復旦研發用“太空碎片”做天基物聯網

　　原標題：復旦研發“芯雲”智慧晶片能耗僅為手機十分之一 用“太空碎片”做天基物聯網實驗

　　長征四號丙運載火箭日前發射升空，將我國風雲三號04星（FY-3D）送入預定軌道。昨天復旦大學傳出信息，其自主研發的“芯雲”智慧晶片也隨長征四號丙運載火箭一同進入太空，並據此建成了首個末子級留軌智慧應用平臺，開展了天基物聯網實驗，至今已穩定運行超過400小時。

　　將末子級火箭變成太空實驗室

　　以往各國每一次火箭發射後，末子級火箭會隨同它的有效載荷一同進入軌道，並長期在太空中佔據寶貴的軌道資源，是目前體量最大的“太空垃圾”。這也是國際社會共同關心的一個問題。

　　能否變廢為寶，將末子級火箭變成太空實驗室？為此，由復旦大學信息科學與工程學院微納系統中心、上海智慧電子與系統研究院、復旦大學電磁波信息科學教育部重點實驗室、上海宇航系統研究所和下屬上海埃依斯航天科技有限公司等組成的研究團隊，經過兩年多聯合攻關，對常規微納衛星功能模組高度集成化與晶片化，通過硬體資源可重構和智慧化設計，使其重量降至30克以內。據團隊組長、項目總體專家、復旦大學信息科學與工程學院教授鄭立榮介紹，通過在末子級上安裝這種輕巧便攜的智慧晶片系統，團隊將原本的火箭末子級改造成極低成本的科學實驗和通信平臺。

　　此次火箭末子級載荷板採用了復旦大學自行設計的“芯雲一號”片上智慧系統晶片(SoC)。該SoC集成了感測器介面、數字採樣、高可靠處理器、多種信息加密技術、智慧電源管理技術，以及豐富的數據介面和網絡通信協議等，是一款集成度高、功能完備、自主可控的衛星SoC。值得一提的是，在重量僅1.1千克的整機上，太陽能電池板總面積48平方釐米，還沒一個巴掌大，能耗僅為手機的十分之一。這些源於研究團隊對於晶片在自主容錯、動態重構和能量自治領域的創新。團隊成員、復旦大學信息科學與工程學院微納系統中心研究員鄒卓説:“如實驗成功，系統有望進一步完善，完全擺脫備用電池，僅需幾片數個釐米大小的太陽能板就可實現能量供給。”

　　已在軌穩定運行430小時

　　充分利用末子級火箭構建智慧應用平臺，這在我國尚屬首次。復旦大學和航天八院聯合開展了低功耗天基廣域物聯網實驗，利用物聯網精準監測了火箭末子級本身的飛行軌跡，測量了周邊的空間環境以及長期在軌姿態演化規律，並對系統晶片自身功耗和平臺能源管理等進行了系列實驗和驗證。

　　“截至2017年12月4日，該系統已在軌運行430小時。運行期間，物聯網試驗節點與地面網絡通信穩定，回傳空間監控數據以及接收地面控制指令等功能運行如初、狀態良好。”團隊成員、微納系統中心副教授秦亞傑説。根據預定計劃，團隊已經完成在軌核心關鍵技術試驗與驗證，並轉入在軌長管階段。

　　隨著技術發展，利用廣域物聯網對我國偏遠地區等進行識別的需求日益迫切。然而由於受到地球曲率的影響，地面和岸基物聯網系統可覆蓋的範圍相對較小。而“芯雲”技術能夠與航空航天技術疊加，覆蓋視線外的廣大區域，可操控與伸展的範圍大大增加。