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Rabbit實現(xiàn)南極極端環(huán)境下監(jiān)控

2009-04-29
作者:Digi Internation

??? 南極是地球三極的一極,,至今尚無人類永久居住的南部大陸,。盡管這里仍未開發(fā), 但是仍有一些多個學科極端科學研究項目在冰原上進行 。

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??? 一個被稱為IceCube的超大型中微子觀察項目由威斯康星大學麥迪遜分校牽頭,。2.74億美金的項目定位于中微子監(jiān)測–中微子是放射性衰變的產(chǎn)物比原子更微小 。中微子是星際研究的最好手段,以為它沒有電荷、體積極小,,可以穿透物質(zhì)并以光速直線飛行。

??? 這個大型裝置用來檢查中微子,。IceCube項目的科學家使用稱為數(shù)字化光模塊 (DOM,,Digital Optical Module)的專門傳感器來組成世界上最大的中微子望遠鏡。來自望遠鏡的數(shù)據(jù)送到南極天文與天體研究所用于理解恒星爆炸,、γ-射線暴,、黑洞和其它星系際空間事件。檢測到的中微子數(shù)量和能量將有助于發(fā)現(xiàn)本質(zhì),,幫助我們理解暗物質(zhì)和暗能量的起源,。
??? 確保每個模塊工作正常和與主傳感器網(wǎng)絡(luò)連接正常是基本要求。為了保證傳感器工作在最佳性能,, Rabbit的RCM4200 RabbitCore?核心模塊就用于監(jiān)控連接狀態(tài),。

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??? DOM連接狀態(tài)監(jiān)控 (DCM ,DOM Connectivity Monitoring) 系統(tǒng)的首席程序員和項目經(jīng)理Timothy Murray理解裝置可靠性對于這種等級的項目成功與否的重要性。完整安裝后將部署超過4,800 DOM,。保證這些模塊適合的工作條件和確保與主電纜連接是絕對必要的,。一旦部署,這些模塊就會在該位置凍住,,從而無法恢復(fù)和維修,。為了確保每個DOM模塊工作正常,Murray在DCM中使用RCM4200 RabbitCore? 核心模塊,。
??? DCM 由一塊包含數(shù)字切換連接主電纜60個DOM的定制計算機主板組成,。 RCM4200 安裝在定制PC主板上面,控制切換和SPI A/D轉(zhuǎn)換器,。每隔5秒,,RCM4200刷新一遍網(wǎng)頁顯示所有60個DOM模塊數(shù)據(jù)并通過以太網(wǎng)連接到主站計算機。在安裝階段,,每個DOM都連接到主電纜,,系統(tǒng)的間隔發(fā)出聲音并以四秒在網(wǎng)頁上顯示虛擬圖像。DCM定制 PC主板和RCM4200固定在主電纜的卷軸上,。

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??? 在安裝過程,, 熱水不斷注入冰層的孔中,深度可達2450米,。經(jīng)過長達8小時的過程,,60個DOM模塊下降到孔中。 隨著DOM模塊的下降,,RCM4200不斷輪詢60個DOM模塊確保它們工作正常并與主干光纖安全的連接 ,。系統(tǒng)每5秒刷新一次, DOM的狀態(tài)始終顯示最新的實時值 。如果DOM功能異?;蜻B接斷開,,RCM4200將會檢查到特定的DOM 并在網(wǎng)頁上顯示。由于注入過程非常緩慢, 研究人員可以在故障DOM下降到冰層之前解決問題,。????????????????????????????????????????????????????????????
??? 'DCM的功能非常重要,,需要確保DOM連接正常,' Murray說,。他還指出RCM4200在整個過程中扮演了基礎(chǔ)的角色,。'Rabbit使我們有能力完成這些功能。沒有RCM4200, 我們沒有其它方法來保證安裝DOM過程中的可靠性,。'
??? 項目的巨大投資需要長期運行和可靠性,。就研究和安裝過程而論, 裝置失效是必須避免的。產(chǎn)品的功能和軟件使Murray和項目組能以滿足需要的99%概率來保證每個 DOM工作正常,。

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??? 'RabbitCore 的編程開發(fā)也相當順暢,。我為RabbitCore能精確控制到毫秒級別而吃驚。RabbitWeb和 Dynamic C?軟件包使我產(chǎn)生包含實時數(shù)據(jù)的網(wǎng)頁非常簡單 ,,' Murray繼續(xù)說,。
??? RCM4200的可靠性使這個項目十分完美。
??? '當我一開始研究Rabbit產(chǎn)品,,我為所有主板的處理能力而吃驚,。板載的模擬量和數(shù)字量I/O 非常突出,價格也是一個巨大的因素,。另外一個重要因素是RCM4200可以在低達-25攝氏度下工作,,' Murray說。
??? Timothy Murray和威斯康星大學麥迪遜分校項目組發(fā)現(xiàn)高性價比,、易于設(shè)計和可靠性解決方案實現(xiàn)了對DOM模塊的精確監(jiān)控,。使用Rabbit的RCM4200 RabbitCore模塊,IceCube 中微子觀察項目使極端科學研究取得了大步進展,。

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