(57)【要約】探知器知能制御システムは、メッセージ発行、フィードバックメッセージ処理を制御する外部制御モジュール（１１０）及び少なくとも一つのデータ伝送・制御モジュール（１２０）と、外部制御モジュール（１１０）に接続されてメッセージを伝送するカテゴリ５のインタフェース（１２５）と、処理ユニット（１２８）と、探知器（１５０）にそれぞれ接続されて探知器（１５０）に関する制御メッセージを伝送する少なくとも一つのカテゴリ１のインタフェース（１２１）と、探知器（１５０）にそれぞれ接続されて探知器（１５０）の生データを伝送する少なくとも一つのカテゴリ２のインタフェース（１２２）と、探知器（１５０）の生データ又は前処理データを採集し伝送するデータ前処理ユニット（１２９）と、外部制御モジュール（１１０）に接続されて探知器（１５０）の生データ／前処理データを伝送するカテゴリ６のインタフェース（１２６）と、を含む。探知器知能制御システムは、探知器（１５０）に対して動的配置、知能観測・制御、電源管理、データ処理、外部とのインタラクティブ、ファームウェアのアップグレードを行う知能化制御プラットホームを形成することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部制御モジュールと、
複数の探知器にそれぞれ通信接続される少なくとも一つのデータ伝送・制御モジュールと、を含み、
前記外部制御モジュールは、前記各データ伝送・制御モジュールにそれぞれ通信接続されて、探知器と当該データ伝送・制御モジュールの制御メッセージを発行して、そして両者のフィードバックメッセージ、及び前記データ伝送・制御モジュールを経由して伝送されてきた探知器の生データ又は前処理データを受信して処理し、
前記各データ伝送・制御モジュールに複数の探知器が接続されおり、処理ユニットと、データ前処理ユニットと、少なくとも一つのカテゴリ１のインタフェース、少なくとも一つのカテゴリ２のインタフェースと、カテゴリ５のインタフェースと、カテゴリ６のインタフェースとを含み、
前記カテゴリ５のインタフェースは、前記外部制御モジュールに通信接続されて、探知器と前記データ伝送・制御モジュールの制御メッセージ及びフィードバックメッセージを伝送し、
前記処理ユニットは、前記探知器とデータ伝送・制御モジュールの制御メッセージ及びフィードバックメッセージを受信、解析、処理及び伝送し、
前記少なくとも一つのカテゴリ１のインタフェースは、複数の探知器にそれぞれ接続されて、探知器の制御メッセージとフィードバックメッセージを伝送し、
前記少なくとも一つのカテゴリ２のインタフェースは、複数の探知器にそれぞれ接続されて、探知器の生データを伝送し、
前記データ前処理ユニットは、前記探知器の生データを採集、受信、伝送し、また前記データ前処理ユニットは、前記探知器の生データを採集、受信、前処理して、探知器の前処理データを伝送し、
前記カテゴリ６のインタフェースは、前記外部制御モジュールに通信接続されて、探知器の生データ又は探知器の前処理データを伝送する
ことを特徴とする探知器知能制御システム。
【請求項２】
探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールに対する少なくとも一つの作動状態観測・制御モジュール、及び／又は外部作動環境観測モジュールを更に含み、
前記データ伝送・制御モジュールには、保留制御インタフェースである少なくとも一つのカテゴリ３のインタフェースが設けられており、
各データ伝送・制御モジュールは、前記カテゴリ３のインタフェースを介して、一つの前記作動状態観測・制御モジュール及び／又は外部作動環境観測モジュールに通信接続され、
前記知能制御システムは、前記作動状態観測・制御モジュール及び／又は外部作動環境観測モジュールから伝送される観測情報に基づいて、前記探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動パラメータを動的に配置する、ことを特徴とする請求項１に記載の探知器知能制御システム。
【請求項３】
前記作動状態観測・制御モジュールは、電源観測・制御モジュール、ファン観測・制御モジュールのうち一つ又は複数の組合せであり、
前記電源観測・制御モジュールは、一端が探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの電源に通信接続され、他端が一つのカテゴリ３のインタフェースを介して前記データ伝送・制御モジュールに通信接続されるように構成され、前記知能制御システムの駆動を受けて前記電源の出力を動的に配置し、
前記ファン観測・制御モジュールは、一端が複数のファンに通信接続され、他端が一つのカテゴリ３のインタフェースを介して前記データ伝送・制御モジュールに通信接続されるように構成され、前記知能制御システムの駆動を受けて前記複数のファンの回転速度を動的に調整し、
前記外部作動環境観測モジュールは、作動温度観測モジュール、環境湿度観測モジュールのうち一つ又は複数の組合せであり、
前記作動温度観測モジュールは、一端が温度センシングユニットに通信接続され、他端が一つのカテゴリ３のインタフェースを介して前記データ伝送・制御モジュールに通信接続されるように構成され、前記探知器及び／又は前記データ伝送・制御モジュールの作動環境の温度情報をリアルタイムで観測し、
前記環境湿度観測モジュールは、一端が湿度センシングユニットに通信接続され、他端が一つのカテゴリ３のインタフェースを介して前記データ伝送・制御モジュールに通信接続されて、前記探知器及び／又は前記データ伝送・制御モジュールの作動環境の湿度情報をリアルタイムで観測する、
ことを特徴とする請求項２に記載の探知器知能制御システム。
【請求項４】
各データ伝送・制御モジュールにおいて、前記カテゴリ１のインタフェース及びカテゴリ２のインタフェースの数は、そのデータ伝送・制御モジュールに接続されている探知器の数に対応して設けられ、各前記探知器は、それぞれ一つのカテゴリ１のインタフェース、一つのカテゴリ２のインタフェースを介して前記データ伝送・制御モジュールに通信接続され、
前記データ伝送・制御モジュールは、ＩＤ認証ユニットを更に含み、前記ＩＤ認証ユニットは、前記カテゴリ５のインタフェースを介して前記外部制御モジュールに通信接続されて、前記データ伝送・制御モジュールのＩＤを告知し認証され、
また、前記データ前処理ユニットの前処理ステップは、採集と伝送との間に実行され、選別、濾過、アルゴリズム実現、標記付け、メッセージ、パケット化、キャッシュ、データパケット伝送の操作の一つ又は複数の組合せを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の探知器知能制御システム。
【請求項５】
前記各データ伝送・制御モジュールは、パラメータ配置及びファームウェアのアップグレードのための第１制御機器と、マルチチャンネル探知器のデータの交換のための第２制御機器と、と含み、
前記第１制御機器は、前記処理ユニットと、前記一つのカテゴリ５のインタフェースと、少なくとも一つのカテゴリ１のインタフェースと、を含み、
前記第２制御機器は、前記データ前処理ユニットと、一つのカテゴリ６のインタフェースと、少なくとも一つのカテゴリ２のインタフェースと、を含み、
カテゴリ３のインタフェースは、前記第１制御機器又は前記第２制御機器に設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の探知器知能制御システム。
【請求項６】
前記第１制御機器及び／又は前記第２制御機器には、周辺デバイス拡張インタフェースであって、周辺処理ユニットと接続されて、第１制御機器及び／又は前記第２制御機器のＲＡＭ及びＦＬＡＳＨを拡張するカテゴリ７のインタフェースが設けられており、
前記第１制御機器と前記第２制御機器との間には、二者間でデータを伝送するカテゴリ４のインタフェースが設けられており、
前記第１制御機器と前記第２制御機器は、ＭＣＵ、ＤＳＰ、ＣＰＬＤ、ＦＰＧＡのうちいずれかの一つである、ことを特徴とする請求項５に記載の探知器知能制御システム。
【請求項７】
前記第２制御機器はＦＰＧＡであり、
前記第１制御機器と前記ＦＰＧＡとは、カテゴリ４のインタフェースを介して互いに通信接続され、
前記カテゴリ４のインタフェースは、前記第１制御機器と前記ＦＰＧＡとの間でファームウェアの配置データを伝送するＪ４０１インタフェースと、前記第１制御機器と前記ＦＰＧＡとの間でサービスデータを伝送するＪ４０２インタフェースと、を含み、
前記Ｊ４０１インタフェースは、ＰＳモードのインタフェースであり、前記Ｊ４０２インタフェースは、短距離データ伝送インタフェースであり、前記短距離データ伝送インタフェースは、ＲＳ２３２インタフェース、ＳＰＩ、Ｉ２Ｃ、ＧＰＩＯ、ＦＳＭＣ、ＥＰＩ、ＬＯＣＡＬ  ＢＵＳのうちいずれか一つであり、
前記第１制御機器はＭＣＵであり、前記第２制御機器はＦＰＧＡである、ことを特徴とする請求項５又は６に記載の探知器知能制御システム。
【請求項８】
前記カテゴリ１のインタフェース、カテゴリ２のインタフェース、カテゴリ３のインタフェース、カテゴリ５のインタフェース及びカテゴリ６のインタフェースは、ＲＳ２３２インタフェース、ＲＳ４８５インタフェース、イーサネットインタフェース、ＣＡＮインタフェース、光ファイバーインタフェース、ＳＰＩ、Ｉ２Ｃ、ＧＰＩＯ、ＦＳＭＣのうちいずれか一つである、ことを特徴とする請求項１又は５に記載の探知器知能制御システム。
【請求項９】
前記外部制御モジュールは、制御表示ユニットと、前記制御表示ユニットに通信接続される少なくとも一つの装置アクセスユニットと、を含み、
前記制御表示ユニットは、探知器、データ伝送・制御モジュールを制御するメッセージ記憶・発行部と、探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュール対する性能・環境パラメータ配置部と、探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの性能・作動状態パラメータ配置部と、前記探知器の生データ又は前処理データを処理、分析、記憶するデータ処理部と、を含み、
前記メッセージ記憶・発行部は、前記装置アクセスユニットを介して前記各データ伝送・制御モジュールのカテゴリインタフェースに通信接続されて、探知器のパラメータを照会、配置し、また、前記探知器、データ伝送・制御モジュールのファームウェアをアップグレードし、
前記性能・環境パラメータ配置部は、前記装置アクセスユニットを介して前記各データ伝送・制御モジュールのカテゴリ５のインタフェースに通信接続されて、前記探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動パラメータを動的に配置し、
前記性能・作動状態パラメータ配置部は、前記装置アクセスユニットを介して前記データ伝送・制御モジュールのカテゴリ５のインタフェースに通信接続され、前記探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動パラメータと、前記作動状態観測・制御モジュールの作動パラメータとを動的に配置し、
前記データ処理部は、前記各データ伝送・制御モジュールのカテゴリ６のインタフェースに通信接続されて、前記マルチチャンネル探知器の生データ／前処理データを後処理する、ことを特徴とする請求項１に記載の探知器知能制御システム。
【請求項１０】
