基于以太网的分布式数据采集与双模式管理系统

针对HL-2M装置诊断设备中采集系统布局分散、信号容易衰减和被干扰的问题,提出了一种新颖的以太网分布式数据采集系统和管理方案。采集模块具有以太网接口,能够容易远距离分布式放置和接入局域网。集中管理系统运用多线程Socket网络通信技术,采用客户端/服务端双模式,分不同级别管理采集系统,实现数据采集、存储、上传与集中管理功能。在真实放电实验中测试表明,采集系统具有测量准确,抗干扰性能强,数据传输速度快,方便部署和管理的特点,能够满足等离子物理诊断系统的数据需求。     

HL-2M 装置时序控制与数据采集系统设计

基于 FPGA 和 IEEE1588PTPv2 协议设计了 HL-2M 装置时序控制系统,用于在精准时刻为测控系统 提供触发。数据采集系统采用客户端/服务端双模式管理。在 HL-2M 装置初始等离子体放电实验中测试结果表明, 时序控制和采集系统具有纳秒级精度触发,实时性强,数据传输速度快,稳定可靠,方便部署和管理的特点,满 足 HL-2M 等离子体放电实验的应用需求。     

嵌入式以太网数据采集与控制系统设计

为了提高嵌入式以太网数据的操作精度,减少数据运行时间,增加数据运行灵活性以及稳定性,方便对嵌入式以太网数据进行的有效管理,需要对嵌入式以太网数据采集与控制系统进行设计。当前的嵌入式以太网数据采集与控制系统设计方法对以太网数据进行采集与控制系统设计时,因为无法对其进行灵活、高效、全面地采集和控制,存在数据运行盲区较多,成本较大的问题,所以提出一种基于LonWorks的嵌入式以太网采集和控制系统设计方法,即采用局部网格方式进行数据采集,使嵌入式以太网进行自维护、自组织、自控制的操作。该方法先利用μC/OSⅡ平台完成对嵌入式以太网数据采集与控制系统的硬件设计,然后依据互式数据迁移技术对嵌入式以太网进行数据采集,以采集的数据为基础,采用模糊关联空间理论对采集得到的以太网数据进行过滤,最后以上述过程为依据,利用OPC服务器程序对过滤后的嵌入式以太网数据进行控制,由此完成了嵌入式以太网数据采集与控制系统设计。实验结果证明,所提方法可以全面精确地对嵌入式以太网数据进行采集和控制,提高以太网运行速度,增强网络使用寿命,为该领域研究发展提供了强有力的依据。     

HL-2A装置低杂波加热实验系统的微机控制与数据采集设计方案

为了对等离子体与波的相互作用进行研究，在HL-2A装置中将开展低混杂波电流驱动和电子回旋加热实验，拟采用微机控制。同时为了使波加热实验简便、灵活，确保装置放电时人身安全和设备安全必须实施微机控制。HL-2A装置上低杂波加热实验系统微机控制主要任务是监视整个系统的运行状态、控制整个系统放电过程的时序、保护系统的逻辑控制以及与中央控制系统的通信联络等。     

基于DSP的声压与振动数据采集系统的设计

针对传统数据采集系统功能单一,抗干扰能力差,精度低,内存小,速度慢无法处理大量数据的问题,设计了一款基于DSP处理器的声压与振动数据采集系统。仪器内置的FPGA保障了高速数据采集,DSP处理器和大容量DDR2存储器使得系统可以不依赖上位机而直接在设备底层进行FFT计算,以太网接口有效地提高了数据传输的安全性和可靠性。环境试验结果显示该系统性能稳定,适用于如高温、低温、盐雾、高冲击等恶劣环境下的数据采集,可以满足声压和振动信号的采样和分析要求。     

以太网与测控设备的并口联接

网络媒体是分布式测控系统的重要部分。文章对以太网和分布式测控网进行了分析 ,提出了一种能迅速建立起基于以太网的分布式测控系统的方法。并具体解释了以太网与测控设备高速连接的并口接口方式的应用过程。     

