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新一代先进光源实验控制与数据采集软件框架在BSRF实验站成功部署与应用

更新时间:2023-12-14 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

7月29日,随着上海同步幅射装置(BSRF)本年度首轮专用光运行开放结束,新一代先进光源实验控制与数据采集软件框架(Mamba)完成了在BSRF多条线站的布署和对用户的开放。Mamba软件框架在BSRF实验站的成功布署与应用,标志着高能同步幅射光源(HEPS)光束线软件系统工程建设工作重心已从软件框架与原型研发开始向HEPS应用软件开发转变。IBd物理好资源网(原物理ok网)

常年以来,同步幅射方式学的发展同时遭到硬件与软件的阻碍,而随着HEPS等新一代光源的建设和实验站装置的更新迭代,逐渐解决了硬件的阻碍,所举办的科学实验模式向高(数据)通量、多模态、超快频度、原位及动态加载的方式转变,对软件的功能需求也发生了革命性的变化,软件发展的滞后已成为现阶段制约方式学发展的关键诱因。在全球先进光源装置升级换代的背景下,世界各国都在大力发展各自的软件框架及生态化软件应用体系。实验控制与数据采集软件是用户了解与使用光源的重要窗口,在光源的全生命周期软件体系中有着至关重要的地位。经过多年发展,在全球涌现出了(英国)、(法国)、GDA(日本)等主流软件框架和应用体系。国外同步幅射光源设施此前没有联发科量多模态实验控制与数据采集的软件应用场景物理实验数据处理软件,因而缺少相关的布署。IBd物理好资源网(原物理ok网)

为了解决HEPS的实验需求,HEPS束测控制部光束线软件系统于2020年初在国外率先启动了新一代软件框架Mamba的研发工作,致力为HEPS一期各线站开发以技巧学为中心的实验过程控制与数据采集软件,并着眼于塑造自主可控的具有国际先进水平的、完备的、生态化的软件应用体系,以全面提高实验控制的手动化与智能化水平,提高用户体验、促进光源科研产出。经过近三年的开发与测试,基于开发的Mamba软件框架初具雏型,整体软件框架设计于2022年5月在同步幅射领域专业刊物《of》获得发表,已具备了进行应用软件开发的基础。IBd物理好资源网(原物理ok网)

在BSRF装置2022年首轮专用光机时中,基于Mamba软件框架开发的多类型实验控制与数据采集软件在相应线站进行布署,并开放用户使用,多位用户对软件的整体功能性、用户体验给与较高的评价并提出了许多建设性意见。其中,萤光扫描(XRF)成像实验控制与数据采集软件在4W1B线站即将布署应用,多个所外课题组基于该软件完成了实验数据的采集,用户可在点采、步进扫描、飞扫等多种实验模式中任意切换,而且通过集成在线数据处理软件进行一键式数据采集及剖析;扫描显微成像(STXM)实验控制与数据采集软件在3W1线站实现布署应用,用户可基于该软件进行多组底盘茎秆的批量扫描,极大地加速了实验数据采集的效率与手动化水平;由HEPS硬X射线成像线站(B7)自主研发的小型面侦测器(6K*6K象素)也实现了在Mamba内的集成与应用;拉曼散射实验剖析晶体手动调姿离线测试完成验证后,基于Mamba研发的三晶体手动优化,在1W2B线站进一步得到在线实测验证:成功实现光斑手动辨识、光斑与晶体匹配、自动变焦等功能,提升调光效率。同期,光束线软件系统召集Mamba开发进展研讨会,向HEPS光束线部各系统工作人员报告并讨论了Mamba软件框架的研发进展与下一步开发计划。IBd物理好资源网(原物理ok网)

本项工作由HEPS束测控制部光束线软件系统张一与团队成员负责举办。Mamba软件框架研发基于HEPS束控部束线控制系统与估算与通信系统等的工作基础之上,与其研发的设备控制软件、数据剖析和管理软件框架一起建立先进光源实验全生命周期软件框架与生态体系。本工作还得到了上海同步幅射装置4W1B、3W1和1W2B等线站与HEPS多个光束线系统的支持。Mamba项目还获得了高能所科技创新项目的支持。IBd物理好资源网(原物理ok网)