前記制御表示ユニットと前記装置アクセスユニットとの間、前記装置アクセスユニット同士の間、前記装置アクセスユニットと前記データ伝送・制御モジュールとの間は、オールＩＰを介して通信接続され、
又は、前記制御表示ユニットと前記装置アクセスユニットとの間、前記装置アクセスユニット同士の間は、オールＩＰを介して通信接続され、前記装置アクセスユニットと前記データ伝送・制御モジュールとの間はＣＡＮバスを介して通信接続される、ことを特徴とする請求項９に記載の探知器知能制御システム。
【請求項１１】
前記制御表示ユニットは、独立して設けられている第３制御機器と第４制御機器とを含み、
前記第３制御機器は、メッセージ記憶・発行部と、性能・環境パラメータ配置部と、性能・作動状態パラメータ配置部と、を含み、
前記第４制御機器は、前記データ処理部を含む、ことを特徴とする請求項９に記載の探知器知能制御システム。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の探知器知能制御システムを利用した制御方法であって、
（１）前記外部制御モジュールは、開始指令を受信したと判定された場合、前記各データ伝送・制御モジュールが初期化及び自己診断を行うように駆動し、前記データ前処理ユニットは、前記データ前処理ユニットに接続されているマルチチャネル探知器の生データを採集した後、前記カテゴリ６のインタフェースを介して、前記外部制御モジュールのデータ処理部に、直接に又は前処理した後に伝送する、初期化及び自己診断ステップと、
（２）前記外部制御モジュールは、操作者によって入力される制御指令をリアルタイムで観測し判定するステップ、とを含み、
前記ステップ（２）において、
（２−１）特定の探知器のパラメータを照会するという制御指令と判定された場合、前記外部制御モジュールは、前記カテゴリ５のインタフェースを介して、照会指令を前記データ伝送・制御モジュールに伝送し、前記データ伝送・制御モジュールの処理ユニットは、前記照会指令を受信して処理する後、特定の探知器に通信接続されているカテゴリ１のインタフェースを介して、特定の探知器のパラメータ情報を照会し、前記外部制御モジュールにフィードバックして、表示または処理をなされ、
（２−２）特定の探知器にパラメータを配置するという制御指令と判定された場合、前記外部制御モジュールは、特定の探知器のパラメータ情報を、前記カテゴリ５のインタフェースを介して前記データ伝送・制御モジュールに発行し、前記データ伝送・制御モジュールの処理ユニットは、前記パラメータ情報をダウンロードして、前記パラメータ情報を特定の探知器に通信接続されているカテゴリ１のインタフェースを介して前記探知器に伝送し、前記探知器に前記パラメータ情報を配置し、
（２−３）制御指令が特定の探知器のファームウェアアップグレード指令であると判定された場合、前記外部制御モジュールは、特定の探知器のファームウェアのアップグレードプログラムを、前記カテゴリ５のインタフェースを介して、前記データ伝送・制御モジュールにパッケージして伝送し、前記データ伝送・制御モジュールの処理ユニットは、特定の探知器に通信接続されている前記カテゴリ１のインタフェースを介して、前記ファームウェアのアップグレードプログラムを特定の探知器に配置し、
（２−４）制御指令がデータ伝送・制御モジュールのファームウェアアップグレード指令であると判定された場合、前記外部制御モジュールは、データ伝送・制御モジュールのファームウェアのアップグレードプログラムを、前記カテゴリ５のインタフェースを介して、前記データ伝送・制御モジュールにパッケージして伝送し、前記データ伝送・制御モジュールは、前記データ伝送・制御モジュールのファームウェアのアップグレードプログラムをダウンロードして配置する、ことを特徴とする制御方法。
【請求項１３】
前記ステップ（１）の初期化及び自己診断ステップにおいて、データ伝送・制御モジュールに通電した後、
（１−１）処理ユニットは、前記データ伝送・制御モジュールのクロック及び周辺デバイスを自主的に配置し、
（１−２）データ前処理ユニットは、データ処理プログラムをロードし、
（１−３）処理ユニットは、前記探知器に順調に通電するように、前記探知器の作動電圧を配置、検出し、処理ユニットは、探知器が作動開始してデータを伝送するように、前記探知器の初期作動パラメータを配置し、
（１−４）前記マルチチャネル探知器のデータは、前記データ前処理ユニットによって採集された後、前記カテゴリ６のインタフェースを介して前記外部制御モジュールのデータ処理部に直接的に伝送され、又は前処理された後に前記カテゴリ６のインタフェースを介して伝送されて処理される
ことを特徴とする請求項１２に記載の知能制御システムの制御方法。
【請求項１４】
前記ステップ（２−４）において、前記外部制御モジュールは、前記カテゴリ５のインタフェースを介して、前記データ伝送・制御モジュールのファームウェアのアップグレード指令及びプログラムを伝送し、
（２−４−１）前記外部制御モジュールは、第１制御機器のファームウェアをアップグレードするという制御指令と判定した場合、第１制御機器のファームウェアのアップグレードプログラム及び指令のメッセージを、カテゴリ５のインタフェースを介して、前記第１制御機器に伝送して、前記第１制御機器は、前記メッセージを受信し分析した後、前記第１制御機器のファームウェアのアップグレードプログラムをダウンロードして配置し、
（２−４−２）前記外部制御モジュールは、第２制御機器のファームウェアをアップグレードするという制御指令と判定した場合、第２制御機器のファームウェアのアップグレードプログラム及び指令のメッセージを、カテゴリ５のインタフェースを介して、前記第１制御機器に伝送し、前記第１制御機器は、前記メッセージを受信して分析した後、前記第２制御機器のファームウェアのアップグレードプログラムをダウンロードして、前記Ｊ４０１インタフェースを介して前記第２制御機器に伝送して配置し、
あるいは前記ステップ（２−４）において、
（２−４−１’）前記外部制御モジュールは、第１制御機器のファームウェアをアップグレードするという制御指令と判定した場合、第１制御機器のファームウェアのアップグレードプログラムを、前記カテゴリ５のインタフェースを介して、前記第１制御機器に伝送して、前記第１制御機器は、前記第１制御機器のファームウェアのアップグレードプログラムをダウンロードして配置し、
（２−４−２’）前記外部制御モジュールは、第２制御機器のファームウェアをアップグレードするという制御指令と判定した場合、第２制御機器のファームウェアのアップグレードプログラムを、カテゴリ６のインタフェースを介して、前記第２制御機器に伝送して処理し、前記第２制御機器は、前記第２制御機器のファームウェアのアップグレードプログラムをダウンロードして配置する
ことを特徴とする請求項１２に記載の知能制御システムの制御方法。
【請求項１５】
探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動状態を観測、処理するステップ（３）を更に含み、
前記ステップ（３）において、前記データ伝送・制御モジュールは、前記カテゴリ３のインタフェースを介して、前記作動状態観測・制御モジュールによって伝送されてくる探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動状態のリアルタイムパラメータデータをリアルタイムで受信した後、前記カテゴリ５のインタフェースを介して、前記外部制御モジュールの性能・作動状態パラメータ配置部に伝送し、前記性能・作動状態パラメータ配置部は、前記探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールが最適な作動状態にあるように、探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの性能及びパラメータモデルに応じて、前記探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動パラメータを動的に配置し、又は、性能・作動状態パラメータ配置部は、前記探知器の作動状態観測・制御モジュールを駆動して、観測される装置の作動パラメータを動的に調整する
ことを特徴とする請求項１２に記載の知能制御システムの制御方法。
【請求項１６】
探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動環境状態を観測、処理するステップ（４）を更に含み、
前記ステップ（４）において、前記データ伝送・制御モジュールは、前記カテゴリ３のインタフェースを介して、前記作動環境観測モジュールによって伝送されてくる探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動環境のリアルタイムパラメータデータをリアルタイムで受信した後、前記カテゴリ５のインタフェースを介して、前記外部制御モジュールの性能・環境パラメータ配置部に伝送し、前記性能・環境パラメータ配置部は、前記探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールが最適な作動状態にあるように、探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの性能及び環境パラメータに関するモデルにより、前記リアルタイムパラメータデータを処理して、前記探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動パラメータを動的に配置する
ことを特徴とする請求項１２に記載の知能制御システムの制御方法。
【請求項１７】
探知器、校正システム、ベッドコントロールシステム及び配電システムを含むＰＥＴ装置であって、
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の探知器知能制御システムを更に含み、前記校正システム、ベッドコントロールシステム及び配電システムは、前記外部制御モジュールにそれぞれ通信接続されて、前記外部制御モジュールの駆動を受けて作動し、前記各データ伝送・制御モジュールは、カテゴリ１のインタフェース及びカテゴリ２のインタフェースを介して、複数の探知器にそれぞれ通信接続されて、前記探知器を制御し、及び探知器生データを採集、伝送する
ことを特徴とするＰＥＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ処理技術分野に関し、特に、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、陽電子放出コンピュータ断層撮影）装置のデータ採集制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
核探知器は、国民生活に関する適用がますます増えている。検疫検査、衛生及び環境保護、医療分野では、特に発展が速い。核探知器は、放射線検出の基本ユニットとして、日常で使用されている様々な電離放射線に対して定性又は定量の検出を行うことができ、例えば、レベル計のＸ線、水質検査及び観測のα、β線、医療用ＣＴのＸ線、ＰＥＴのγ線、環境放射線観測に用いるＸ、γ、中性子等の放射線等の例が挙げられる。
【０００３】
核探知器のデジタル化及びモジュール化は、最も主流の発展傾向になっている。放射線検出モジュールにより放射線に対してエネルギー変換を効果的に行うことで、高エネルギー放射線を次第に定量化可能にする。デジタル化可能な電気信号は、現在核探知器の共同の発展傾向になっていて、異なる応用分野に応じて、計器開発者は、モジュール化される探知器について、データ採集システムと制御システムとを構築する必要がある。
