基于Linux 集群的EAST 实验数据在线分析及可视化

超导托卡马克装置EAST 长稳态运行的方式需要对实验有重要影响的实验数据进行在线分析和数据可视化。介绍了Linux 集群的概念, 给出了系统总体结构功能设计方案和硬件总体结构方案, 阐述了实验数据在线分析和数据可视化的实现方法。     

基于ARM嵌入式Linux的数据采集系统设计

针对传统数据采集系统的不足,文中介绍了一种基于ARM9的数据采集系统的设计原理和实现方法。以微处理器S3C2440A为核心,外扩高精度A/D芯片AD7606,设计了数据采集硬件电路,分析了AD7606和PWM定时器的基本工作原理,借助于移植的嵌入式Linux操作系统,实现了基于PWM和GPIO口的ADC驱动及相应的数据缓冲与软件抗干扰。测试结果表明,由ARM和Linux组成的数据采集系统具有操作方便、采集精度高和测量结果准确等优点。     

基于嵌入式Linux的实验仪器平台

设计了基于ARM处理器和嵌入式Linux方案的实验仪器网络平台,利用ARM处理器的强大功能,并移植嵌入式Linux操作系统.使实验仪器与服务器主机通过网络联系起来,具有低功耗,测量精度高,数据可靠,操作简单等优点,提高了学生做实验的效率.     

基于PC-Linux的STAR TOFp探测器的数据获取系统

廉价的运行开放源代码操作系统Linux的硬件在高能物理领域中正扮演着各种各样重要的角色.本文描述了为STARTOFp探测器设计的基于PC-Linux的数据获取系统.系统采用了常规的解决方案:由一台运行Linux的PC来控制由NIM和CAMAC插件构成的前端电子学处理部分.系统已经被成功的集成进STAR数据获取系统,并且在STAR的第二年的运行中工作正常.     

核物理数据智能化管理和网络共享的研究

通过对主要的国际核物理基本数据资源收集、遴选和研究分析，建立了各类数据集合的完整数据字典，以关系模型理论和面向对象编程技术为指导，研究设计了不同种类的关系型核物理数据库的管理和检索工具，实现了由核物理基础数据、关系型数据库管理系统、数据应用服务软件和网络与数据库安全保障等部分组成的核物理数据智能化管理与共享信息系统.基于Linux+Apache+SSL+PHP+MySQL的系统配置，将在线计算技术和数据可视化研究相结合，实现了三大类型的9个关系型的国际核物理数据库的网上发布，向用户提供包括在线检索、模糊查 关键词： 核物理基础数据 关系型数据模型 数据可视化 在线数据服务     

面向目标检测的视觉注意机制波段选择研究

近年来,波段选择在高光谱图像降维处理中得到了广泛地应用,然而常用的数据降维方法并没能将与人类视觉系统相关的信息进行有效利用,如果将人类与生俱来的视觉注意机制能力应用到高光谱图像中目标的视觉显著性特征的增强或识别,对于高光谱图像的目标检测研究无疑会产生相当的促进作用。研究提出引入视觉注意机制理论应用于波段选择研究,构建面向目标检测应用的视觉注意机制波段选择模型。通过分析计算波段图幅的目标与背景的可识别程度,量化所在波段对地物目标与背景的判别能力,提出了基于目标视觉可识别度的波段选择方法;利用LC显著性算法进行空间域的视觉显著性目标分析,计算背景与目标的显著性差异绝对值,提出基于LC显著目标结构分布的波段选择方法。将这两种方法结合提出的改进子空间划分方法,建立面向目标检测的视觉注意机制波段选择模型,并经高光谱遥感AVIRIS San Diego公开数据集进行目标检测实验验证,结果表明所提出的基于视觉注意机制的波段选择模型对于目标检测应用具有较好的检测效果,实现了数据降维和高效的计算处理。     

基于FC—Linux的STAR TOFp探测器的数据获取系统

廉价的运行开放源代码操作系统Linux的硬件在高能物理领域中正扮演着各种各样重要的角色。本文描述了为STAR TOFp探测器设计的基于PC-Linux的数据获取系统。系统采用了常规的解决方案：由一台运行Linux的PC来控制由NIM和CAMAC插件构成的前端电子学处理部分。系统已经被成功的集成进STAR数据获取系统，并且在STAR的第二年的运行中工作正常。     

Linux下PCI同步时钟卡的驱动程序设计

为了解决在电力系统中存在的故障录波问题;能够向整个电力系统提供高精度的同步时标,统一整个系统的时间,为分析当系统发生故障后的故障发生地点提供有力的依据;为此设计了PCI同步时钟卡,该时钟卡可以接收GPS或者北斗卫星提供的时间信息;上位机采用PCI总线协议与时钟卡获取的数据进行交互;将电力系统发生行波故障时产生的峰值电压作为中断信号,在Linux下当中断信号到来时就读取同步时钟卡的时间信息以此判断故障发生的位置;为此详细介绍了Linux下字符设备开发与中断机制的实现。最后在Linux下编写PCI设备驱动程序,通过实验验证了在中断信号到来时,该设备能够准确的读取GPS或者北斗卫星发出的时间信息并且经过多次测试未发现中断丢失的情况,证明该驱动程序的正确性和可靠性。     

