【摘 要】
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航天科技的发展离不开先进材料的研究,我国自863计划后,开始了新材料的空间科学探索。经过几十年的蓬勃发展,空间材料科学已经不断得到发展和完善,随着我国空间站的建立,今后将有越来越多的空间材料科学实验在太空中开展。由于航天飞行器的搭载机会有限,成本较高,为了提高空间实验的成功率,需要通过地面匹配试验,提前对样品材料展开实验工艺过程的研究,而地面匹配试验的数量将会是空间实验的数倍以上。在如此大规模的地
【机 构】
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中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)
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航天科技的发展离不开先进材料的研究,我国自863计划后,开始了新材料的空间科学探索。经过几十年的蓬勃发展,空间材料科学已经不断得到发展和完善,随着我国空间站的建立,今后将有越来越多的空间材料科学实验在太空中开展。由于航天飞行器的搭载机会有限,成本较高,为了提高空间实验的成功率,需要通过地面匹配试验,提前对样品材料展开实验工艺过程的研究,而地面匹配试验的数量将会是空间实验的数倍以上。在如此大规模的地面匹配试验中,试验人员需要长时间地通过高温柜地面检测设备,实时地对高温柜的一系列参数和状态进行检测、记录和调整,面临着监测时间长、数据记录繁琐等问题。为了提高试验人员进行空间站高温材料科学实验柜地面匹配试验的工作效率,提出面向高温柜科学实验系统的遥操作系统,本课题研究并设计了基于Android的遥操作客户端,试验人员通过遥控终端实现了对空间站高温柜地面检测设备的远程监测与操控。目前,空间材料科学实验设备的地面检测设备都是采用预先编制地程序进行本地操作,不能及时作出响应,并且需要试验人员连续长时间监守,记录数据并监测异常情况,存在着很大的局限性。该遥操作系统创新性地将云服务和客户端等互联网技术应用于空间材料科学的遥操作中,探索出了一条高温柜地面检测设备互联网通信的途径,使得多人、多地实时监控地面检测设备成为可能,并且高度可移植性,为相关科学实验设备的遥操作提供了思路和方法。本论文介绍了空间材料实验、遥操作系统的国内外研究现状,对现有的方法、技术进行了介绍和分析,并且对高温柜地面匹配试验的远程控制需求进行了阐述,完成了客户端系统的详细设计与具体实现。客户端基于MVVM模型,实现了用户管理模块、接收现场数据模块、发送指令模块、实时数据曲线、设备配网模块等核心功能,同时进行了深度解耦。通过客户端与地面检测设备进行socket通信,传输路由器信息,将设备连接至指定的路由器。设备通过Wi Fi模组向服务器后台反馈实验柜内样品的温度、样品生长位置、设备运行参数等现场试验信息。客户端向后台请求现场设备运行和样品生长的相关数据;同时可以将下一步的遥控操作指令通过后台传递至设备端,可选择更换样品、设定工艺参数、下发操作指令,实现多段控温;并且对实验历史数据进行可视化的显示。为验证该系统在实际应用过程中的实用性和可用性,设计了测试方案,并进行了有效执行。在应用过程中,该系统有效地解决了人工高强度连续监测高温柜的不便及数据记录繁琐等问题,减少了异地试验人员的时间成本和试验成本,为实验设备的远程管理提供了帮助。
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