在家做實(shí)驗(yàn)的“硬核”科技秀

清華新聞網(wǎng)2月27日電（通訊員 殷滋淳 齊夢(mèng)瑤）在線實(shí)驗(yàn),、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),、高速相機(jī)，清華人上演了一出線上“硬核”科技秀,，清華大學(xué)工程物理系副教授譚熠老師團(tuán)隊(duì)正是這場(chǎng)科技秀的主角,。

譚熠老師團(tuán)隊(duì)照片

他們的主要研究方向?yàn)榍蛐瓮锌R克裝置(Sino-UNIted Spherical Tokamak，簡(jiǎn)稱SUNIST) 遠(yuǎn)程磁約束核聚變,。實(shí)驗(yàn)的“硬核”之處在于可以通過(guò)自動(dòng)化遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)來(lái)操作實(shí)驗(yàn),。防疫期間，該系統(tǒng)更是發(fā)揮了得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),，實(shí)驗(yàn)室的師生們能夠在線便利,、高效地從事科研工作。

“揭秘”遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)

近年來(lái),，研究團(tuán)隊(duì)的SUNIST遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)接入了適配性更高的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),，為提高安全性，所有設(shè)備均只與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部局域網(wǎng)連接,，與外部互聯(lián)網(wǎng)的通訊經(jīng)過(guò)一臺(tái)路由/VPN服務(wù)器實(shí)現(xiàn),，并在服務(wù)器上設(shè)立了嚴(yán)格的防火墻。

SUNIST遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

實(shí)驗(yàn)人員可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)安全便利地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。SUNIS由6組儲(chǔ)能電容陣列供電,，磁場(chǎng),、加熱功率與平衡等實(shí)驗(yàn)參數(shù)均與這些電容陣列的充電電壓有關(guān)?？蒲腥藛T可以訪問(wèn)控制服務(wù)器提供的網(wǎng)頁(yè),，遠(yuǎn)程設(shè)置電容的充電電壓以及充電電流。上位機(jī)上運(yùn)行的VB.net監(jiān)控程序接收參數(shù),，然后通過(guò)RS-232接口將參數(shù)傳遞給可編程電源,，完成遠(yuǎn)程操控的全過(guò)程。

儲(chǔ)能電容器陣列充電控制

此外,，還有許多好辦法,，比如多通道定時(shí)器、多通道數(shù)據(jù)采集器,、高速相機(jī)等常用設(shè)備,，均可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)設(shè)置參數(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

多通道定時(shí)器參數(shù)設(shè)置網(wǎng)頁(yè)界面

多通道數(shù)據(jù)采集器參數(shù)設(shè)置網(wǎng)頁(yè)界面

高速相機(jī)網(wǎng)頁(yè)界面

遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè),，夠安全,！

由于SUNIST裝置涉及的機(jī)械設(shè)備眾多，研究人員在遠(yuǎn)程做實(shí)驗(yàn)的同時(shí),，還需時(shí)刻關(guān)注部件長(zhǎng)時(shí)間工作以后容易出現(xiàn)的松動(dòng),、潤(rùn)滑不足等問(wèn)題，這些問(wèn)題如何解決,？

借助了基于噪聲的機(jī)械設(shè)備狀態(tài)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),，工作人員可以通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的噪聲，判斷設(shè)備的狀態(tài),。如有偏離正常的噪聲出現(xiàn),，系統(tǒng)將會(huì)立刻發(fā)出警報(bào)，與在場(chǎng)值守的研究人員一起,，共同有效地保障了實(shí)驗(yàn)的安全性,。

基于噪聲的機(jī)械設(shè)備狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)界面

數(shù)據(jù)輸出“又快又好”

大家都知道，“宅家”做科研,，最重要的任務(wù)就是訪問(wèn)參數(shù)和處理數(shù)據(jù),。沒(méi)問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)可以做得到,！

SUNIST系統(tǒng)采用了領(lǐng)域內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ),、管理和訪問(wèn)最通用的MDSplus數(shù)據(jù)系統(tǒng)。該團(tuán)隊(duì)設(shè)置了端口轉(zhuǎn)發(fā),、修改了防火墻規(guī)則,，添加了校外同學(xué)的IP段,，在保證數(shù)據(jù)安全的前提下，讓校外IP也可以直接訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),，方便大家在家中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),、整理和分析數(shù)據(jù)。

為了為研究人員獲取和處理數(shù)據(jù)提供便利,，團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了基于Matlab的MDSplus數(shù)據(jù)獲取和展示APP——MatlabScope,。通過(guò)該APP可以非常便利地設(shè)置想要獲取的數(shù)據(jù)通道、展示方式以及復(fù)雜的自定義公式數(shù)據(jù),，還能直接以出版標(biāo)準(zhǔn)輸出高質(zhì)量圖片,。

MatlabScope數(shù)據(jù)訪問(wèn)和展示界面

疫情期間，清華師生們盡管分散在全國(guó)各地,，但在“硬核”科技的助力下,，實(shí)驗(yàn)室成員們可以高效安全地在線做實(shí)驗(yàn)。遠(yuǎn)程操控實(shí)驗(yàn)裝置,、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀器,、在線分析數(shù)據(jù)，真真正正做到“在家做科研”,。

供稿：校研究生會(huì)

編輯：李晨暉

審核：呂   婷