【０００４】
海外会社であるキャンベラ（Ｃａｎｂｅｒｒａ）社は、核探知器分野において、幅広い商品ラインをもっており、異なるタイプの探知器について、共通利用可能なデジタル制御モジュールとなるマルチチャンネルアナライザ（ＯＳＰＲＥＹ）を開発した。ＯＳＰＲＥＹは、ＤＳＰ技術に基づいたものであり、ＮａＩ探知器、ＬａＢｒ３探知器又は高純度ゲルマニウム探知器に適用することができ、探知器に必要な正負高圧選択を提供できる。当該マルチチャンネルアナライザは、エネルギースペクトル分析、自動ゲイン調整等の機能を統合しており、核探知器の制御機器としてエネルギースペクトル測定分野において最も幅広く適用されて円熟したものである。
【０００５】
日本の浜松社は、核探知器の肝心な部品と専用モジュールを主要製品とする。特定の探知器について、浜松社は、探知器性能に対してテストを行うことにより、パラメータを特定モジュールに固定配置し、独立した電源モジュール及び応用モジュールを研究開発し、例えば、核探知器の計数分野において、新たに開発されたＭ９００１−０３は、ＰＣＩの計数モジュールカードとＣ４９９−０１の高圧モジュールに基づいたものである。浜松社は、部品の組合せにより、任意の核探知器に対する配置、制御、適用を実現することを望んでいる。
【０００６】
アイルランドのＳｅｎｓＬ社は、そのシリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）からなる核探知器に対して、ＨＲＭ−ＴＤＣを開発して、探知器のマルチチャンネルデータを処理し、さらに内部にＴＤＣが含まれているから、核探知器の関連時間の測定、飛行時間の適用を実現することができる。当該ＴＤＣは２７ｐｓの時間精度での測定ができる。
【０００７】
中国の湖北方円環保科技有限公司によるエネルギー分散型分光計、αβ測定計等の核計器は、中国国内での市場占有率で常にリードしている。同社の集積制御機器ＦＹＦＳ−２００２Ｆは、核探知器の高圧供給、校正、エネルギースペクトル統計、データ前処理等の機能を有し、また、多種の核探知器タイプに対応することができる。同社は、次世代のＦＰＧＡに基づく超マルチチャンネル核探知器制御機器を研究しており、汎用プラットホームを介して複数の探知器のアクセスを実現すると望む。現在、αβ計数器によって８チャンネル−１０探知器のアクセスの総合制御を実現した。
【０００８】
ところで、医学用放射線探知器又は環境観測、検測、観測用核探知器は、共に探知器と制御モジュールとの混合設計によって、専用電子回路と組み込みソフトウェアシステムとを一体にして探知器の供給及び機能を実現し、従来の探知器が下記のような課題に対して、解決手段を提供できていない。
【０００９】
（１）探知器の電源は、知能配置によって供給されること、また観測されることができない。
【００１０】
（２）今までの探知器のデータ出力は、受動的に伝送され、主動的に制御することができていない。
【００１１】
（３）探知器は、動的にアップグレードされることができない。
【００１２】
（４）配列となった探知器に対する管理とメンテナンスは困難であり、配列となった探知器の星状ネットワークグローバルクロックは、実際の適用において、データ線が繁雑になること、データ配線の高い精度が求められること等の問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、探知器を独立させて、探知器の制御をネットワーク化させ、データをモジュール化させ、外部に対して統一のインタフェースを提供し、探知器の情報を全面的に把握して、探知器の正常作動状態を保証することができるとともに、応用の適応性によって、探知器のパラメータを配置してデータ処理を行うことができ、ファームウェアをオンラインに変更することで基礎探知器ユニットを様々な分野に適用させることができる探知器知能制御システム及び制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の探知器知能制御システムは、通信接続されている外部制御モジュールと、前記外部制御モジュールにそれぞれ通信接続される少なくとも一つのデータ伝送・制御モジュールと、を含み、
前記外部制御モジュールは、前記各データ伝送・制御モジュールにそれぞれ通信接続されて、探知器とデータ伝送・制御モジュールに対する制御メッセージを発行し、探知器とデータ伝送・制御モジュールからのフィードバックメッセージと、前記データ伝送・制御モジュールを介して伝送された探知器の生データ又は前処理データとを受信して処理し、
前記各データ伝送・制御モジュールは、処理ユニットと、データ前処理ユニットと、及び少なくとも一つのカテゴリ１のインタフェースと、少なくとも一つのカテゴリ２のインタフェースと、カテゴリ５のインタフェースと、カテゴリ６のインタフェースと、を含み、
前記カテゴリ５のインタフェースは、前記外部制御モジュールに通信接続されて、探知器と前記データ伝送・制御モジュールに関する制御メッセージとフィードバックメッセージを伝送し、
前記処理ユニットは、前記探知器とデータ伝送・制御モジュールに関する制御メッセージを受信、解析、処理及び伝送し、
少なくとも一つのカテゴリ１のインタフェースは、複数の探知器にそれぞれ接続されて、探知器に関する制御メッセージとフィードバックメッセージを伝送し、
少なくとも一つのカテゴリ２のインタフェースは、複数の探知器にそれぞれ接続されて、探知器の生データを伝送し、
前記データ前処理ユニットは、前記探知器の生データを採集、受信、伝送し、又は、前記データ前処理ユニットは、前記探知器の生データを採集、受信、前処理して探知器の前処理データを伝送し、
カテゴリ６のインタフェースは、前記外部制御モジュールに通信接続されて、探知器の生データ又は探知器の前処理データを伝送する。
【００１５】
探知器知能制御システムは、さらに探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの少なくとも一つに関する作動状態観測・制御モジュール及び／又は外部作動環境観測モジュールを含み、前記データ伝送・制御モジュールには、保留制御インタフェースである少なくとも一つのカテゴリ３のインタフェースが設けられており、各データ伝送・制御モジュールは、前記カテゴリ３のインタフェースを介して、一つの前記作動状態観測・制御モジュール及び／又は外部作動環境観測モジュールに通信接続される。
【００１６】
前記作動状態観測・制御モジュールは、ファン観測・制御モジュールと電源観測・制御モジュールのうち一つ又は複数の組合せである。前記電源観測・制御モジュールは、一端が探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの電源に通信接続され、他端が一つのカテゴリ３のインタフェースを介して前記データ伝送・制御モジュールに通信接続されて、これにより、前記知能制御システムの駆動を受けて前記電源の出力を動的に配置する。ここで、電源の出力とは、電圧、電流及びパワーの出力が含まれている。前記ファン観測・制御モジュールは、一端が複数のファンに通信接続され、他端が一つのカテゴリ３のインタフェースを介して前記データ伝送・制御モジュールに通信接続されて、これにより、前記知能制御システムの駆動を受けて前記ファンの回転速度を動的に調整する。
【００１７】
前記外部作動環境観測モジュールは、作動温度観測モジュール、環境湿度観測モジュールのうち一つ又は複数の組合せである。前記作動温度観測モジュールは、一端が温度センシングユニットに通信接続され、他端が一つのカテゴリ３のインタフェースを介して前記データ伝送・制御モジュールに通信接続されて、これにより、前記探知器及び／又は前記データ伝送・制御モジュールの作動環境の温度情報をリアルタイムで観測する。前記環境湿度観測モジュールは、一端が湿度センシングユニットに通信接続され、他端が一つのカテゴリ３のインタフェースを介して前記データ伝送・制御モジュールに通信接続されて、前記探知器及び／又は前記データ伝送・制御モジュールの作動環境の湿度情報をリアルタイムで観測する。
【００１８】
前記カテゴリ１のインタフェース及びカテゴリ２のインタフェースの数は、探知器の数に対応し設けられ、各前記探知器は、それぞれ一つのカテゴリ１のインタフェース、一つのカテゴリ２のインタフェースを介して前記データ伝送・制御モジュールに通信接続される。
【００１９】
前記データ伝送・制御モジュールは、ＩＤ認証ユニットを更に含み、前記ＩＤ認証ユニットは、前記カテゴリ５のインタフェースを介して前記外部制御モジュールに通信接続されて、前記データ伝送・制御モジュールのＩＤを告知し且つ認証されることが好ましい。
【００２０】
また、前記データ前処理ユニットの前処理ステップは、採集と伝送との間に実行され、選別、濾過、アルゴリズム実現、標記付け、パッケージ、パケット化、キャッシュ、データパケット伝送の操作のうち一つ又は複数の組合せを含むことが好ましい。
【００２１】
前記処理ユニットは、パラメータ配置及びファームウェアのアップグレードのための第１制御機器であり、前記データ前処理ユニットは、マルチチャネル探知器データの交換のための第２制御機器であり、前記一つのカテゴリ５のインタフェース、及び少なくとも一つのカテゴリ１のインタフェースは、前記第１制御機器に設けられており、前記一つのカテゴリ６のインタフェース、及び少なくとも一つのカテゴリ２のインタフェースは、前記第２制御機器に設けられており、前記カテゴリ３のインタフェースは、前記第１制御機器又は前記第２制御機器に設けられている。
【００２２】
前記第１制御機器及び／又は前記第２制御機器には、周辺デバイス拡張インタフェースであって、周辺処理ユニットと接続されて、第１制御機器及び／又は前記第２制御機器のＲＡＭ及び及ＦＬＡＳＨを拡張するカテゴリ７のインタフェースが設けられている。
【００２３】
前記第１制御機器と前記第２制御機器との間には、二者間でデータを交換するカテゴリ４のインタフェースが設けられていることが好ましい。
【００２４】
また、前記第１制御機器及び前記第２制御機器は、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ、マイクロ制御ユニット）、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、デジタル信号処理器）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ、コンプレックスプログラマブルロジックデバイス）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＧａｔｅＡｒｒａｙ、即ちフィールドプログラマブルゲートアレイ）のうちいずれかの一つであることが好ましい。
【００２５】
前記第２制御機器はＦＰＧＡであり、前記第１制御機器と前記ＦＰＧＡとは、カテゴリ４のインタフェースを介して互いに通信接続され、前記カテゴリ４のインタフェースは、前記第１制御機器と前記ＦＰＧＡとの間でファームウェアの配置データを伝送するＪ４０１インタフェースと、前記第１制御機器と前記ＦＰＧＡとの間でサービスデータを伝送するＪ４０２インタフェースと、を含む。
【００２６】
