Large-scale multi-tier distributed data exchange system of CSR Control system

CSR控制系统是一个庞大的网络分布式控制系统,它是由许多子系统组成。大规模多级分布式数据交互系统是CSR控制系统中的核心。它是实现CSR束流多能量级连调的核心，它涉及整个CSR控制系统的数据传输以及数据结构定义。大规模多级分布式数据交互系统的开发是基于螺旋模型，采用螺旋模型进行开发能最优实现CSR控制系统的需求以及各开发阶段具有很大的设计灵活性。该大规模多级分布式数据交互系统完全实现了采集数据的上行和控制数据的下行，系统通过网页实现对控制数据的录入以及对采集数据的实时显示。CSR所有数据都存储于Oracle数据库系统，数据库系统是一个三级分布式数据库系统，这样能均衡各前端服务器的资源与性能。前端服务器COM组件通过TCP/IP与ARM控制器和多功能控制器进行数据上行下行的数据交互，以及通过PCI 接口实现与各FPGA板卡进行数据交互。 论文论述了对大规模多级分布式数据交互系统、网页系统、Oracle数据库系统、COM组件库、PCI驱动程序以及各软件系统的设计实现。对大规模多级分布式数据交互系统主要从系统的结构、各级硬件设计和各级软件系统的设计这几个方面进行论述；网页系统主要描述了该系统是基于MVC框架模型的开发设计并介绍了JavaBean与Oracle数据库系统的数据交互；Oracle数据库系统主要从二级Oracle数据库的自动实时更新，和各触发器系统这几方面进行论述；又从各COM接口的功能方法进行对COM组件库的全面论述；PCI驱动程序的设计开发是与各FPGA板卡的数据交互的必须条件。大规模多级分布式数据交互系统的软件开发都采用了螺旋模型对其进行开发。本文的工作是CSR控制系统中的核心部分，具有重要的意义，同时也给同行研究工作者提供了重要的参考。 本文核心及创新点：1、创造性地提出了大规模多级分布式数据交互系统软件工程。2、三级分布式数据库系统的自动实时更新。3、采用web+Oracle+COM+PCI+ARM+FPGA+DSP的多级数据传输。4、设计并实现虚拟加速器。 从现场调试运行和验收的情况来看，大规模多级分布式数据交互系统不论从结构设计，还是软硬件设计开发都达到了设计要求CSR控制系统是一个庞大的网络分布式控制系统,它是由许多子系统组成。大规模多级分布式数据交互系统是CSR控制系统中的核心。它是实现CSR束流多能量级连调的核心，它涉及整个CSR控制系统的数据传输以及数据结构定义。大规模多级分布式数据交互系统的开发是基于螺旋模型，采用螺旋模型进行开发能最优实现CSR控制系统的需求以及各开发阶段具有很大的设计灵活性。该大规模多级分布式数据交互系统完全实现了采集数据的上行和控制数据的下行，系统通过网页实现对控制数据的录入以及对采集数据的实时显示。CSR所有数据都存储于Oracle数据库系统，数据库系统是一个三级分布式数据库系统，这样能均衡各前端服务器的资源与性能。前端服务器COM组件通过TCP/IP与ARM控制器和多功能控制器进行数据上行下行的数据交互，以及通过PCI 接口实现与各FPGA板卡进行数据交互。 论文论述了对大规模多级分布式数据交互系统、网页系统、Oracle数据库系统、COM组件库、PCI驱动程序以及各软件系统的设计实现。对大规模多级分布式数据交互系统主要从系统的结构、各级硬件设计和各级软件系统的设计这几个方面进行论述；网页系统主要描述了该系统是基于MVC框架模型的开发设计并介绍了JavaBean与Oracle数据库系统的数据交互；Oracle数据库系统主要从二级Oracle数据库的自动实时更新，和各触发器系统这几方面进行论述；又从各COM接口的功能方法进行对COM组件库的全面论述；PCI驱动程序的设计开发是与各FPGA板卡的数据交互的必须条件。大规模多级分布式数据交互系统的软件开发都采用了螺旋模型对其进行开发。本文的工作是CSR控制系统中的核心部分，具有重要的意义，同时也给同行研究工作者提供了重要的参考。 本文核心及创新点：1、创造性地提出了大规模多级分布式数据交互系统软件工程。2、三级分布式数据库系统的自动实时更新。3、采用web+Oracle+COM+PCI+ARM+FPGA+DSP的多级数据传输。4、设计并实现虚拟加速器。 从现场调试运行和验收的情况来看，大规模多级分布式数据交互系统不论从结构设计，还是软硬件设计开发都达到了设计要

经皮制剂高效筛选实验自动化系统基于MSC1210和ROLAND DXY-880A绘图仪设计

介绍了经皮制剂高效筛选实验的原理和方法。介绍了MSC1210的结构和性能,主要讨论了其在高精度数据采集中的应用。分析基于MSC1210和ROLAND DXY-880A绘图仪的经皮制剂高效筛选实验自动化系统的硬件结构和软件设计,详细讨论了软件部分的设计和实现