高速空间激光通信系统在空天信息网中的应用

 针对高速空间激光通信系统应用时面临的主要问题：节点高速运动的跟踪瞄准和与组网载荷协同工作,提出将高速空间激光通信系统作为节点主要通信载荷的双通信载荷结构,并设计了高速空间激光通信系统与组网载荷协同工作机制和协议模型,依据协议模型进行了原理样机开发与试验。试验结果表明,提出的协同工作机制与协议模型能很好地适用于高速空间激光系统,支持超高速率数据传输,最高MAC层协议数据速率可达1.772 Gb/s,平均处理时延20 μs。     

基于弱关联挖掘的网络取证数据采集系统设计与实现

对海量网络日志和服务器数据进行数据挖掘,获取网络取证,在分析犯罪证据方面具有较大的应用价值。传统的数据采集系统,主要增加对网络取证数据进行滤波处理模块,增加采集系统采集的准确率,存在采集时间长、效率低的问题。提出基于弱关联挖掘的网络取证数据采集系统设计方法,对网络取证数据采集系统的总体设计描述与技术指标分析。并以此为基础,设计基于弱关联规则特征提取的网络取证数据挖掘算法,实现网络取证数据的准确检测和采集。在嵌入式Linux平台上进行网络取证数据采集系统的软件开发和系统设计。实验结果表明,采用该系统对网络日志和服务器数据中犯罪证据进行取证采集,其可靠性较高,取证数据采集精度高于传统方法,展示了较好的应用价值。     

基于分布结构自适应筛选的数据库存储优化设计

通过对数据库的存储结构优化设计,提高数据库的吞吐量。传统方法采用存储节点校验数据适应度分区的数据库存储模型,数据库中存在重复冗余数据,不能自适应滤除,导致数据存储开销较大。提出了一种基于分布结构自适应筛选的数据库存储优化模型,首先进行数据库的存储机制和分布式数据结构分析,采用相空间重构方法进行存储空间的结构分布重组,采用分布结构自适应筛选方法对提取的数据信息流进行重复冗余数据滤波处理,改善数据在数据库存储空间中的结构分布,实现数据库存储优化。仿真结果表明,采用改进的方法进行数据库构建,能提高数据库存储吞吐量,降低数据存储开销,提高数据库的访问和调度性能,展示较好的应用价值。     

机载千兆网络数据记录器设计与实现

为了满足对新一代网络化机载测试系统输出的海量高速网络化测试数据记录的需要,设计并实现了一种基于COMe主控模块和工业级通用固态硬盘的机载千兆网络数据记录器。该记录器使用集成有英特尔处理器、板载DDR3内存和FLASH存储器的COMe主控模块,可进行IRIGB-AC时间码授时的底板和作为数据存贮介质的固态硬盘构成硬件系统平台,并采用Linux嵌入式操作系统和优化的数据存贮算法程序,完成了一路千兆机载测试网络数据流的接收、打包和记录。试验室和飞机上大量实验结果表明该记录器工作性能稳定,无误码和丢包现象,可以大量应用在使用环境复杂的飞机网络化机载测试系统中。     

Linux下流量控制系统的设计

提出一种基于Linux系统防火墙框架Netfilter的混合方法的P2P数据控制的系统解决方案,通过扩展Netfilter/Iptables框架和设置适合的防火墙过滤规则,系统地对 P2P 流量进行管理;开发实现的原型系统可以禁止系统中非正常业务的 P2P 流量,还能和 Linux QoS工具一起使用以限制一部分 P2P 的带宽占用,避免了 P2P 等下载软件无限制地占用带宽资源,这对合理分配网络资源、提高网络性能具有实用意义。     

EtherCAT过程数据传输的实现与时延分析

针对基于PC机的工业以太网控制系统成本较高,且Linux、Windows等非实时操作系统的响应实时性不佳的问题,设计了基于μc/os II的嵌入式EtherCAT工业以太网控制系统;首先,阐述了EtherCAT技术的基本原理,然后在设计好主站系统基本框架的基础上,给出了一个短延时的过程数据收发模型并对其进行时延分析;最后,在硬件系统上测量了过程数据的传输延时,以及各个过程对总体延时的影响;实验结果表明,系统在传输10个字节过程数据量的情况下传输延时约为154 μs,该传输速率可以满足大部分的工业实时监控要求。     

