基于Hadoop技术的加速器大数据安全存储与高效分析系统设计

为了解决当前加速器控制系统在数据管理方面所面临的海量数据安全存储和高效分析处理的问题,在现有的基础上引入了Hadoop大数据框架,并结合大数据其他相关组件,构建一个分布式数据仓库系统。文章详细阐述了数据仓库的搭建过程,包括软硬件架构以及将数据从现有数据库抽取、转换和加载到数据仓库的方案。特别是针对系统归档数据的存储和分析需求,根据实际应用场景设计一个基于HBase的存储解决方案。在系统部署完成后,进行了吞吐量测试,并与当前使用的传统数据库进行性能对比。测试结果显示,基于Hadoop的数据仓库系统在海量数据存储、高性能查询以及数据分析处理方面都表现出明显的优势。这一改进为加速器控制系统提供了更强大的数据管理和处理能力,有望为加速器在未来的发展提供更多可能性。

ADS注入器Ⅱ控制系统软件平台设计

加速器驱动的次临界系统(ADS)的强流质子加速器(ADS注入器Ⅱ)主要用于产生连续强流质子束,其控制系统需实现对现场加速器设备的远程参数调节和状态监测。整个控制系统基于分布式控制软件实验物理与工业控制系统(EPICS)架构设计。为实现各子系统软件开发平台之间的数据共享和信息通信,基于EPICS软件架构,采用共享内存、通道访问接口软件、CA Lab等多种方法实现各系统间的数据透明访问,提高了上层控制软件的远程诊断和集成控制能力。结果表明:整个软件平台运行可靠、稳定,完全满足目前注入器Ⅱ的调束和运行要求。

基于MSP430F149单片机的真空远程控制系统

介绍了通过RS485总线和Intranet网络来实现对远程真空系统控制模块VAC400的控制和监测,并给出软件的C程序实现和部分硬件功能模块的程序流程图。系统控制模块VAC400采用TI公司的MSP430F149混合信号处理器,具有超低功耗的高集成度等优点。利用它构建的控制网络功能强大、结构简单、可靠性高、抗干扰能力强、一般不需扩展外围器件。系统适合对现场设备的远距离监测与控制。

基于MSP430单片机的远程束流诊断系统编程

通过RS-485总线和Intranet网络,来实现对束流的远程测量与控制,并给出软件的C程序实现和部分硬件功能模块的程序流程图。系统功能模块VAC401采用TI公司的MSP430F169混合信号处理器,具有超低功耗和高集成度等优点。利用它构建的控制网络功能强大,结构简单,可靠性高,抗干扰能力强,一般不需扩展外围器件。本束流诊断系统能够完成对加速器中束流的远距离测量与控制。

基于DSP的磁场电源控制器软件设计

为了使兰州重离子加速器冷却储存环的磁场电源控制器及时更新输出的波形数据,以TI公司的TM320C6713芯片为中央处理器,结合FPGA逻辑编程,采用双FIFO数据缓存机制和Aitken插值算法,编写并优化了磁场电源控制器软件系统。利用数据驱动模式的编程方式提高了系统的执行效率和可维护性。同时通过对更新的波形数据做Aitken插值运算,使其大小减少为原始数据的1/1024,提高了数据的传输和存储效率。经现场测试,本软件系统运行稳定可行,达到设计要求。

ADS注入器Ⅱ真空控制系统设计

ADS注入器Ⅱ真空控制系统是基于分布式实时控制软件EPICS架构设计的。采用基于数据流设备的通信驱动模块StreamDevice、CSS和JDBC等技术,实现对现场真空设备的远程网络监控和设备状态历史数据查询。对EPICS设备层控制接口采用IOC驱动模块StreamDevice实现,可满足真空计、离子泵、PLC等加速器装置中常用的串口,及以太网口智能设备的网络监控。整个控制系统实现了对加速器真空设备的远程采集、监测和真空阀门的联锁控制,保证束流的稳定运行。

注入器Ⅱ离子源控制系统设计

为实现离子源设备的远程监控、束流强度可调和当设备发生异常时的快速切束控制,采用PLC、串口服务器和自制FPGA控制板卡设计了基于EPICS架构的离子源控制系统。同时,改进了原有PLC和电机系统的EPICS IOC程序。整套系统工作可靠、稳定,完全满足注入器Ⅱ系统的调试运行需求。快速切束时间小于10μs,完全切束动作在60s内完成。

基于现场可编程门阵列的束流快引出控制系统设计

为实现兰州重离子冷却储存环主环束流的快引出,采用一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的引出控制系统。在FPGA单元设计中,采用数字倍频技术来实现对Kicker磁铁在1个高频周期内充放电时间的精度控制。经测试,该控制系统对存储环中运行束流位置的跟踪可调节时间步长为5 ns。当高频频率为1.4 MHz时,在0～360°范围内可实现约2.5°相位精度的Kicker触发。

Kicker磁铁电源控制系统设计

兰州重离子加速器冷却储存环包含多个注入和引出环节,其中较为关键的是CSRm的引出和CSRe的注入系统,其时间控制精度直接影响束流的注入引出效率。本文采用先进的ARM+FPGA技术实现对踢轨电源系统的精确控制,其时间控制精度达ns量级。ARM主要实现控制数据的下载与上传,踢轨系统的控制时序主要通过FPGA编程完成。远程时序控制信号均通过光纤传输,同时对踢轨电源的电压给定采用数字电位器技术实现,给定精度达0.1%。