前記Ｊ４０１インタフェースは、ＰＳモードのインタフェースであり、前記Ｊ４０２インタフェースは、短距離データ伝送インタフェースであり、前記短距離データ伝送インタフェースは、ＲＳ２３２インタフェース、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、シリアル・ペリフェラル・インタフェース）、Ｉ２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＧＰＩＯ（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐｕｒｐｏｓｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｏｕｔｐｕｔ、汎用入力／出力）、ＦＳＭＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、フレキシブル・スタティック・メモリ・コントローラ）、ＥＰＩ（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ  Ｐａｎｅｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、組み込みパネルインタフェース）、ＬＯＣＡＬ  ＢＵＳ（ローカルバス）のうちいずれかの一つであることが好ましい。
【００２７】
また、前記第１制御機器はＭＣＵであることが好ましい。
【００２８】
前記カテゴリ１のインタフェース、カテゴリ２のインタフェース、カテゴリ３のインタフェース、カテゴリ５のインタフェース及びカテゴリ６のインタフェースは、ＲＳ２３２インタフェース、ＲＳ４８５インタフェース、イーサネットインタフェース、ＣＡＮインタフェース、光ファイバーインタフェース、ＳＰＩ、Ｉ２Ｃ、ＧＰＩＯ、ＦＳＭＣのうちいずれかの一つである。
【００２９】
前記外部制御モジュールは、制御表示ユニットと、前記制御表示ユニットに通信接続される少なくとも一つの装置アクセスユニットと、を含む。
【００３０】
前記制御表示ユニットは、探知器、データ伝送・制御モジュールを制御するメッセージ記憶・発行部と、探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールに対する性能・環境パラメータ配置部と、探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの性能・作動状態パラメータ配置部と、前記探知器の生データ又は前処理データを処理、分析、記憶するデータ処理部と、を含む。
【００３１】
前記メッセージ記憶・発行部は、前記装置アクセスユニットを介して前記各データ伝送・制御モジュールのカテゴリ５のインタフェースに通信接続されて、探知器のパラメータを照会、配置し、また、前記探知器、データ伝送・制御モジュールのファームウェアをアップグレードする。
【００３２】
前記性能・環境パラメータ配置部は、前記装置アクセスユニットを介して前記各データ伝送・制御モジュールのカテゴリ５のインタフェースに通信接続されて、前記探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動パラメータを動的に配置する。
【００３３】
前記性能・作動状態パラメータ配置部は、前記装置アクセスユニットを介して前記データ伝送・制御モジュールのカテゴリ５のインタフェースに通信接続され、前記探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動パラメータと、前記作動状態観測・制御モジュールの作動パラメータとを動的に配置する。
【００３４】
前記データ処理部は、前記各データ伝送・制御モジュールのカテゴリ６のインタフェースに通信接続されて、前記マルチチャンネル探知器の生データ／前処理データを後処理する。具体的に、データ記憶、計算、処理、伝送、画像再構成等を含む。
【００３５】
前記制御表示ユニットと前記装置アクセスユニットとの間、前記装置アクセスユニット同士の間、前記装置アクセスユニットと前記データ伝送・制御モジュールとの間は、オールＩＰを介して通信接続される。
【００３６】
又は、前記制御表示ユニットと前記装置アクセスユニットとの間、前記装置アクセスユニット同士の間は、オールＩＰを介して通信接続され、前記装置アクセスユニットと前記データ伝送・制御モジュールとの間は、ＣＡＮバスを介して通信接続される。
【００３７】
前記制御表示ユニットは、独立して設けられている第３制御機器と第４制御機器とを含み、前記第３制御機器は、メッセージ記憶・発行部と、性能・環境パラメータ配置部と、性能・作動状態パラメータ配置部と、を含み、前記第４制御機器は前記データ処理部を含む。
【００３８】
探知器知能制御システムの制御方法は、次のようなステップを含む。
【００３９】
（１）  初期化及び自己診断ステップ。前記外部制御モジュールは、開始指令を受信したと判定した場合、前記のデータ伝送・制御モジュールが初期化及び自己診断を行うように駆動する。前記マルチチャネル探知器のデータは、前記データ前処理ユニットによって採集、前処理された後、前記カテゴリ６のインタフェースを介して、前記外部制御モジュールのデータ処理部に伝送される。
【００４０】
前記ステップ（１）である初期化及び自己診断ステップにおいて、データ伝送制御モジュールに通電した後、
（１−１）  処理ユニットは、前記データ伝送・制御モジュールのクロック及び周辺デバイスを自主的に配置し、
（１−２）  データ前処理ユニットは、データ処理プログラムをロードし、
（１−３）  処理ユニットは、前記探知器に順調に通電するように、前記探知器の作動電圧を配置、検出し、処理ユニットは、探知器が作動開始してデータを伝送するように、前記探知器の初期作動パラメータを配置し、  （１−４）  前記マルチチャネル探知器のデータは、前記データ前処理ユニットによって採集、前処理された後、前記カテゴリ６のインタフェースを介して、前記外部制御モジュールのデータ処理部に伝送される。
【００４１】
（２）  前記外部制御モジュールは、操作者によって入力される制御指令をリアルタイムで観測し判定するステップ。具体的に、
（２−１）  特定の探知器のパラメータを照会するという制御指令と判定した場合、前記外部制御モジュールは、照会指令を、前記カテゴリ５のインタフェースを介して、前記データ伝送・制御モジュールに伝送し、前記データ伝送・制御モジュールの処理ユニットは、前記照会指令を受信して処理した後、特定の探知器に通信接続されているカテゴリ１のインタフェースを介して、特定の探知器のパラメータ情報を照会して、前記外部制御モジュールにフィードバックして、表示及び処理を行わせ、
（２−２）  特定の探知器のパラメータを配置するという制御指令と判定した場合、前記外部制御モジュールは、特定の探知器のパラメータ情報を、前記カテゴリ５のインタフェースを介して、前記データ伝送・制御モジュールに伝送し、前記データ伝送・制御モジュールは、前記パラメータ情報をダウンロードして、特定の探知器に通信接続されているカテゴリ１のインタフェースを介して、前記パラメータ情報を前記探知器に伝送して配置し、
（２−３）  特定の探知器のファームウェアをアップグレードするという制御指令と判定した場合、前記外部制御モジュールは、特定の探知器のファームウェアのアップグレードプログラムを、前記カテゴリ５のインタフェースを介して、前記データ伝送・制御モジュールにパッケージして伝送し、前記データ伝送・制御モジュールは、特定の探知器に通信接続されている前記カテゴリ１のインタフェースを介して、前記ファームウェアのアップグレードプログラムを特定の探知器に配置し、
（２−４）  データ伝送・制御モジュールのファームウェアをアップグレードするという制御指令と判定した場合、前記外部制御モジュールは、データ伝送・制御モジュールのファームウェアのアップグレードプログラムを、前記カテゴリ５のインタフェースを介して、前記データ伝送・制御モジュールにパッケージして伝送し、前記データ伝送・制御モジュールは、前記データ伝送・制御モジュールのファームウェアのアップグレードプログラムをダウンロードして配置する。
【００４２】
前記ステップ（２−４）において、前記外部制御モジュールは、前記カテゴリ５のインタフェースを介して、前記データ伝送・制御モジュールのファームウェアのアップグレード指令及びプログラムを伝送するが、具体的に、
（２−４−１）  前記外部制御モジュールは、第１制御機器のファームウェアをアップグレードするという制御指令と判定した場合、第１制御機器のファームウェアのアップグレードプログラム及び指令のメッセージを、カテゴリ５のインタフェースを介して、前記第１制御機器に伝送して処理し、前記第１制御機器は、前記メッセージを受信し分析した後、前記第１制御機器のファームウェアのアップグレードプログラムをダウンロードして配置し、
（２−４−２）  前記外部制御モジュールは、第２制御機器のファームウェアをアップグレードするという制御指令と判定した場合、第２制御機器のファームウェアのアップグレードプログラム及び指令のメッセージを、カテゴリ５のインタフェースを介して、前記第１制御機器に伝送し、前記第１制御機器は、前記メッセージを受信して分析した後、前記第２制御機器のファームウェアのアップグレードプログラムをダウンロードして、前記Ｊ４０１インタフェースを介して前記第２制御機器に伝送して配置する。
【００４３】
又は、前記ステップ（２−４）において、（２−４−１’）前記外部制御モジュールは、第１制御機器のファームウェアをアップグレードするという制御指令と判定した場合、第１制御機器のファームウェアのアップグレードプログラムを、前記カテゴリ５のインタフェースを介して、前記第１制御機器に伝送して、前記第１制御機器は、前記第１制御機器のファームウェアのアップグレードプログラムをダウンロードして配置し、（２−４−２’）前記外部制御モジュールは、第２制御機器のファームウェアをアップグレードするという制御指令と判定した場合、第２制御機器のファームウェアのアップグレードプログラムを、カテゴリ６のインタフェースを介して、前記第２制御機器に伝送して処理し、前記第２制御機器は、前記第２制御機器のファームウェアのアップグレードプログラムをダウンロードして配置する。
【００４４】
前記知能制御システムの制御方法は、探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動状態を観測、処理するステップ（３）を更に含む。当該ステップ（３）において、前記データ伝送・制御モジュールは、前記カテゴリ３のインタフェースを介して、前記作動状態観測・制御モジュールによって伝送される探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動状態のリアルタイムパラメータデータをリアルタイムで受信した後、前記カテゴリ５のインタフェースを介して、前記外部制御モジュールの性能・作動状態パラメータ配置部に伝送して、前記性能・作動状態パラメータ配置部は、前記探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールが最適な作動状態にあるように、探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの性能及びパラメータに関するモデルにより、前記探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動パラメータを動的に配置し、又は、性能・作動状態パラメータ配置部は、前記探知器の作動状態観測・制御モジュールを駆動して、観測されている装置の作動パラメータを動的に調整する。
【００４５】