HL-2M 实验网络与数据管理系统的设计与实现

HL-2M 网络与数据管理包含了实验网络系统、数据存储与备份系统,以及实验数据库与实验信息管 理系统等。实验网络系统是装置运行的支持骨架,为各子系统提供互联通道和信号传输能力;数据存储与备份系 统为托卡马克实验提供数据的存储管理与容灾备份服务;实验数据库系统为元数据与科学数据提供了高效的检 索、访问与管理;实验信息管理系统为装置各子系统提供了参数配置管理、运行日志记录与运行值守管理,实现 了实验运行管理信息化,提高了实验运行效率。     

分布式无线地震数据采集同步技术研究

针对目前分布式无线地震数据采集中由于采集节点增多、无线传输延时等因素导致的各采集节点间数据采集同步精度不高的问题,研究并设计了一种针对分布式无线数据同步采集中各个节点同步授时以及对采集数据包进行精确时间标记的方案。采用GPS(Global Positioning System)授时技术对各个采集节点时钟进行授时,同时利用GPS精准的秒脉冲对本地压控晶振器频率误差进行实时修正。采用在地震采集数据包中加入精确的时间戳信息的方法,保证了各个节点间同步误差限制在0.1ms以内。即使在GPS失效的情况下,压控晶振器和计数器联合作用仍可保证各节点同步采集稳定工作6小时。     

基于智能数据采集器的研究与实现

针对目前各行业数字化、智能化产品应用日趋广泛,数据的获取、传输、分析、应用尤为重要,如何避免采集设备接口单一、功能固定、实用性差等缺点,提出采用ARM嵌入式工控模块M9080-N20为基础,采用VK3266串口芯片扩展UART串行接口,提出基于73K222AU调制解调器、HR219307变压器实现采集器二线模拟通信,并支持以太网、CAN总线和UART串行通信,可以有效解决数据远程采集、传输和控制,适用于特殊环境设备故障检测、诊断和抢修。实验结果证明,智能数据采集器不仅具有多种型号设备故障诊断功能;还能实现野外快速通信组网,不同类型设备数据远程采集、传输、分析和控制功能,在军民融合产品上具有广阔的应用前景和实用价值。     

基于EtherCAT总线的串联型分布式数据采集系统设计

针对海洋工程实验室现场数据采集过程中,数据量大、测点分散、实时性要求高、数据种类不一致的问题,设计了一种基于实时工业以太网EtherCAT总线的串联式数据采集系统。从整体结构、工作原理、主站软件和从站软硬件方面详细介绍了系统的方案设计。在实验水池中,通过采集实际波浪信号对数据采集系统进行了测试。结果表明,系统性能稳定,精度高,实时性好,为分布式数据采集监控系统的研究提供了应用和技术上的参考。     

基于X86系统的便携式数据采集系统设计

为了提高在野外环境下使用的数据采集系统的便携性和可靠性,文中提出了基于X86系统的设计方案,并结合系统功能特点确定了总体设计框架,简要介绍了数据采集模块、激励源模块、GPS模块、触发模块、结构设计、软件设计等多个模块的设计思路。设计人员开发研制了相关产品,并通过了多发战斗部冲击波超压、破片速度等参数的测试验证,该数据采集系统和过去同类型产品相比,使用更加便携,抗振性、防尘性、可靠性等指标更高,满足在战斗部爆炸类试验野外长时间条件下使用的特殊需求。     

基于LabVIEW的超导磁体数采与测控系统研究

根据研制的大口径、高场强的超导强磁装置的特点,选择基于LabVIEW的数据采集和测控系统。低温传感器共六支,分别安装于磁体氦槽和冷屏不同位置,其中碳电阻温度计Cernox三支,铂电阻温度计Pt100两支、Pt1000一只,用于监测磁体温度;超导氦液面计一个,用于监测氦液面高度;根据磁体参数匹配研制了一套可调励磁速率的磁体专用直流电源及其失超保护系统,保证磁体安全运行。所有数据通过NI公司内插DAQ6251数据采集卡的PX I采集,用LabVIEW编写数据采集程序和人机界面。     

