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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(fā)， 但是仍有一些多個(gè)學(xué)科極端科學(xué)研究項(xiàng)目在冰 原上進(jìn)行 。
一個(gè)被稱為IceCube的超大型中微子觀察項(xiàng)目由威斯康星大學(xué)麥迪遜分校牽頭。2.74億美金的項(xiàng)目定位于中微子監(jiān)測–中微子是放射性衰變的產(chǎn)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(zhì)并以光速直線飛行。
這個(gè)大型裝置用來檢查中微子。IceCube項(xiàng)目的科學(xué)家使用稱為數(shù)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(yuǎn)鏡。來自望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)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(shù)量和能量將有助于發(fā)現(xiàn)本質(zhì)，幫助我們理解暗物質(zhì)和暗能量的起源。
確保每個(gè)模塊工作正常和與主傳感器網(wǎng)絡(luò)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(jiān)控連接狀態(tài)。
 DOM連接狀態(tài)監(jiān)控 (DCM ,DOM Connectivity Monitoring) 系統(tǒng)的首席程序員和項(xiàng)目經(jīng)理Timothy Murray理解裝置可靠性對于這種等級的項(xiàng)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(huì)在該位置凍住，從而無法恢復(fù)和維修。為了確保每個(gè)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(shù)字切換連接主電纜60個(gè)DOM的定制計(jì)算機(jī)主板組成。 RCM4200 安裝在定制PC主板上面，控制切換和SPI A/D轉(zhuǎn)換器。每隔5秒，RCM4200刷新一遍網(wǎng)頁顯示所有60個(gè)DOM模塊數(shù)據(jù)并通過以太網(wǎng)連接到主站計(jì)算機(jī)。在安裝階段，每個(gè)DOM都連接到主電纜，系統(tǒng)的間隔發(fā)出聲音并以四秒在網(wǎng)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(dá)2450米。經(jīng)過長達(dá)8小時(shí)的過程，60個(gè)DOM模塊下降到孔中。 隨著DOM模塊的下 降，RCM4200不斷輪詢60個(gè)DOM模塊確保它們工作正常并與主干光纖安全的連接 。系統(tǒng)每5秒刷新一次， DOM的狀態(tài)始終顯示最新的實(shí)時(shí)值 。如果DOM功能異常或連接斷開，RCM4200將會(huì)檢查到特定的DOM 并在網(wǎng)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(gè)過程中扮演了基礎(chǔ)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(xiàng)目的巨大投資需要長期運(yùn)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(chǎn)品的功能和軟件使Murray和項(xiàng)目組能以滿足需要的99%概率來保證每個(gè) DOM工作正常。
 "RabbitCore 的編程開發(fā)也相當(dāng)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(chǎn)生包含實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的網(wǎng)頁非常簡單 ，" Murray繼續(xù)說。
RCM4200的可靠性使這個(gè)項(xiàng)目十分完美。
"當(dāng)我一開始研究Rabbit產(chǎn)品，我為所有主板的處理能力而吃驚。板載的模擬量和數(shù)字量I/O 非常突出，價(jià)格也是一個(gè)巨大的因素。另外一個(gè)重要因素是RCM4200可以在低達(dá)-25攝氏度下工作，" Murray說。
Timothy Murray和威斯康星大學(xué)麥迪遜分校項(xiàng)目組發(fā)現(xiàn)高性價(jià)比、易于設(shè)計(jì)和可靠性解決方案實(shí)現(xiàn)了對DOM模塊的精確監(jiān)控。使用Rabbit的RCM4200 RabbitCore模塊，IceCube 中微子觀察項(xiàng)目使極端科學(xué)研究取得了大步進(jìn)展。
關(guān)于IceCube 項(xiàng)目的更多信息請登錄: icecube.wisc.edu
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