前記知能制御システムの制御方法は、探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動環境状態を観測、処理するステップ（４）を更に含む。当該ステップ（４）において、前記データ伝送・制御モジュールは、前記カテゴリ３のインタフェースを介して、前記作動環境観測モジュールによって伝送される探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動環境のリアルタイムパラメータデータをリアルタイムで受信した後、前記カテゴリ５のインタフェースを介して、前記外部制御モジュールの性能・環境パラメータ配置部に伝送し、前記性能及び環境パラメータ配置部は、前記探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールが最適な作動状態にあるように、探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの性能及び環境パラメータに関するモデルを処理して、前記探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールの作動パラメータを動的に配置する。
【００４６】
本発明によるＰＥＴ装置は、探知器、探知器知能制御システム、校正システム、ベッドコントロールシステム及び配電システム等の補助システムを含むものであって、校正システム、ベッドコントロールシステム及び配電システムは、前記外部制御モジュールにそれぞれ通信接続されて、前記外部制御モジュールの駆動を受けて作動し、前記各データ伝送・制御モジュールは、カテゴリ１のインタフェース及びカテゴリ２のインタフェースを介して、複数の探知器にそれぞれ通信接続されて、前記探知器を制御し、及び探知器生データを採集、伝送する。
【発明の効果】
【００４７】
上記発明によれば、本発明の有益な効果は、以下のとおりである。
【００４８】
本発明に係る探知器知能制御システムは、従来の専用制御機器と比べて、三つの利点がある。
【００４９】
１．プログラミング、カスタマイズ可能なアルゴリズムセンターをデータ前処理プラットホームとする。従来の核探知器制御機器は、基本的に、データ伝送機能又は固定化されたデータ処理モードだけを備えており、例えば、ＰＥＴ探知器において、データを伝送することだけ又はエネルギーウィンドウ、タイムウィンドウを選別することだけができる。エネルギー分散型分光計探知器において、制御モジュールは、マルチチャンネルエネルギースペクトル分析を行う。本発明に係る探知器知能制御システムは、ユーザの需要に応じて、様々なアルゴリズムの実現を提供し、ユーザによってアルゴリズムをカスタムできるプラットホームも提供し、全てのデータ処理は、第２制御機器、例えばＦＰＧＡプラットホームに基づいて、リアルタイム又は制御可能な遅延を実現する。
【００５０】
２．探知器を最適配置し、探知器をリアルタイムで監視し、探知器の性能を最適化する。従来の探知器制御機器には、電圧、ゲイン、閾値などを含む配置パラメータが固定されている。核探知器知能制御モジュールでは、探知器の作動情況の統計をとって、大量のデータを分析することにより、探知器の最適作動状態を取得できるから、最適プロファイルによって探知器を配置することを提案し、同時に、探知器の環境パラメータをリアルタイムで観測することにより、探知器と知能制御システムが常に最適作動状態にあるように、性能及び環境パラメータに関するモデルと性能及び作動パラメータに関するモデルにより、探知器及び知能制御システムの配置パラメータを動的に変更する。
【００５１】
３．オンライン管理によって、ファームウェアをオンラインアップグレード、メンテナンスする。従来の探知器では、制御モジュールが探知器に一々対応し、固定された操作方法と固定された処理流れで、オフライン管理が行われる。本発明に係る探知器知能制御システムでは、全ての探知器が知能モジュールにより独立したオンラインユニットになるように、ＣＡＮバスとイーサネットとが併せて利用され、Ａｌｌ−ＩＰの管理アーキテクチャが構成されている。ユーザは、集中制御センターにより、探知器の知能モジュールに対するアクセス、制御、交互を行うことと、探知器の状態情報を収集、採集することと、ローカルデータの統計をとって分析することと、ファームウェアをダウンロード、更新することにより、探知器の機能、作動流れを変化させて、異なる応用シナリオに対応することとができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施例に係る探知器知能制御システムの全体接続模式図である。
【図２】図１に示す実施例の構成模式図である。
【図３】図１に示す実施例の通信接続関係模式図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る探知器知能制御システムの構成模式図である。
【図５】図３に示す実施例の通信接続関係模式図である。
【図６】本発明に係る探知器知能制御システムの作動プロセス模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明について図面に示す実施例を参照して更に説明する。
【００５４】
第１実施例において、図１〜図３に示すように、本発明に係る探知器知能制御システムは、外部制御モジュール１１０と、少なくとも一つのデータ伝送・制御モジュール１２０と、作動状態観測・制御モジュール１３０と、外部作動環境観測モジュール１４０とを含む。
【００５５】
外部制御モジュール１１０は、探知器１５０とデータ伝送・制御モジュール１２０に対する制御メッセージを発送し、データ伝送・制御モジュール１２０によって伝送されてきた探知器の生データ／前処理データ及びフィードバック情報を受信して処理するが、制御表示ユニット１１１と、制御表示ユニット１１１に通信接続される装置アクセスユニット１１２とを含む。
【００５６】
本実施例において、制御表示ユニット１１１は、一体に構成されており、メッセージ記憶・発行部１１３と、性能・環境パラメータ配置部１１４と、性能・作動状態パラメータ配置部１１５と、データ処理部１１６と、を含む。メッセージ記憶・発行部１１３は、探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０のアップグレード及びパラメータ配置を制御し、性能・環境パラメータ配置部１１４及び性能・作動状態パラメータ配置部１１５は、探知器１５０とデータ伝送・制御モジュール１２０を動的に配置し、データ処理部１１６は、データ伝送・制御モジュール１２０によって伝送されてきた探知器の生データ又は前処理データを処理し、データ記憶、計算、処理、転送、画像再構成等の操作が含まれている。装置アクセスユニット１１２と制御表示ユニット１１１とは、ＩＰネットワークに基づいて通信接続され、装置アクセスユニット１１２とデータ伝送・制御モジュール１２０とは、ＩＰ又はＣＡＮバスを介して通信接続されて、各データ伝送・制御モジュール１２０と制御表示ユニット１１１との間に情報を転送、バッファー、転換する。
【００５７】
このような通信アーキテクチャによれば、探知器知能制御システムにおける各装置は、共にＩＰ又はＣＡＮに基づいて通信接続することができ、ＩＰ及びＣＡＮ通信は、操作システムの標準コンポーネントとして、レイヤが明瞭であり、外部に対するインタフェースが安定且つ明瞭であり、そして、システム全体がデータの処理、伝送を行う時、確実性が高くて、コストが低くて、汎用性が高い。且つシステムのスケーラビリティが高くて、需要に応じて、全体フレームを変えずに、新たなデータ伝送・制御モジュールを追加して、新たな探知器のアクセス及び制御を実現することができる。
【００５８】
各データ伝送・制御モジュール１２０には、複数の探知器がかかっており、そのうち、処理ユニット１２８と、データ前処理ユニット１２９と、ＩＤ認証ユニット１２４と、少なくとも一つのカテゴリ１のインタフェース１２１と、少なくとも一つのカテゴリ２のインタフェース１２２と、少なくとも一つのカテゴリ３のインタフェース１２３、一つのカテゴリ５のインタフェース１２５と、一つのカテゴリ６のインタフェース１２６と、を含み、データの伝送と制御とを独立して行う。
【００５９】
カテゴリ１のインタフェース１２１、カテゴリ２のインタフェース１２２、カテゴリ３のインタフェース１２３、カテゴリ５のインタフェース１２５、及びカテゴリ６のインタフェース１２６は、ＲＳ２３２インタフェース、ＲＳ４８５インタフェース、イーサネットインタフェース、ＣＡＮインタフェース、光ファイバーインタフェース、ＳＰＩ、Ｉ２Ｃ、ＧＰＩＯ、ＦＳＭＣのうちいずれか一つであり、本実施例において、外部制御モジュール１１０にＩＰ又はＣＡＮを介して通信接続されるのを実現するため、カテゴリ５のインタフェース１２５及びカテゴリ６のインタフェース１２６は、イーサネットインタフェース又はＣＡＮインタフェースとする。
【００６０】
データの制御について、少なくとも一つのカテゴリ１のインタフェース１２１は、複数の探知器１５０にそれぞれ接続されて、当該データ伝送・制御モジュール１２０にかかる複数の探知器１５０の制御メッセージ及びフィードバックメッセージを伝送し、カテゴリ５のインタフェース１２５は、外部制御モジュール１１０に通信接続されて、上記複数の探知器１５０と当該データ伝送・制御モジュール１２０の制御メッセージ及びフィードバックパケットを伝送する。本実施例において、カテゴリ５のインタフェース１２５は、装置アクセスユニット１１２を介して、メッセージ記憶・発行部１１３に通信接続されて、探知器１５０のパラメータを照会、配置し、探知器１５０及びデータ伝送・制御モジュール１２０のファームウェアをアップグレードする。カテゴリ１のインタフェース１２１の数は、当該データ伝送・制御モジュール１２０にかかる複数の探知器１５０の数に応じて設置され、各探知器１５０は、それぞれ一つのカテゴリ１のインタフェース１２１を介して、データ伝送・制御モジュール１２０に通信接続される。カテゴリ５のインタフェース１２５は、イーサネットインタフェースであり、処理ユニット１２８は、カテゴリ５のインタフェース１２５を介して伝送される探知器１５０及びデータ伝送・制御モジュールの制御メッセージを解析、処理するとともに、探知器１５０及びデータ伝送・制御モジュールの情報をフィードバックする。
【００６１】
データの伝送について、少なくとも一つのカテゴリ２のインタフェース１２２は、複数の探知器１５０にそれぞれ接続されて、探知器１５０の生データを伝送し、カテゴリ６のインタフェース１２６は、外部制御モジュール１１０に通信接続されて、探知器１５０の生データ／前処理データを伝送する。本実施例において、カテゴリ２のインタフェース１２２の数は、複数の探知器１５０の数に応じて設置され、各探知器１５０は、それぞれ一つのカテゴリ２のインタフェース１２２を介して、データ伝送・制御モジュール１２０に通信接続される。データ前処理ユニット１２９は、探知器１５０の生データを受信、採集、伝送し、又は探知器１５０の生データを受信、採集、前処理して探知器の前処理データを伝送する。データ前処理ユニット１２９の前処理ステップは、採集と伝送との間に実行され、選別、濾過、アルゴリズムの実現、標記付け、パッケージ、パケット化、キャッシュ、パケット伝送の操作の一つ又は複数の組合せを含む。カテゴリ６のインタフェース１２６はイーサネットインタフェースであり、各データ伝送・制御モジュールのカテゴリ６のインタフェース１２６は、データ処理部１１６に直接的に通信接続されて、マルチチャネル探知器１５０の生データ又は前処理データを処理する。
