Rabbit® 實現南極極端環境下監控

分類：解決方案日期：2009-08-19 08:40:10 來源：廠商

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，但是仍有一些多個學科極端科學研究項目在冰原上進行。
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測–中微子是放射性衰變的產物比原子更微小。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。來自望遠鏡的數據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。檢測到的中微子數量和能量將有助于發現本質，幫助我們理解暗物質和暗能量的起源。
確保每個模塊工作正常和與主傳感器網絡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®核心模塊就用于監控連接狀態。

DOM連接狀態監控 (DCM ,DOM Connectivity Monitoring) 系統的首席程序員和項目經理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轉換器。每隔5秒，RCM4200刷新一遍網頁顯示所有60個DOM模塊數據并通過以太網連接到主站計算機。在安裝階段，每個DOM都連接到主電纜，系統的間隔發出聲音并以四秒在網頁上顯示虛擬圖像。DCM定制 PC主板和RCM4200固定在主電纜的卷軸上。

在安裝過程，熱水不斷注入冰層的孔中，深度可達2450米。經過長達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。系統每5秒刷新一次， DOM的狀態始終顯示最新的實時值。如果DOM功能異常或連接斷開，RCM4200將會檢查到特定的DOM 并在網頁上顯示。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。
"RabbitCore 的編程開發也相當順暢。我為RabbitCore能精確控制到毫秒級別而吃驚。RabbitWeb和 Dynamic C®軟件包使我產生包含實時數據的網頁非常簡單，" Murray繼續說。
RCM4200的可靠性使這個項目十分完美。
"當我一開始研究Rabbit產品，我為所有主板的處理能力而吃驚。板載的模擬量和數字量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現高性價比、易于設計和可靠性解決方案實現了對DOM模塊的精確監控。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。