HIRFL-CSR前端总线控制器的改进设计

论述了用于兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)控制系统的前端总线系统控制器的改进。改进了控制器的嵌入式操作系统和应用程序,开发了控制器和数据库交换数据的应用程序。该控制器基于BGA封装的ARM920T(ARM9)处理器和嵌入式的LINUX操作系统,可以连接标准的VGA显示器、键盘、鼠标,采用了现场可编程的FPGA器件进行背板接口设计,并具有64mA高驱动能力的总线驱动器,以及拥有灵活的接口信号定义可编程能力,是HIRFL-CSR控制系统的关键部件

冷却存储环虚拟加速器的数据交互系统

介绍了兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)为重离子治癌而改造的控制系统中的数据交互系统,数据交互系统是CSR虚拟加速器的核心。该系统能实现对256个能量级的束流控制,为以后深层重离子治癌做好准备。系统主要采用Java,COM,Oracle,ARM,DSP,FPGA等技术实现了对磁铁电源的实时、同步控制,已达到对束流的控制及束流在不同能量级间的切换控制。该系统已经运行于冷却存储环主环(CS-Rm)的束流慢引出调试中,性能稳定,能满足物理人员的要求

基于COM的HIRFL-CSR电源远程监控系统

本文介绍了兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)最新改造后的电源远程监控的总体设计,包括硬件和软件方面的设计。该系统采用了COM组件实现前端服务器Oracle数据库与前端被控设备数据的交互,以及WEB服务器与中心Oracle数据库的数据交互,实现了控制人员对设备的远程监控。这样有利于对电源设备状态的实时监控,以及电源系统与各子系统的数据交互。该系统已经在现场经过测试,性能稳定

CSRe团簇内靶的真空与分子泵监测系统的设计

介绍了国家重大科学工程项目——兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)的实验环(CSRe)团簇内靶真空与分子泵监测系统。该系统主要通过一个应用程序获取各真空规及分子泵的状态值,并存入、更新Oracle数据库。浏览器上的ActiveX从Oracle中读取各设备状态值进行显示,如果状态值在警戒范围,则做出相应的控制操作。该系统在实验测试中运行良好,能满足实验的要求

Spot scanning control system for heavy ion therapy

为了实现重离子治疗肿瘤点扫描,对扫描磁铁进行相应的控制.治疗计划进行剂量与肿瘤适形数据的生成,并传输至点扫描控制器与剂量控制器.同时也向点扫描控制器中存入事例数据,以纳入整个加速器控制时序,等待同步时间事例系统的事例触发.点扫描控制器根据剂量控制器的脉冲控制换点治疗操作以及进行换点治疗的扫描磁铁插值算法平滑处理.剂量控制器对气体电离室前端电子学已经刻度的剂量脉冲进行计数.当达到治疗剂量时,控制法拉第筒来阻挡束流,实现点扫描安全治疗.实验证明在现有的电源与磁铁等设备条件以及束流品质下,点扫描控制系统能实现2 mm点间距扫描.The active beam scanning system for heavy ion therapy has some advantages in some respects. In order to achieve spot scanning using pencil beam for heavy ion therapy, the control system needs to control scanning magnet. The therapy plan generates dose data and tumor area therapy data, and transmits them to the dose controller and spot scanning controller. At the same time, the accelerator control system transmits synchronous timing event data to the spot scanning controller, then the spot scanning controller waits for synchronous trigger from the synchronous timing system. When the dose controller sends trigger plus to the spot scanning controller, the spot scanning controller needs to change spot based on the tumor area therapy data, and curves it by interpolation algorithm. The dose controller counts dose pluses from the front-end electronics of the gas ionization chamber. When therapy dose is over, the dose controller sends a plus to control the Faraday cup to block heavy ion beam to realize safe therapy by spot scanning. Experiments show that with the current running power supply, magnet devices, and beam quality, the spot scanning control system can control pencil beam scanning spot by spot between 2 mm

HIRFL-CSR嵌入式数据库的设计实现

本文论述了用于兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)控制系统的嵌入式数据库的设计和实现方法。控制系统采用三级数据库实现集中管理、分布式控制。前两级基于Windows平台,采用Oracle数据库通过ODBC进行互联,第三级根据控制系统的需要,采用基于嵌入式Linux平台的SQLite数据库引擎通过高速互联网与前两级交换数据。中控室预先将波形数据、事例表等分散存储到前端嵌入式数据库中,实验时,再由嵌入式数据库将数据传递给波形发生器DSP。在同步触发的控制下,DSP根据得到的波形数据产生所需的控制波形,进而控制电源、控制磁场,达到实验目的