【００６２】
ＩＤ認証ユニット１２４は、カテゴリ５のインタフェース１２５を介して、外部制御モジュール１１０に接続されて、外部制御モジュール１１０に対して、当該データ伝送・制御モジュール１２０のＩＤ情報を告知し且つ認証する。外部制御モジュール１１０に多くのデータ伝送・制御モジュールがかかっているから、情報が誤って送信されることを避けるため、各データ伝送・制御モジュールの中にそれぞれＩＤ認証ユニット１２４が設けられる。
【００６３】
少なくとも一つのカテゴリ３のインタフェース１２３は、作動状態観測・制御モジュール１３０、外部作動環境観測モジュール１４０のアクセス及び処理のための保留制御インタフェースである。
【００６４】
作動状態観測・制御モジュール１３０は、探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０の作動状態パラメータを観測して、これらの作動状態パラメータをデータ伝送・制御モジュール１２０に伝送し、データ伝送・制御モジュール１２０のカテゴリ５のインタフェースは、装置アクセスユニット１１２を介して、性能・作動状態パラメータ配置部１１５に通信接続されて、探知器１５０とデータ伝送・制御モジュール１２０が最適な作動状態になるように、探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０の作動パラメータを動的に配置し、又は、作動状態観測・制御モジュール１３０を駆動してそれにより監視される装置の作動状態を動的に調整する。本実施例において、ファン観測・制御モジュール１３１、電源・制御モジュール１３２の一つまたは複数の組合せを含んでいる。
【００６５】
ファン観測・制御モジュール１３１の一端が複数のファンに通信接続され、ファン観測・制御モジュール１３１の他端が一つのカテゴリ３のインタフェースを介してデータ伝送・制御モジュール（処理ユニット１２８）に接続されて、知能制御システムによる駆動を受けて複数のファンの回転速度を動的に調整し、これにより、探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０の作動温度を調整する。知能制御システム即ち性能・作動状態パラメータ配置部１１５は、探知器１５０の作動温度が高すぎると判定した場合、ファンの回転速度の増加をさせる指令を伝送する。性能・作動状態パラメータ配置部１１５は、探知器１５０の作動温度が低いと判定した場合、ファンの回転速度を低減させる指令を伝送する。データ伝送・制御モジュール１２０が十分に強い機能を持っている時、上記探知器１５０の性能・作動状態パラメータ配置部１１５は、データ伝送・制御モジュール１２０に設けられても良い。
【００６６】
電源観測・制御モジュール１３２の一端は、探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０の電源に接続され、電源観測・制御モジュール１３２の他端は、一つのカテゴリ３のインタフェースを介して、データ伝送・制御モジュール１２０（処理ユニット１２８）に接続されて、知能制御システムによる駆動を受けて電源の出力を動的に配置し、ここで、電源の出力とは電圧、電流及びパワーの出力が含まれている。知能制御システム即ち性能・作動状態パラメータ配置部１１５は、カテゴリ５のインタフェースを介して、電源観測・制御モジュール１３２により伝送されてくる探知器１５０及びデータ伝送・制御モジュール１２０のリアルタイムの作動電圧の大きさ、電流の大きさ及びパワーの出力を受信する。出力が異常であると判定した場合、性能・作動状態パラメータ配置部１１５は、制御指令を電源観測・制御モジュール１３２に伝送し、電源観測・制御モジュール１３２は、指令を解析して、探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０の作動が正常状態に戻るように、探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０電源の出力を調整する。
【００６７】
外部作動環境観測モジュール１４０は、探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０の外部作動環境パラメータをリアルタイムで観測し、カテゴリ３のインタフェースを介して、リアルタイムの作動環境パラメータをデータ伝送・制御モジュール１２０（処理ユニット１２８）に伝送し、データ伝送・制御モジュール１２０のカテゴリ５のインタフェースは、装置アクセスユニット１１２を介して、性能・作動状態パラメータ配置部１１５に通信接続されて、探知器１５０及び／又はデータ伝送・制御モジュール１２０が常に最適な作動状態にあるように、早速に操作者を注意し、環境パラメータの異常状況の対策を採らせる。本実施例において、外部作動環境観測モジュール１４０には、作動温度観測モジュール１４１と、環境湿度観測モジュール１４２とのうち一つ又は複数の組合せが含まれている。
【００６８】
作動温度観測モジュール１４１の一端は、温度センシングユニットに通信接続されて、温度センシングユニットから伝送されてくる温度データを受信し、作動温度観測モジュール１４１の他端は、一つのカテゴリ３のインタフェースを介して、データ伝送・制御モジュール１２０に通信接続されて、観測されている探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０の作動環境温度情報を、データ伝送・制御モジュールを介して、性能・作動状態パラメータ配置部１１５にリアルタイムで伝送する。上記温度センシングユニットはセンサーである。環境湿度観測モジュール１４２は、一端が湿度センシングユニットに接続され、他端が一つのカテゴリ３のインタフェース１２３を介してデータ伝送・制御モジュール１２０に接続されて、探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０の作動湿度情報をリアルタイムで観測する。
【００６９】
第１実施例に係る探知器知能制御システムによれば、探知器１５０及び前記データ伝送・制御モジュール１２０の正常作動のために、電源配置、電源管理、作動状態の監視及び伝送、パラメータ配置、性能校正を提供することができ、探知器１５０を全面的に監視・保護することを実現できる。
【００７０】
第１実施例に係る探知器知能制御システムの制御方法には、図６に示すように、次のステップが含まれている。
【００７１】
（１）初期化及び自己診断ステップ。当該ステップにおいて、外部制御モジュール１１０のメッセージ記憶・発行部１１３は、開始指令を受信したと判定した場合、データ伝送・制御モジュール１２０が初期化及び自己診断を行うように駆動する。初期化成功と判定されると、データ前処理ユニットは、カテゴリ２のインタフェースを介して、マルチチャネル探知器１５０によって伝送されてくる生データを採集し、探知器１５０の生データを前処理し、その後、データ前処理ユニットは前処理されたデータをカテゴリ６のインタフェースを介して、外部制御モジュール１１０のデータ処理部に伝送して、画像再構成を行わせる。
【００７２】
ステップ（１）において初期化及び自己診断は具体的に以下のような動作が含まれる。即ち、データ伝送・制御モジュール１２０に通電した後、
（１−１）処理ユニット１２８は、データ伝送・制御モジュールクロックと周辺デバイスとを自主的に配置し、
（１−２）データ前処理ユニット１２９は、その後のマルチチャネル探知器１５０に対するデータ採集のため、データ前処理プログラムをロードし、
（１−３）データ前処理ユニット１２９によるロ―ドが終了すると、処理ユニット１２８は、探知器１５０に順調に通電するように、探知器１５０の作動電圧を配置、検出する。そして、処理ユニット１２８は、探知器１５０が作動開始してデータを伝送するように、探知器１５０の初期作動パラメータを続けて配置し、
（１−４）マルチチャネル探知器１５０のデータは、データ前処理ユニットによって採集、前処理された後、カテゴリ６のインタフェースを介して外部制御モジュール１１０のデータ処理部に伝送されて処理される。
【００７３】
（２）探知器１５０のデータを採集、伝送する際に、外部制御モジュール１１０は、探知器１５０又はデータ伝送・制御モジュール１２０をタイムリーに調整できるように、操作者によって入力される制御指令をリアルタイムで観測して判定する。
【００７４】
（２−１）特定の探知器１５０のパラメータを照会するという制御指令であると判定された場合、外部制御モジュール１１０のメッセージ記憶・発行部１１３は、照会指令を、カテゴリ５のインタフェース１２５を介して、データ伝送・制御モジュール１２０（処理ユニット１２８）に伝送し、データ伝送・制御モジュール（処理ユニット１２８）は、照会指令を受信して、特定の探知器１５０に通信接続されているカテゴリ１のインタフェース１２１を介して、特定の探知器１５０のパラメータ情報を照会して、外部制御モジュール１１０にフィードバックして表示、処理を行わせる。
【００７５】
（２−２）特定の探知器１５０のパラメータを配置するという制御指令だと判定された場合、外部制御モジュール１１０（メッセージ記憶・発行部１１３）は、特定の探知器１５０のパラメータ情報を、カテゴリ５のインタフェースを介して、データ伝送・制御モジュール（処理ユニット１２８）に伝送し、データ伝送・制御モジュールは、パラメータ情報をダウンロードして、特定の探知器１５０に通信接続されているカテゴリ１のインタフェースを介して、パラメータ情報を探知器１５０に伝送し、探知器１５０にパラメータ情報を配置する。
【００７６】
（２−３）特定の探知器１５０のファームウェアをアップグレードするという制御指令と判定された場合、外部制御モジュール１１０（メッセージ記憶・発行部１１３）は、特定の探知器１５０のファームウェアのアップグレードプログラムを、カテゴリ５のインタフェースを介して、パッケージしてデータ伝送・制御モジュールに伝送し、データ伝送・制御モジュールは、特定の探知器１５０に通信接続されているカテゴリ１のインタフェースを介して、ファームウェアのアップグレードプログラムを、特定の探知器１５０に配置する。
【００７７】
（２−４）データ伝送・制御モジュールのファームウェアをアップグレードするという制御指令だと判定された場合、外部制御モジュール１１０（イメージ記憶・発行部１１３）は、制御指令とデータ伝送・制御モジュールのファームウェアのアップグレードプログラムとをパッケージして、カテゴリ５のインタフェースを介して、データ伝送・制御モジュールに伝送し、データ伝送・制御モジュールは、データ伝送・制御モジュールのファームウェアのアップグレードプログラムをダウンロードして配置する。
【００７８】
（３）作動状態観測及び処理ステップ：データ伝送・制御モジュールは、カテゴリ３のインタフェースを介して、作動状態観測・制御モジュールによって伝送されてくる探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０の作動状態のリアルタイムのパラメータデータをリアルタイムで受信した後、カテゴリ５のインタフェースを介して、外部制御モジュール１１０の性能・作動状態パラメータ配置部１１５に伝送して処理させ、性能・作動状態パラメータ配置部１１５は、探知器の性能及びパラメータモデル、データ伝送・制御モジュールの性能及びパラメータモデルにより、探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０の作動パラメータを動的に配置し、性能・作動状態パラメータ配置部１１５は、探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０が最適な作動状態にあるように、作動状態観測・制御モジュール１３０を駆動して、監視される装置の作動パラメータを動的に調整させる。そのうち、性能及びパラメータモデルは、多数のシミュレーションから統計されたものであり、予め外部制御モジュール１１０に記憶されている。
