監(jiān)控模塊，它們各司其職以增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。設(shè)備控制模塊提供多組繼電器作為設(shè)備管理接口，用于控制如氣象站、CCD、全天相機(jī)、赤道儀等設(shè)備電源，并提供多個(gè)擴(kuò)展口用于計(jì)算機(jī)重啟等操作。平頂開關(guān)的觸發(fā)較少，但需要優(yōu)異的穩(wěn)定性，因此將其設(shè)計(jì)為一個(gè)單獨(dú)模塊。該模塊可以接收來自網(wǎng)絡(luò)、短消息以及控制按鍵的控制指令，并通過繼電器觸發(fā)平頂?shù)拈_關(guān)。全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(Global System for Mobile Communications)通訊模塊用于短消息接收和發(fā)送，一方面可以將控制命令發(fā)送給控制模塊，另一方面可以根據(jù)需求通過短消息反饋當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)給用戶。設(shè)備監(jiān)控模塊用于同步來自全球移動(dòng)通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、本地的控制命令，并通過網(wǎng)絡(luò)反饋給終端用戶以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的閉環(huán)。用戶通過發(fā)送與接收的信號(hào)可以判斷當(dāng)前設(shè)備的狀態(tài)以及模塊是否異常等。調(diào)壓模塊提供整個(gè)模塊的電源接入，通過濾波、變壓、穩(wěn)壓等步驟提供不同的電壓。

圖1 電源集成控制與監(jiān)控模塊框架Fig.1 The frame of power integrated control and monitoring module

2 電源集成控制與監(jiān)控模塊的實(shí)現(xiàn)

電源集成控制與監(jiān)控模塊作為用戶與設(shè)備間連接控制的橋梁，穩(wěn)定性十分重要，因此對(duì)常用功能模塊進(jìn)行了集成以增強(qiáng)抗干擾能力，并遵循簡(jiǎn)單可靠的原則實(shí)現(xiàn)。模塊組件之間相互協(xié)作實(shí)現(xiàn)邏輯控制、邏輯監(jiān)控、短消息收發(fā)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)等功能。為實(shí)現(xiàn)以上功能，本模塊采用嵌入式技術(shù)實(shí)現(xiàn)，所用器件采用工業(yè)級(jí)產(chǎn)品以滿足天文觀測(cè)在低溫或高溫環(huán)境下的操作。本模塊基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，采用ATmega 16作為控制芯片，該芯片是一款8位AVR控制芯片，相比51單片機(jī)具有更豐富的接口，相比ARM或STM32具有更高的性價(jià)比。采用W5500作為網(wǎng)絡(luò)接口芯片，內(nèi)部通過硬件實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧，無需網(wǎng)絡(luò)協(xié)議驅(qū)動(dòng)的開發(fā)，根據(jù)環(huán)境自動(dòng)切換10/100 Mbits網(wǎng)絡(luò)，識(shí)別軟件設(shè)置的通訊波特率。采用SIM800C作為手機(jī)短信收發(fā)芯片，采用標(biāo)準(zhǔn)的AT指令進(jìn)行操作，并可自適應(yīng)通訊波特率。

ATmega 16通過SPI協(xié)議與W5500連接，前者用于控制指令的解析與執(zhí)行，后者用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送。設(shè)備控制、平頂控制以及設(shè)備監(jiān)控模塊都采用相同的連接方式。設(shè)備監(jiān)控模塊既監(jiān)視控制模塊的發(fā)送出口，也監(jiān)視繼電器模塊的工作狀態(tài)。用戶通過發(fā)送、接收以及反饋數(shù)據(jù)的比對(duì)，可及時(shí)定位設(shè)備狀態(tài)或出現(xiàn)故障的模塊。SIM800C與ATmega 16采用UART協(xié)議通訊，分別負(fù)責(zé)短消息的發(fā)送接收以及命令的解析。這些模塊之間的通訊采用TWI協(xié)議連接，實(shí)現(xiàn)不同組件之間的數(shù)據(jù)同步。本地操作的按鍵與單片機(jī)接口連接并進(jìn)行了消抖，通過編程可以實(shí)現(xiàn)不同的控制。調(diào)壓模塊采用MIC29302芯片、ASM1117芯片與LC濾波電路為以上芯片提供5 V，4 V與3.3 V的穩(wěn)定電壓。采用雙層板設(shè)計(jì)，PCB走線與實(shí)物圖如圖2，相關(guān)參數(shù)如表1。

圖2 電源集成控制與監(jiān)控模塊PCB走線與實(shí)物示意圖Fig.2 Power integrated control and monitoring module for PCB wiring diagram and the finished product schematic diagram

