ATLAS sTGC FEB数据管理系统的设计与实现

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Spring_880916
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ATLAS探测器是位于欧洲核子中心大型强子对撞机LHC上的一个大型粒子探测器。2012年,LHC上的ATLAS/CMS装置发现了Higgs玻色子,将粒子物理基础科学引入一个新的发展阶段,为基础物理科学的进步做出了巨大的贡献。为了进一步发现超出标准模型的新粒子,LHC对撞机将进行两次升级,其对撞能量和粒子亮度都将有大幅提高。在LHC升级后ATLAS探测器将面临很多的问题,为此ATLAS合作组决定分别于2018年和2022年对现行ATLAS探测器进行PhaseⅠ和PhaseⅡ升级。PhaseⅠ升级的主要任务是研制Muon谱仪端盖NSW新型探测器系统,解决SW探测器系统对于Muon粒子测量所遇到的问题。NSW PhaseⅠ主要由径迹探测器Micromegas、触发探测器sTGC及电子学读出系统、量能器CAL触发电子学的升级三部分构成。其中中国科学技术大学主要负责NSW系统sTGC探测器前端电子学FEB的研制与生产安装任务。最终NSW升级需要1536块分为两种不同类型的FEB,每块FEB上会用到约6-15不等的各类ASIC,最终提供约322000读出通道。FEB将要历经设计研发、调试测试、束流测试、上室测试、生产安装等多个环节,每个环节都将会产生大量的测试数据,这些数据对于ATLAS实验最终的物理分析都将产生重大影响,因此需要专门进行管理。  针对FEB设计研发、调试测试、生产安装过程中会产生大量的种类繁多的数据,难以管理的问题,本论文首先对FEB相关数据的管理需求进行了详细的调研和分析,提出通过搭建FEB数据管理系统的方式来解决这一问题。结合前期需求分析的结果最终确定基于Django模型来开发FEB数据管理系统,然后分层次地设计了FEB数据管理系统的概念模型以及底层数据库的表结构,并在此基础上完成了该FEB数据管理系统的开发,提供了完整的数据库管理系统操作功能,还对FEB数据管理系统进行了多方面的测试。目前,该FEB数据管理系统已经成功应用于FEB相关的实际数据的存储与管理中。  本论文工作的创新点主要有以下几点:  (1)基于Django模型搭建了ATLAS NSW Phase1sTGC探测器前端电子学FEB相关数据的管理系统,成功解决了在整个ATLAS NSW Phase1升级过程中大量多种数据难以统一管理的难题,且该数据管理系统满足了FEB开发研制、调试测试、测试装机的各个阶段所提出的不同的需求,提供了足以解决未来需求的强大的可扩展能力。  (2)面对大量的需要管理的数据,提供了“单条录入”和“批量录入”两种录入方式,使用户在不同的工作条件下可以选择不同的方式进行录入,成功降低了大量相同格式的数据同时录入时繁重的工作量,同时“单条录入”模式又保留了录入少量数据时的简单便捷。
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