7月29日,随着上海同步幅射装置(BSRF)本年度首轮专用光运行开放结束,新一代先进光源实验控制与数据采集软件框架(Mamba)完成了在BSRF多条线站的布署和对用户的开放。Mamba软件框架在BSRF实验站的成功布署与应用,标志着高能同步幅射光源(HEPS)光束线软件系统工程建设工作重心已从软件框架与原型研发开始向HEPS应用软件开发转变。IBd物理好资源网(原物理ok网)

常年以来,同步幅射方式学的发展同时遭到硬件与软件的阻碍,而随着HEPS等新一代光源的建设和实验站装置的更新迭代,逐渐解决了硬件的阻碍,所举办的科学实验模式向高(数据)通量、多模态、超快频度、原位及动态加载的方式转变,对软件的功能需求也发生了革命性的变化,软件发展的滞后已成为现阶段制约方式学发展的关键诱因。在全球先进光源装置升级换代的背景下,世界各国都在大力发展各自的软件框架及生态化软件应用体系。实验控制与数据采集软件是用户了解与使用光源的重要窗口,在光源的全生命周期软件体系中有着至关重要的地位。经过多年发展,在全球涌现出了(英国)、(法国)、GDA(日本)等主流软件框架和应用体系。国外同步幅射光源设施此前没有联发科量多模态实验控制与数据采集的软件应用场景,因而缺少相关的布署。IBd物理好资源网(原物理ok网)

为了解决HEPS的实验需求,HEPS束测控制部光束线软件系统于2020年初在国外率先启动了新一代软件框架Mamba的研发工作,借以为HEPS一期各线站开发以技巧学为中心的实验过程控制与数据采集软件,并着眼于塑造自主可控的具有国际先进水平的、完备的、生态化的软件应用体系物理实验数据处理软件,以全面提高实验控制的手动化与智能化水平,提高用户体验、促进光源科研产出。经过近三年的开发与测试,基于开发的Mamba软件框架初具雏型,整体软件框架设计于2022年5月在同步幅射领域专业刊物《of》获得发表,已具备了进行应用软件开发的基础。IBd物理好资源网(原物理ok网)

在BSRF装置2022年首轮专用光机时中,基于Mamba软件框架开发的多类型实验控制与数据采集软件在相应线站进行布署,并开放用户使用,多位用户对软件的整体功能性、用户体验给与较高的评价并提出了许多建设性意见。其中,萤光扫描(XRF)成像实验控制与数据采集软件在4W1B线站即将布署应用,多个所外课题组基于该软件完成了实验数据的采集,用户可在点采、步进扫描、飞扫等多种实验模式中任意切换,而且通过集成在线数据处理软件进行一键式数据采集及剖析;扫描显微成像(STXM)实验控制与数据采集软件在3W1线站实现布署应用,用户可基于该软件进行多组底盘茎秆的批量扫描,极大地加速了实验数据采集的效率与手动化水平;由HEPS硬X射线成像线站(B7)自主研发的小型面侦测器(6K*6K象素)也实现了在Mamba内的集成与应用;拉曼散射实验剖析晶体手动调姿离线测试完成验证后,基于Mamba研发的三晶体手动优化,在1W2B线站进一步得到在线实测验证:成功实现光斑手动辨识、光斑与晶体匹配、自动变焦等功能,提升调光效率。同期,光束线软件系统召集Mamba开发进展研讨会,向HEPS光束线部各系统工作人员报告并讨论了Mamba软件框架的研发进展与下一步开发计划。IBd物理好资源网(原物理ok网)

本项工作由HEPS束测控制部光束线软件系统张一与团队成员负责举办。Mamba软件框架研发基于HEPS束控部束线控制系统与估算与通信系统等的工作基础之上,与其研发的设备控制软件、数据剖析和管理软件框架一起建立先进光源实验全生命周期软件框架与生态体系。本工作还得到了上海同步幅射装置4W1B、3W1和1W2B等线站与HEPS多个光束线系统的支持。Mamba项目还获得了高能所科技创新项目的支持。IBd物理好资源网(原物理ok网)

图1:Mamba-XRF成像软件(4W1B)数据采集界面,实时2D和1D显示IBd物理好资源网(原物理ok网)

图2:Mamba-STXM软件在3W1线站进行底盘茎秆批量成像实验采集界面IBd物理好资源网(原物理ok网)

图3:拉曼散射实验剖析晶体手动调姿Mamba软件在1W2B线站实现概念性功能测试IBd物理好资源网(原物理ok网)

图4:Mamba开发进展报告大会现场IBd物理好资源网(原物理ok网)

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