大数据服务深度需求与SOA协作集成的异构系统融合机制

大数据服务需求的认知深度和服务架构的融合度直接影响多业务大数据应用的资源管理和服务质量,本文提出了一种基于大数据服务深度需求分析和面向服务的协作集成架构的异构系统融合机制。该机制,一方面,在分析大数据源多样化、差异化大数据组织形式及其存储方式,结合不同类型用户的需求差异化特征,建立了大数据服务需求分析模型。另一方面,对于多态异构的移动互联网大数据服务,经过结构化和开放性处理后,给出大数据通信和服务调用描述定义,提出了SOA协作集成的异构系统融合架构。仿真实验结果表明,所提出的算法在大数据服务响应成功率、执行时间和代价比等方面具有明显优势。     

基于OMAPL138 FPGA构架的PC104主板检测系统

为了对PC104主板进行自动检测,分析了PC104主板工作原理及其总线时序,提出了一种基于ARM FPGA的嵌入式检测系统的设计方案。该方案采用德州仪器(TI)双核架构的高性能芯片OMAPL138中的ARM核来实现检测系统的应用管理,DSP核实现数据的处理,并利用FPGA技术来实时采集PC104总线数据。检测系统在Linux操作系统下,通过人机交互方式实现了PC104主板的各种功能的自动检测。实验结果显示该检测快速可靠,为PC104主板的自动检测提供了一种有效的方法。     

仿真工程管理系统研究

仿真系统中存在不同的应用目的,涉及多种仿真想定、模型、数据、评估等内容,在多用户情况下仿真资源缺乏统一的管理,会严重影响了仿真系统的使用效率。为了提升仿真系统的使用效率,本文提出一种仿真工程管理的方法,利用共享内存实时采集MOM数据实现对邦员负载信息的有效监控;通过服务器统一收集XML格式仿真联邦运行数据和监控日志实现仿真运行回放;通过构建通用模型接口和评价体系实现了基于Web的仿真评估。基于B/S架构构建了仿真工程管理系统,可将模型和数据以仿真工程为单位进行统一管理,实现了对仿真运行的统一监控、数据的统一的收集与管理、评估模型管理和基于仿真试验数据的仿真评估,从而提高仿真系统的使用效率,减少仿真应用系统的集成工作量。     

多核环境下内存数据库并发调度技术优化研究

对多核环境下内存数据进行并发调度,可以减少计算机宕机次数和数据切换时时间,提高数据并发调度精度,增加数据操作平稳性。当前的内存数据并发调度方法是利用PrebuiltTrigger对内存数据进行并发调度,在调度过程中,没有设定具体的内存数据调度目标,导致内存数据库中的数据因此错乱无序,存在数据并发调度精度低的问题。为此,提出一种基于Linux的多核环境下内存数据并发调度优化方法。该方法首先采用IACT算法对影响调度进行的数据和内存数据库中相似或重复数据进行清洗,然后以清洗的数据为基础,利用启发式算法对其进行数据特征选取,依据多属性决策理论对内存数据并发调度的最优路径属性权重集合进行计算,以其结果为依据,计算调度最优路径的偏差值,最后利用最小偏差值,建立调度最优路径线性规划模型,对每条调度路径的综合决策属性值进行排序,由此得到调度的最优路径,完成对多核环境下内存数据的并发调度。实验结果证明,所提方法可以对多核环境下内存数据进行高效率地并发调度,提高了数据调度精度,增加了内存数据的可循环利用性,为低开销的内存数据调度提供了支撑。     

基于OMAPL138和FPGA构架的PC104主板检测系统

为了对PC104主板进行自动检测,分析了PC104主板工作原理及其总线时序,提出了一种基于ARM+FPGA的嵌入式检测系统的设计方案;该方案采用德州仪器(TI)双核架构的高性能芯片OMAPL138中的ARM核来实现检测系统的应用管理,DSP核实现数据的处理,并利用FPGA技术来实时采集PC104总线数据;检测系统在Linux操作系统下,通过人机交互方式实现了PC104主板的各种功能的自动检测;实验结果显示该检测快速可靠,为PC104主板的自动检测提供了一种有效的方法。     

部件性能衰减影响燃机性能的试验与仿真研究

燃气轮机部件性能衰减是机组运行中的常见现象,而对部件性能衰减机制的研究对燃机运行维护有重要意义。本文针对某型航改燃气轮机的一台全新机及一台折旧机,开发了基于实机试验数据的部件性能计算程序,得出了两台燃机多个工况下的部件性能试验数据。同时,本文由全新机的制造三维模型提取了通流部分几何信息,并开发了蓝光扫描与几何逆向方法、获取了折旧机的压气机与涡轮通流部分几何模型,应用定常CFD仿真方法、获取了部件性能仿真数据及其特性线。并通过试验数据拟合方法得到了更为准确的部件特性线,以此为基础开发了燃机整机性能预测程序,可为燃气轮机的性能衰减研究及精准维修提供指导。