表1 電源集成控制與監(jiān)控模塊相關(guān)參數(shù)Table 1 Relevant parameters of the power integrated control and monitoring module

3 電源集成控制與監(jiān)控模塊的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程觀測(cè)是遠(yuǎn)程天文臺(tái)的主要功能，觀測(cè)時(shí)往往無人值守，觀測(cè)開始到結(jié)束之間，用戶根據(jù)實(shí)際情況需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行開關(guān)操作。硬件僅提供了功能實(shí)現(xiàn)的保障，只有配合軟件驅(qū)動(dòng)才能將各個(gè)模塊功能進(jìn)行連接，構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)功能組件的邏輯控制與監(jiān)控。驅(qū)動(dòng)軟件的設(shè)計(jì)主要幫助遠(yuǎn)程用戶實(shí)現(xiàn)對(duì)天文臺(tái)各設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，并能及時(shí)獲取本地運(yùn)行狀態(tài)。具體結(jié)合本文設(shè)計(jì)，通過對(duì)ATmega 16編程實(shí)現(xiàn)本地、遠(yuǎn)程和短消息控制模式的協(xié)同，同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種控制命令的解析執(zhí)行、數(shù)據(jù)同步、中斷執(zhí)行以及監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸?shù)龋瑥亩纬梢粋€(gè)閉環(huán)的系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)流程如圖3。

圖3 電源集成控制模塊程序設(shè)計(jì)流程圖Fig.3 The programming flow diagram for the power integrated control module

首先，模塊上電，芯片進(jìn)行初始化，包括建立本地網(wǎng)絡(luò)、連接全球移動(dòng)通信系統(tǒng)通訊通道、中斷啟用、看門狗啟動(dòng)、芯片引腳初始化等，這是驅(qū)動(dòng)程序運(yùn)行以及后續(xù)功能實(shí)現(xiàn)的根本保障。初始化成功后，監(jiān)控模塊和全球移動(dòng)通信系統(tǒng)模塊對(duì)狀態(tài)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并通過網(wǎng)絡(luò)與短消息將設(shè)備狀態(tài)信息發(fā)送給用戶，以便于確定設(shè)備的正常運(yùn)行。然后，控制模塊等待網(wǎng)絡(luò)、本地或短消息的控制命令。在此期間，若無控制消息更新，監(jiān)控模塊將啟動(dòng)定時(shí)器計(jì)時(shí)，每隔一定時(shí)間通過網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)控信息發(fā)送給用戶。若控制模塊收到新的控制消息，控制模塊進(jìn)入中斷模式，同時(shí)監(jiān)控模塊計(jì)時(shí)器中斷失效，控制模塊對(duì)信息進(jìn)行解析并執(zhí)行相應(yīng)的操作。監(jiān)控模塊監(jiān)測(cè)到控制邏輯發(fā)生變化后對(duì)各模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，并將狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換后發(fā)送給用戶。處理完本次消息后，控制模塊繼續(xù)等待新的控制指令，監(jiān)控模塊重新啟動(dòng)定時(shí)器功能，進(jìn)入下一次的循環(huán)。芯片間的數(shù)據(jù)同步與監(jiān)控信息的反饋是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)閉環(huán)的關(guān)鍵。本文設(shè)計(jì)了兩種數(shù)據(jù)同步方式，即在設(shè)備狀態(tài)信息發(fā)生變化后監(jiān)控信息進(jìn)行同步并發(fā)送給用戶，在沒有狀態(tài)信息變更的狀態(tài)下固定時(shí)間內(nèi)發(fā)送一次監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。利用這兩種數(shù)據(jù)同步方式既可以幫助遠(yuǎn)端觀測(cè)者實(shí)現(xiàn)高效控制，還可以及時(shí)反饋本地不確定因素引發(fā)的系統(tǒng)故障。

本文實(shí)現(xiàn)了3種控制方式，在驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)時(shí)全部采用了中斷的方式實(shí)現(xiàn)，包括網(wǎng)絡(luò)控制命令、本地控制命令以及短消息控制命令。本地控制是天文臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)的直接操作，因此具有最高的控制優(yōu)先級(jí)。短消息命令的優(yōu)先級(jí)次之，通常在網(wǎng)絡(luò)故障或電源中斷等環(huán)境下使用，可在無人值守的情況下及時(shí)通知用戶進(jìn)行應(yīng)急控制。網(wǎng)絡(luò)控制命令的優(yōu)先級(jí)最低。模塊在驅(qū)動(dòng)程序中添加通用的信息解析和狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換功能，程序使用控制命令對(duì)照表進(jìn)行相應(yīng)的操作。信息解析是將本地、網(wǎng)絡(luò)與短消息的內(nèi)容通過預(yù)定義的對(duì)照表將其轉(zhuǎn)換成模塊可以直接執(zhí)行的二進(jìn)制指令，狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換是預(yù)定義對(duì)照表的反操作，將可執(zhí)行命令解析成用戶易于理解的內(nèi)容。