【００７９】
（４）作動環境状態の観測及び処理ステップ：データ伝送・制御モジュールは、カテゴリ３のインタフェースを介して、作動環境観測モジュールによって伝送されてくる、探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０の作動環境のリアルタイムのパラメータデータをリアルタイムで受信した後、カテゴリ５のインタフェースを介して、外部制御モジュール１１０の性能・環境パラメータ配置部１１４に伝送し、性能・環境パラメータ配置部１１４は、性能及び環境パラメータに関するモデルにより、探知器１５０が最適な作動状態にあるように、探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０の作動パラメータを動的に配置する。そのうち、性能及び環境パラメータに関するモデルは、多数のシミュレーションから統計されたものであり、予め外部制御モジュール１１０に記憶されている。
【００８０】
第２実施例において、図４及び図５に示すように、本発明に係る探知器知能制御システムは、通信接続されている、外部制御モジュール２１０と、少なくとも一つのデータ伝送・制御モジュール２２０と、作動状態観測・制御モジュール２３０と、外部作動環境観測モジュール２４０と、を含む。
【００８１】
外部制御モジュール２１０は、探知器２５０、データ伝送・制御モジュール２２０の制御メッセージを伝送し、データ伝送・制御モジュール２２０を介して伝送されてくる探知器の生データ／前処理データ及びフィードバック情報を受信して処理するモジュールであって、制御表示ユニット２１１と、制御表示ユニット２１１に通信接続される装置アクセスユニット２１２とを含む。本実施例において、制御表示ユニット２１１は、分離型に構成されており、独立して設けられている第３制御機器と第４制御機器とを含み、第３制御機器は、メッセージ記憶・発行部２１３と、性能・環境パラメータ配置部２１４と、性能・作動状態パラメータ配置部２１５と、を含み、うち、メッセージ記憶・発行部２１３は、探知器２５０、データ伝送・制御モジュール２２０のアップグレードとパラメータ配置とを制御し、性能・環境パラメータ配置部２１４と性能・作動状態パラメータ配置部２１５は、探知器２５０とデータ伝送・制御モジュール２２０とを動的に配置する。第４制御機器は、データ処理部２１６を含み、データ伝送・制御モジュール２２０によって伝送されてくる探知器データを処理する。なお、制御表示ユニット２１１は、第１実施例のように一体型構成とされても良い。
【００８２】
第３制御機器と第４制御機器とは、ＩＰを介して装置アクセスユニット２１２に通信接続され、装置アクセスユニット２１２は、ＩＰ又はＣＡＮバスを介してデータ伝送・制御モジュール２２０に通信接続され、各モジュールは、共にＩＰ又はＣＡＮに基づいて通信接続することができ、ＩＰ及びＣＡＮ通信は、操作システムの標準コンポーネントとして、レイヤが明瞭であり、外部向けのインタフェースが安定且つ明瞭であり、システム全体がデータの処理、伝送を行う時、確実性が高く、コストが低く、汎用性が高い。
【００８３】
データ伝送・制御モジュール２２０は、パラメータ配置及びファームウェアのアップグレードのための第１制御機器２２８と、マルチチャネル探知器とのデータ交換のための第２制御機器２２９と、を含み、第１制御機器２２８は、一つのカテゴリ５のインタフェース２２５と、少なくとも一つのカテゴリ１のインタフェース２２１と、一つのカテゴリ３のインタフェース２２３と、ＩＤ認証ユニットと、を更に含み、第２制御機器２２９は、一つのカテゴリ６のインタフェースと、少なくとも一つのカテゴリ２のインタフェースとを含み、なお、第１制御機器、第２制御機器には、カテゴリ７のインタフェース２２７が設けられており、カテゴリ７のインタフェース２２７は、周辺デバイス拡張インタフェースであって、周辺デバイスである制御ユニットに接続されて第１制御機器及び／又は第２制御機器ＲＡＭとＦＬＡＳＨを拡張する。
【００８４】
第１制御機器２２８と第２制御機器２２９とは、互いに独立して設けられており、ＭＣＵ、ＤＳＰ、ＣＰＬＤ、ＦＰＧＡのうちいずれかの一つであってよく、二者の間にデータを交換するためのカテゴリ４のインタフェース２２４が設けられており、カテゴリ１のインタフェース２２１、カテゴリ２のインタフェース２２２、カテゴリ３のインタフェース２２３は、ＲＳ２３２インタフェース、ＲＳ４８５インタフェース、イーサネットインタフェース、ＣＡＮインタフェース、光ファイバーインタフェース、ＳＰＩ、Ｉ２Ｃ、ＧＰＩＯ、ＦＳＭＣのうちいずれか一つであり、カテゴリ５のインタフェース２２５とカテゴリ６のインタフェース２２６は、ＩＰ又はＣＡＮを介して外部制御モジュール２１０に通信接続されることを実現するため、イーサネットインタフェース又はＣＡＮインタフェースである。
【００８５】
第１制御機器２２８は、カテゴリ５のインタフェース２２５を介して伝送されてくる探知器２５０、データ伝送・制御モジュール２２０の制御メッセージを解析、処理するとともに、探知器２５０、データ伝送・制御モジュール２２０の情報をフィードバックする。
【００８６】
カテゴリ５のインタフェース２２５は、装置アクセスユニット２１２を介して、メッセージ記憶・発行部２１３に通信接続されて、探知器２５０のパラメータの照会と配置、また、探知器２５０、データ伝送・制御モジュール２２０のファームウェアのアップグレードに用いられる。
【００８７】
少なくとも一つのカテゴリ１のインタフェース２２１は、複数の探知器２５０のそれぞれに通信接続されて、探知器２５０の制御メッセージの伝送、及び情報フィードバックに用いられる。本実施例において、カテゴリ１のインタフェース２２１の数は、複数の探知器２５０の数に応じて設置され、各探知器２５０は、それぞれ一つのカテゴリ１のインタフェース２２１を介してデータ伝送・制御モジュール２２０に通信接続される。
【００８８】
ＩＤ認証ユニットは、カテゴリ５のインタフェース２２５を介して、外部制御モジュール２１０に接続されて、データ伝送・制御モジュール２２０のＩＤ情報を外部制御モジュール２１０に告知し認証させ、これによる制御指令が誤って伝送されることを避ける。
【００８９】
少なくとも一つのカテゴリ３のインタフェース２２３は、作動状態観測・制御モジュール２３０、外部作動環境観測モジュール２４０のアクセス及び処理のための保留制御インタフェースである。
【００９０】
作動状態観測・制御モジュール２３０は、探知器２５０、データ伝送・制御モジュール２２０の作動状態パラメータを観測し、これらの作動状態パラメータを第１制御機器２２８に伝送する。第１制御機器２２８のカテゴリ５のインタフェース２２５は、装置アクセスユニット２１２を介して、第３制御機器の性能・作動状態パラメータ配置部２１５に通信接続されて、探知器２５０とデータ伝送・制御モジュール２２０とが最適な作動状態になるように、探知器２５０、データ伝送・制御モジュール２２０の作動パラメータを動的に配置し、又は、作動状態観測・制御モジュール２３０を駆動して監視される装置の作動状態を動的に調整する。本実施例において、作動状態観測・制御モジュール２３０は、ファン観測・制御モジュール２３１、電源観測・制御モジュール２３２のうち一つ又は複数の組合せを含む。
【００９１】
ファン観測・制御モジュール２３１の一端は複数のファンに接続され、ファン観測・制御モジュール２３１の他端は、一つのカテゴリ３のインタフェースを介して、第１制御機器２２８に接続されて、知能制御システムの駆動を受けて複数のファンの回転速度を動的に調整し、これにより、探知器２５０とデータ伝送・制御モジュール２２０の作動温度を調整する。知能制御システム即ち性能・作動状態パラメータ配置部２１５は、作動温度が高すぎると判定した場合、ファン回転速度を増加させる指令を伝送し、性能・作動状態パラメータ配置部２１５は、作動温度が低いと判定した場合、ファン回転速度を低減させる指令を伝送する。なお、第１制御機器２２８が十分に強い機能を持っている場合、上記性能・作動状態パラメータ配置部２１５は第１制御機器２２８に設けられても良い。
【００９２】
電源観測・制御モジュール２３２の一端は、探知器２５０とデータ伝送・制御モジュール２２０の電源に接続され、電源観測・制御モジュール２３２の他端は、一つのカテゴリ３のインタフェースを介して、第１制御機器２２８に接続されて、知能制御システムの駆動を受けて、電源の出力を動的に配置する。知能制御システム即ち性能・作動状態パラメータ配置部２１５は、カテゴリ５のインタフェースを介して、電源観測・制御モジュール２３２から伝送されてくる探知器２５０、データ伝送・制御モジュール２２０のリアルタイムの作動電圧の大きさを受信する。性能・作動状態パラメータ配置部２１５には、性能及び作動状態に関するモデルが設けられており、当該性能及び作動状態に関するモデルは、多数のシミュレーションから統計されたものであって、異なる電圧大きさ条件での探知器の作動情況を確定するものである。性能及び作動状態に関するモデルにより当該作動電圧が異常であると判定した場合、性能・作動状態パラメータ配置部２１５が、制御指令を電源観測・制御モジュール２３２に伝送し、電源観測・制御モジュール２３２は、指令を解析した後、探知器２５０、データ伝送・制御モジュール２２０の作動電圧が正常状態に戻るように、探知器２５０、データ伝送・制御モジュール２２０への電源出力を調整する。
【００９３】
外部作動環境観測モジュール２４０は、探知器２５０、データ伝送・制御モジュール２２０の外部作動環境パラメータをリアルタイムで観測し、カテゴリ３のインタフェース２２３を介して、リアルタイムの作動環境パラメータを第１制御機器２２８に伝送し、第１制御機器２２８のカテゴリ５のインタフェース２２５は、装置アクセスユニット２１２を介して、性能・作動状態パラメータ配置部２１５に通信接続されて、探知器２５０、データ伝送・制御モジュール２２０が常に最適な作動状態にあるように、早速操作者を注意し、環境パラメータの異常状況を処理させる。本実施例において、外部作動環境観測モジュール２４０は、作動温度観測モジュール２４１、環境湿度観測モジュール２４２のうち一つ又は複数の組合せを含む。
【００９４】
作動温度観測モジュール２４１は、その一端が温度センシングユニットに接続され、他端がカテゴリ３のインタフェースを介して第１制御機器２１８に接続されて、探知器２５０とデータ伝送・制御モジュール２２０の作動温度情報をリアルタイムで観測する。環境湿度観測モジュール２４２は、その一端が湿度センシングユニットに接続され、他端がカテゴリ３のインタフェース２２３を介してデータ伝送・制御モジュール２２０に接続されて、探知器２５０とデータ伝送・制御モジュール２２０の作動湿度情報をリアルタイムで観測する。
【００９５】
