Μετατροπή λογισμικού Λ/Σ UNIX system V σε λογισμικό Λ/Σ LINUX για τη σύνδεση σειριακών συσκευών μέσω θύρας RS-232

Abstract

Τα τυπικά εργαστηριακά πυρηνικά μετρητικά συστήματα που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση, και την ποσοτική εκτίμηση ραδιενεργών ακτινοβολιών συνήθως διακρίνονται στις ακόλουθες βασικές συνιστώσες: (α) ανιχνευτής και τροφοδοτικό υψηλής τάσης, (β) προενισχυτής, (γ) ενισχυτής, (δ) διαχωριστής και τέλος (ε) ψηφιακός καταμετρητής / χρονόμετρο. Στην αρχή της ανάπτυξης αυτών των συστημάτων (~1955 – 1965) η ανάγνωση του αποτελέσματος της μέτρησης ραδιενεργού ακτινοβολίας από τον καταμετρητή γινόνταν απευθείας από τον άνθρωπο. Σύντομα, όπως ήταν φυσικό, γεννήθηκε η ανάγκη της αυτόματης καταγραφής τέτοιων αποτελεσμάτων. Ως πρώτη λύση (~1965 – 1975), χρησιμοποιήθηκαν κατάλληλοι εκτυπωτές απευθείας συνδεδεμένοι με τους καταμετρητές. Η ραγδαία ανάπτυξη των Η/Υ, έδωσε σύντομα και τη δυνατότητα οι καταγραφές αυτές να γίνονται στα μαγνητικά μέσα των πρώτων υπολογιστών (από περίπου το 1975 και μετά). Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν διάφορα πρωτόκολλα επικοινωνίας με τους καταμετρητές, το χαρακτηριστικότερο από τα οποία είναι το σειριακό πρωτόκολλο επικοινωνίας που σχεδιάσθηκε ειδικά για την εξυπηρέτηση βιομηχανικών εφαρμογών με σκοπό τον έλεγχο διεργασιών και τη συλλογή δεδομένων από μετρητικές συσκευές. Με βάση τα χαρακτηριστικά του πρωτοκόλλου αυτού, η ανάγνωση και η αποθήκευση των δεδομένων από καταμετρητές, μπορεί να γίνεται on-line. Στο Εργαστήριο Πυρηνικής Τεχνολογίας ΕΜΠ (ΕΠΤ-ΕΜΠ), ήδη από τις αρχές της δεκαετίας του 1980, έγινε η προμήθεια καταμετρητών με δυνατότητες σειριακής επικοινωνίας με Η/Υ. Οι καταμετρητές αυτοί τοποθετήθηκαν σε πειραματικές διατάξεις και συνδέθηκαν με κατάλληλους Η/Υ, χρησιμοποιώντας κατάλληλο λογισμικό επικοινωνίας που αναπτύχθηκε εσωτερικά. Μάλιστα η λειτουργία των υπόψιν πυρηνικών μετρητικών συστημάτων αποδείχθηκε πολύ παραγωγική κατά τις μετρήσεις ελληνικών δειγμάτων επιφανειακού χώματος αμέσως μετά το πυρηνικό ατύχημα στο Chernobyl (Απρίλιος, 1986). Παρόλαυτά, η λειτουργία τέτοιων πυρηνικών μετρητικών συστημάτων μπορεί να απαξιώνεται ή να υπονομεύεται όχι τόσο από την τεχνολογία των επί μέρους συνιστωσών τους, αλλά κυρίως από τη σύντομη ανάγκη αντικατάστασης των συνεργαζόμενων Η/Υ, για λόγους αναβάθμισης λογισμικού και αντικατάστασης υλικού. Αυτό το γεγονός επιβάλλει τη συχνή αναπροσαρμογή ή ακόμα και αντικατάσταση του λογισμικού επικοινωνίας των καταμετρητών με τους συνεργαζόμενους Η/Υ. Σε ό,τι αφορά στο ΕΠΤ-ΕΜΠ, η ανάγκη για τέτοιες μεγάλες αναπροσαρμογές παρουσιάσθηκε το διάστημα 1987 – 1990, κατά το οποίο αντικαταστάθηκαν τότε διαθέσιμα συστήματα Η/Υ DEC τύπου PDP-11/04 και τύπου LSI-11 από συστήματα ΗΡ-9000/320-370 με Λ/Σ UNIX. Τα συστήματα αυτά εξυπηρέτησαν –μεταξύ άλλων- και την on-line ανάγνωση πειραματικών διατάξεων μέτρησης ραδιενέργειας με καταμετρητές μέχρι και το 2007. To 2007 η ανάγκη αυτή επανεμφανίσθηκε καθόσον τα υπολογιστικά συστήματα ΗΡ-9000/320-370 του ΕΠΤ-ΕΜΠ, ξεκίνησαν να αντικαθιστώνται σταδιακά με συστήματα H/Y PC συμβατά με Λ/Σ LINUX. Στην παρούσα Διπλωματική Εργασία αναπτύσσονται και δοκιμάζονται οι απαραίτητες αλλαγές στο σχετικό λογισμικό επικοινωνίας.

The typical nuclear measurement systems, which are in use in Laboratories for the detection and the quantitative evaluation of radioactive sources, consist usually out of the following basic components: (a) detector and high voltage power supply, (b) preamplifier, (c) amplifier, (d) discriminator and (e) digital counter/timer. Over the early years of the development of such measurement systems (~1955 – 1965), reading of radiation measurement results from the counters was performed by the system users themselves. However, rather soon, there was developed the need of automatically recording of such readings. Adequate printers were then(~1965 – 1975) introduced as a solution; These printers were effectively connected to appropriate counters. Rapid computer growth, in the meaning time, provided capabilities of recording such results in computer magnetic media (approx. from 1975 and on). To this end, a number of communication protocols have been informally tested for collecting counter readings, most characteristic of which, was the RS-232 serial protocol. This last protocol was specifically designed for industrial applications, in order to control processes and collect data from measuring devices. The serial protocol allows for on-line reading and recording data from counters. The Nuclear Engineering Laboratory of NTUA (NEL-NTUA) has been equipped with counters with serial communications capabilities, by the early eighties. These counters were implemented in experimental set-ups and adequately connected to appropriate computers, by using an in-hose developed communications software. The operation of the relevant nuclear measuring systems have been proven highly productive for the fast of Greek surface soil samples radioactivity, just after the Chernobyl nuclear accident (April, 1986). Nevertheless, the operation of such systems may be gradually down rated, not because of the aging technology of the nuclear components, but mainly on the ground of the rather continuous need of computer hardware and software upgrade. This fact forces for the frequent adjustment or even replacement of the counter serial communications software to the associated computer systems. In NEL-NTUA, such major changes for this software were introduced between 1987 to 1990, during the Laboratory's transition from the DEC/PDP-11/04 and LSI-11 computer systems to the ΗΡ-9000/320-370 systems under UNIX. These Hewlett Packard systems supported inter alia the on-line recording of results from counters in nuclear measuring systems up to year 2007. In 2007 the need for changing or adjusting the communications software emerged once more, when the ΗΡ-9000/320-370 systems were scheduled for retirement. In their place PC compatible computers were selected operating under LINUX. This Dissertation deals with the introduction and testing of the necessary adjustments to the communications software.