嵌入式电源控制器设计

为实现对现场设备的远程监测,采用内嵌RTOS(Nut/OS)和TCP/lP协议的嵌入式电源控制器。自行设计部分软、硬件,通过以太网编程实现系统的远程控制。

兰州重离子加速器冷却储存环中磁场电源控制系统设计

为实现对兰州重离子加速器冷却储存环中磁场电源控制系统物理实验装置的远程监控和访问，采用32位内核芯片技术结合CPLD逻辑时序编程来设计eVME并行总线系统。同时采用ARM网络控制板与数据处理DSP板相结合的控制结构，实现对磁场电源系统在离子加速过程中的同步控制。设计出的系统能稳定地实现数据的快速获取与给定。

并行设备总线嵌入式控制系统设计

为了对物理实验装置的远程监控和访问,将采用32位内核芯片技术结合CPLD逻辑时序编程来设计3U VME设备总线系统。S3C4510B是三星公司针对网络应用而设计的CPU,本身带有100Mbps网络控制器,而由于Clinux系统拥有完善的TCP/IP协议,因此二者的结合为用户提供了强大的网络服务功能。该系统利用嵌入式网络和并行总线技术可稳定可靠地实现数据的快速获取与给定。

基于ROOT软件包的数据远程获取系统编程

在L inux操作系统中利用ROOT数据软件包,可以开发出稳定可靠的远程数据获取系统。可以通过In tranet网络协议远程获取来自CAM AC机箱控制器的大量前端实验数据,并通过ROOT软件包开发用户操作图形界面,对数据进行离线分析。利用带有三种灵活数据接口方式:以太网、PC I和V SB接口的CAM AC机箱控制器-GTBC,并对其内含的嵌入式系统芯片进行网络服务器编程。可对实验数据进行稳定可靠的远程存取和图谱分析。

浅谈薄煤层开采技术现状与发展趋势

我国薄与极薄煤层资源丰富,在已探明矿区中,84.2%的矿区均有薄煤层分布,资源量约67Gt。近年来,开采强度不断加大,部分矿井厚及中厚煤层的储量日趋减少,为保证矿井生产能力的均衡,延长矿井服务年限,提高资源采出率,薄煤层高效开采已成为当前急需解决的关键问题。阐述了国内炮采、普采与综合机械化开采薄煤层方式的优缺点,着重介绍了"十一五"期间,滚筒采煤机、刨煤机、螺旋钻机3种薄煤层综合机械化开采的新进展,提出了"十二五"期间薄煤层开采的发展方向与应加大几个方面关键技术的攻关力度。

基于ARM7内核芯片网络通讯设计

为了实现对物理实验装置的远程监控和访问,将采用32位芯片技术和基于面向对象的网络Socket编程模式来实现控制系统的网络通讯。S3C4510B是三星公司针对网络应用而设计的CPU,本身带有100M网络控制器,而uClinux系统拥有完善的TCP/IP协议,故两者的结合为用户提供了强大的网络服务功能。本系统利用嵌入式网络技术可稳定可靠的实现数据的快速获取与给定。

我国原深度贫困地区脱贫户返贫阻止路径

2020年我国脱贫攻坚战取得了决定性的胜利,完成了消除绝对贫困的艰巨任务。我国虽已消除绝对贫困,但东部与中西部地区经济发展不平衡,相对贫困问题仍旧突出,由于原深度贫困地区地理位置特殊,其脱贫成果存在不稳定性,脱贫户返贫风险较高。通过分析我国原深度贫困地区的地理和自然环境特征、脱贫户内生动力、地方政府乡村振兴的工作进展情况,结合乡村振兴战略提出我国原深度贫困地区返贫阻止的对策。

并行设备总线电源控制系统设计

为实现CSRe试验环磁铁电源的控制同步,采用32位ARM内核芯片技术结合DSP控制板方式,稳定可靠地实现控制数据流的传输和同步事例的收发。同时通过CPLD逻辑时序编程来设计eVME背板总线系统。本系统用嵌入式网络和并行总线技术可靠稳定实现数据的快速获取与给定。

结合人类视觉系统的数字图像水印技术

小波变换已经被广泛的应用到数字图像处理的许多领域,利用小波变换的数字水印技术被认为是一种最有效的保护数字信息版权的技术。提出了一种结合人类视觉系统的数字图像盲水印技术,它利用小波变化和人类视觉系统的共通点,进行水印的嵌入。实验结果表明,基于此种方法对图像进行数字水印的处理会有很好的效果。

基于OPC技术离子源控制系统研究

采用ICPDAS公司的可编程自动化控制器(PAC)Wincon8000结合稳定的I/O模块,实现基于OPC技术规范的离子源网络系统控制。研究了OPC技术在现场设备间的开放式数据交换和异构网间的数据共享,并实现大量数据源通信的标准机制。

VIC068A在电源控制系统中的应用

VME总线为单处理器或多处理器的高速并行传输建立了标准体系规范,利用桥接芯片VIC068A的硬件逻辑连接实现网络处理芯片与VME背板总线之间的通讯,将后台计算机数据库及前端设备通过网络和VME总线紧密地连接起来,实现数据的快速获取与给定。