4 穩(wěn)定性測(cè)試

為方便模塊的調(diào)試與測(cè)試，使用JAVA語言開發(fā)了調(diào)試軟件，主要在軟件調(diào)試與開發(fā)中使用，控制界面如圖4。用戶通過輸入不同模塊的IP地址和端口，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與電源模塊驅(qū)動(dòng)軟件的連接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備組件的網(wǎng)絡(luò)控制與監(jiān)控，期間發(fā)送與接收的消息實(shí)時(shí)顯示在左邊文本區(qū)域。軟件測(cè)試用于長時(shí)間穩(wěn)定性測(cè)試，該功能可以在特定時(shí)長隨機(jī)產(chǎn)生一定數(shù)量的測(cè)試命令，兩組相鄰網(wǎng)絡(luò)控制命令時(shí)間間隔不小于1 s。

圖4 電源模塊調(diào)試軟件界面Fig.4 The testing software graphical interface for power module

電源模塊的穩(wěn)定性是遠(yuǎn)程天文臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行的前提，其穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在通訊鏈路長時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行。遠(yuǎn)程控制是最常用的控制方法，是測(cè)試的重點(diǎn)。系統(tǒng)接入5 V電源，將上一節(jié)中的驅(qū)動(dòng)邏輯代碼燒寫到芯片中，插入SIM卡，通過網(wǎng)線將3個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口連接到交換機(jī)，計(jì)算機(jī)啟動(dòng)電源模塊調(diào)試軟件并輸入各模塊對(duì)應(yīng)的IP和端口號(hào)，建立連接。測(cè)試中，使用該軟件設(shè)定24小時(shí)的測(cè)試時(shí)間，并在此時(shí)間內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生1 000條控制命令，通過發(fā)送數(shù)據(jù)與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的對(duì)比驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性。網(wǎng)絡(luò)控制命令發(fā)送的頻率如圖5，橫坐標(biāo)為統(tǒng)計(jì)的時(shí)間段，每兩小時(shí)作為一個(gè)統(tǒng)計(jì)段，縱坐標(biāo)是該時(shí)間段內(nèi)生成的命令次數(shù)。另外，在網(wǎng)絡(luò)正常和突發(fā)中斷的情況下分別通過短消息和按鍵觸發(fā)控制指令，查看是否可以順利執(zhí)行。經(jīng)過驗(yàn)證，在室溫條件下經(jīng)過24小時(shí)的連續(xù)測(cè)試，數(shù)據(jù)全部正確，網(wǎng)絡(luò)中斷的情況下也可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制，證明系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

圖5 系統(tǒng)穩(wěn)定性測(cè)試統(tǒng)計(jì)圖Fig.5 System stability test chart

5 總結(jié)與展望

本文通過嵌入式技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程天文臺(tái)電源模塊的集成監(jiān)控，提供了本地、遠(yuǎn)程、短消息3種操作方式，實(shí)現(xiàn)了天文臺(tái)各設(shè)備控制與監(jiān)測(cè)的閉環(huán)。本文設(shè)計(jì)的電源模塊將設(shè)備的電源控制和監(jiān)控進(jìn)行了系統(tǒng)集成，并可在網(wǎng)絡(luò)與電源中斷情況下進(jìn)行無人值守的應(yīng)急操作。設(shè)計(jì)中全部使用工業(yè)級(jí)器件，增強(qiáng)了系統(tǒng)的適用范圍。本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了電源控制系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的集成度，測(cè)試表明，該模塊具有良好的穩(wěn)定性。該模塊是遠(yuǎn)程天文系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，未來將進(jìn)一步開展研究，將該模塊的軟件接口整合到遠(yuǎn)程天文臺(tái)觀測(cè)控制系統(tǒng)中，使整個(gè)系統(tǒng)更加智能化。

致謝：本文得到中國虛擬天文臺(tái)和中國天文數(shù)據(jù)中心提供的技術(shù)支持。感謝國家天文臺(tái)-阿里云天文大數(shù)據(jù)聯(lián)合研究中心對(duì)本項(xiàng)工作的支持。