HL-2A控制系统及其放电管理

HL-2A控制系统由时序控制系统,逻辑控制系统和反馈控制系统三个部分组成。介绍了这三个部分的硬件和软件构成,并给出了主要被控对象极向场线圈的电气参数。在此基础上,讨论了HL-2A控制系统采用的放电管理软件的特点和功能,以及该控制系统的工作过程。最后给出了初始等离子体放电的实验结果。     

基于数据采集系统的等离子体Langmuir探针诊断实验

 采用Langmuir探针、扫描电源和微机数据采集系统相结合,实时获得了等离子体的伏安特性曲线及参数计算结果。本数据采集系统是一个虚拟仪器系统,包括数据采集、分析测试和结果显示三部分,用来采集Langmuir探针的电流电压信号,并加以分析处理。整个测试过程非常快,可以在ms级的时间内完成,相对于手动测试,基于数据采集系统的Langmuir探针诊断实验得到的数据更为精确,电压测试范围更大,并能去除因为等离子体电位漂移而产生的曲线失真。根据所得的伏安曲线,讨论了等离子体的电子温度,离子密度等参数的计算方法。进一步研究发现电子温度随真空室气压增大而变小,离子密度随气压增大而变大。     

HL-2M装置测量控制系统运行管理研究

以现有聚变实验工程管理运维经验为基础,根据HL-2M装置测量控制的新需求,参考ITER控制、数据采集及通讯规范,开展了HL-2M测量与控制系统运行和管理研究。通过对全域子系统进行统一配置及管理,架构高性能网络完成不同通讯任务,设计扩容高速物理数据存储系统,实施运行状态监测与报警等,规划建设了HL-2M集成化测控系统管理运行平台。这项研究立足于优化实验信号质量,实现实时信号高效传输,提高实验工程管理自动化水平,保障实验过程中设备与数据安全并具备较高可实施性。     

基于Arduino的AIS数据分布式采集研究

为了解决船舶自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)数据的分布式采集,使全球AIS消息报文接收、解码、封装、转发操作的安装成本更低、稳定性更好、安全性更高、维护工作量更小。通过采用以Arduino嵌入式平台为核心结合外围电子器件开发的网络解码器组成分布式采集网络,并采用C语言将合理的数据结构和算法直接在MCU上编程实现,来取代以x86架构和操作系统为基础的网络解码器。通过实验可以证明,采用Arduino技术的AIS网络解码器的解码效率能够满足AIS基站发送数据的速率要求,解码内容正确,能按照约定的网络传输格式转发消息内容,可应用于全球AIS数据的分布式采集中。该成果具有功耗更低、运行更稳定、成本更低廉等优点,对需要大量使用网络解码器来构建的AIS数据分布式采集网络具有重大现实意义。     

基于LabVIEW的EAST纵场电源数据采集系统设计

基于LabVIEW软件和数据库设计了一套实时数据采集系统,实现了EAST纵场电源系统多信号的实时采集、数据处理、储存和历史查询。结果表明,设计的系统能够实现纵场电源系统状态的实时监控。     

HL-2M 实验数据分析与实时显示系统的设计与实现

HL-2M 实验数据分析系统提供了强大的远程信号处理计算和信息检索功能,系统采用先进的多层架 构,实现了所获即所需的数据远程传输,具有局域网和广域网的广泛应用。实时显示系统基于负载均衡的任务划 分,将数据处理和显示划分为多个任务、部署在多台计算机上;系统跟炮运行,能够自动、高效实时处理上千道 信号,并在多个大屏幕实时显示几百道关键信号曲线。     

超流氦获取实验液位数据采集与测试系统研究

针对超流氦获取与传输实验设计的数据采集系统由控制柜、工控机、显示器三部分组成。使用板卡PCI-1620对工控机的串口进行扩展,使系统能够同时采集8个RS232信号。其中液位信息是非常重要的物性参数,针对获取与传输实验液氦杜瓦设计定制的超导液位计,能够与整个测控系统一起完成液位信息的采集、转换和记录。