第２制御機器２２９は、探知器の生データを受信、採集、伝送し、又は探知器２５０の生データを受信、採集、前処理して探知器２５０の前処理データを伝送する。第２制御機器２２９の前処理ステップは、採集と伝送との間に実行され、選別、濾過、アルゴリズムの実現、標記付け、パッケージ、パケット化、キャッシュ、データパケット伝送操作の一つ又は複数の組合せを含む。少なくとも一つのカテゴリ２のインタフェース２２２は、複数の探知器２５０にそれぞれ接続されて、探知器２５０の生データを伝送し、カテゴリ６のインタフェース２２６は、外部制御モジュール２１０に通信接続されて、探知器２５０の生データ／前処理データを伝送する。本実施例において、カテゴリ２のインタフェース２２２の数は、複数の探知器２５０の数に応じて設置され、各探知器２５０は、それぞれ一つのカテゴリ２のインタフェース２２２を介して、データ伝送・制御モジュール２２０に通信接続される。
【００９６】
以下、第１制御機器２２８をＭＣＵとし、第２制御機器をＦＰＧＡとし、カテゴリ５のインタフェース２２５とカテゴリ６のインタフェース２２６をＣＡＮインタフェースとし、第３制御機器をサーバーとして、本発明に係る探知器知能制御システムについて更に説明する。
【００９７】
ＭＣＵとＦＰＧＡとの間は、カテゴリ４のインタフェースを介して通信接続され、カテゴリ４のインタフェースは、Ｊ４０１インタフェースとＪ４０２インタフェースとを含み、そのうち、Ｊ４０１インタフェースはＰＳモードのインタフェースであり、ＭＣＵとＦＰＧＡとの間にファームウェア配置データを伝送し、Ｊ４０２インタフェースはＲＳ２３２インタフェース、ＳＰＩ、Ｉ２Ｃ、ＧＰＩＯ、ＦＳＭＣ、ＥＰＩ、ＬＯＣＡＬ  ＢＵＳのうちいずれか一つの短距離データ伝送インタフェースであり、ＭＣＵとＦＰＧＡとの間にサービスデータを伝送する。
【００９８】
第１制御機器２２８はＭＣＵである場合、ＡＲＭ＋Ｌｉｎｕｘプラットホームに基づくものであり、ハードウェアアーキテクチャは、Ｃｏｒｔｅｘ  Ｍ４カーネルのＡＲＭと、プラグインとしてのＳＲＡＭとを含んで、最小システムに形成される。ソフトウェアシステムについてはＳａｆｅＲＴＯＳリアルタイム操作システムが用いられる。具体的な機能実現は、ＦＰＧＡに対するファームウェア書き込み、オンラインアップグレード、配置と、データ流量に対する監視と、探知器に対する作動パラメータ配置、運行状態の監視と、センシングユニットのデータの記憶及び分析と、インタフェースユニットのイーサネットポート、ＣＡＮバス、ＵＳＢインタフェースに対する通信制御と、探知器との間の制御命令及びセンシング情報の交換と、第３制御機器との間の制御命令及びデータの交換と、を含む。ＡＲＭハードウェアアーキテクチャで、ＳａｆｅＲＴＯＳとＬｉｎｕｘに基づくシステムプラットホームを提供し、ユーザにＳＤＫとＡＰＩとを提供し、実際の需要に応じて探知器の機能を配置することができる。
【００９９】
第２制御機器は、ＦＰＧＡであれば、ＦＰＧＡ、ＳＲＡＭ、ＤＤＲ、ＰＨＹのデータ採集・処理センターに基づくものであり、需要に応じて探知器のデータを採集、前処理するが、選別、濾過、アルゴリズムの実現、標記付け、パッケージ、パケット化、キャッシュ、パケット伝送等の一連のデータ操作を含む。
【０１００】
データ前処理システムは、ＦＰＧＡを核心とし、ユーザの応用需要に応じて、在ＦＰＧＡの内部において、異なるデータ取得手順と、異なるデータ処理メカニズムと、異なるデータ出力フォーマットとを実現する。データ入力及びデータ出力のインタフェースについては、ギガビットネットワークインタフェースを用いて、十分なデータチャネルを保証する。ＦＰＧＡは、主に探知器から出力されるＵＤＰメッセージの処理と伝送とをするが、外部ＭＣＵによってロードされる。ＦＰＧＡのプロファイルは、ＦＬＡＳＨに保存されており、システムに通電すると、ＭＣＵは、ＦＬＡＳＨから配置データを読み取ってＦＰＧＡにロードする。ＦＰＧＡと外部ＰＨＹチップとのインタフェースはＲＧＭＩＩであり、内部に一つのマルチポートＭＡＣを実現し、イーサネットＵＤＰデータパケットをＭＡＣ層で解析し、同時に、ＵＤＰメッセージが所定のアルゴリズムによって圧縮されて、これにより、システム出口の流量と後端サーバーの計算負担とが低減される。システムではマルチチャネルからのデータを一つのチャンネルで出力するので、各チャンネルのデータの紛失がないこととシステム性能の最適化とを保証するため、ＦＰＧＡには適切なキャッシュを設置する必要がある。システムのデータ出力において、マルチチャネルの入力データをポーリングし、又はこれ以外の方法でマルチチャネル入力を一つのチャンネルに合併したうえ、出力データとして伝送するようにしてもよい。検測結果の計算速度を向上させるために、ＦＰＧＡ内にアルゴリズムを実現するキャッシュとして拡張するように、ＦＰＧＡにＤＤＲがプラグインされている。なお、システムは、ＦＰＧＡをオンラインデバッグするためのＪＴＡＧインタフェースと、ＬＥＤ試験灯と、電源制御ピン等を更に提供する。
【０１０１】
サーバーは、ユーザの利用シナリオに応じて、各探知器の作動モード、パラメータ、ファームウェア、及び装置アクセスユニット２１２の作動パラメータを自主的に決める。サーバーは、各探知器２５０の配置パラメータと、装置アクセスユニット２１２のファームウェアとを、イーサネット通信を介して装置アクセスユニット２１２に伝送し、装置アクセスユニット２１２は、サーバーから伝送されてくる全ての配置とファームウェアをローカルファイルシステムに記憶し、全てのデータ伝送・制御モジュール２２０は、ＣＡＮバスを介して装置アクセスユニット２１２と通信され、装置アクセスユニット２１２によってＣＡＮ通信をイーサネットに変換し、サーバーは、イーサネット→ＣＡＮバスの形で、各探知器の作動モードとパラメータを取得して、当該探知器をアップグレードするか否かを決める。アップグレードの必要がある場合、各探知器の作動モード、パラメータ、ファームウェアを、イーサネット→ＣＡＮバスの方式でアップグレードの必要がある探知器モジュールに伝送する。伝送が終了した後、各探知器の制御ユニットは、自体のアップグレードを完成させることにより、探知器アレイのファームウェアの更新を完成させ、異なる検出機能を実現する。
【０１０２】
上記実施例に係る探知器知能制御システムの制御方法には、図６に示すように、次のステップが含まれている。
【０１０３】
（１）初期化及び自己診断ステップ。当該ステップにおいて、第３制御機器が、開始指令を受信したと判定した場合、第１制御機器２２８を駆動して初期化及び自己診断を行わせる。初期化成功と判定すると、第２制御機器２２９は、カテゴリ２のインタフェースを介して、マルチチャネル探知器２５０によって伝送される生データを採集し、探知器２５０の生データを前処理した後、カテゴリ６のインタフェースを介して第４制御機器に伝送し後続処理を行わせる。
【０１０４】
ステップ（１）の初期化及び自己診断は、具体的に次のとおりである。データ伝送・制御モジュール２２０に通電した後、
（１−１）第１制御機器２２８は、データ伝送・制御モジュールのクロックと周辺デバイスとを自主的に配置し、
（１−２）第２制御機器２２９は、後でマルチチャネル探知器２５０のデータを採集するために、データ前処理プログラムをロードし、
（１−３）第２制御機器２２９によるロードが終了した後、第１制御機器２２８は、探知器２５０に順調に通電するように探知器２５０の作動電圧を配置、検出し、その後、第１制御機器２２８は、各探知器２５０が作動開始してデータを伝送するように、第２制御機器２２９に接続されている探知器２５０の初期作動パラメータを配置し、上記探知器の初期パラメータは、探知器の作動情況の統計をとって大量のデータを分析することにより得られた、探知器の最適作動状態の作動パラメータであり、
（１−４）マルチチャネル探知器２５０のデータは、第２制御機器２２９によって採集、前処理された後、カテゴリ６のインタフェース２２６を介して第４制御機器に伝送されて後処理される。
【０１０５】
（２）探知器２５０のデータを採集、伝送する際に、本発明に係る探知器知能制御システムは、ユーザの需要に応じて、探知器のオンラインアップグレードを実現し、異なる応用に応じて、ファームウェアを自主的に変えて、異なる検出方法と、探知器に対するパラメータ配置、性能校正と、探知器の全面的監視保護と、を実現する。
【０１０６】
ユーザは、具体的な需要に応じて、第３制御機器に制御指令を入力する。全ての探知器が知能モジュールによりオンラインで独立したユニットになるように、探知器知能制御システムは、ＣＡＮバスとイーサネットとを介して、Ａｌｌ−ＩＰの管理アーキテクチャを構築する。ユーザは、集中制御センターにより、探知器の知能モジュールに対してアクセス、制御、交互を行うことと、探知器の状態情報を収集、採集することと、ローカルデータを統計、分析することと、また、アップグレードファームウェアをダウンロードして、探知器の機能、プロセス変更を完成させることによって異なる検出方式を実現して、異なる利用シナリオに応じてファームウェアを自主的に変えることができる。
【０１０７】
（２−１）第３制御機器により特定の探知器２５０のパラメータを照会するという制御指令と判定された場合、メッセージ記憶・発行部２１３は、照会指令を、カテゴリ５のインタフェース２２５を介して、第１制御機器２２８に伝送し、第１制御機器２２８は、照会指令を受信した後、特定の探知器２５０に通信接続されているカテゴリ１のインタフェース２２１を介して、特定の探知器２５０のパラメータ情報を照会し、第３制御機器にフィードバックして表示、処理を行わせる。
【０１０８】
（２−２）第３制御機器によって特定の探知器２５０のパラメータを配置するという制御指令と判定された場合、メッセージ記憶・発行部２１３は、特定の探知器２５０のパラメータ情報を、カテゴリ５のインタフェース２２５を介して、第１制御機器２２８に伝送し、第１制御機器２２８は、パラメータ情報をダウンロードして、特定の探知器２５０の通信に連接されているカテゴリ１のインタフェースを介して、パラメータ情報を探知器２５０に伝送して配置する。
【０１０９】
（２−３）第３制御機器によって特定の探知器２５０のファームウェアをアップグレードするという制御指令と判定された場合、メッセージ記憶・発行部２１３は、特定の探知器２５０のファームウェアのアップグレードプログラムを、カテゴリ５のインタフェース２２５を介して、パッケージした形で第１制御機器２２８に伝送し、データ伝送・制御モジュールは、特定の探知器２５０に通信接続されているカテゴリ１のインタフェース２２１を介して、ファームウェアのアップグレードプログラムを特定の探知器２５０に配置する。
【０１１０】
（２−４）第３制御機器によってデータ伝送・制御モジュールのファームウェアをアップグレードするという制御指令と判定された場合、メッセージ記憶・発行部２１３は、制御指令及びデータ伝送・制御モジュールのファームウェアのアップグレードプログラムを、カテゴリ５のインタフェースを介して、データ伝送・制御モジュールにパッケージした形で伝送し、データ伝送・制御モジュールはデータ伝送・制御モジュールのファームウェアのアップグレードプログラムをダウンロードして配置する。
【０１１１】
ステップ（２−４）において、外部制御モジュール２１０は、カテゴリ５のインタフェースを介して、データ伝送・制御モジュールのファームウェアのアップグレード指令及びプログラムを伝送する。具体的な動作は下記とおりである。（２−４−１）メッセージ記憶・発行部２１３は、第１制御機器２２８のファームウェアをアップグレードするという制御指令と判定した場合、第１制御機器２２８のファームウェアのアップグレードプログラム及び指令のメッセージを、カテゴリ５のインタフェース２２５を介して、第１制御機器２２８に伝送し、第１制御機器２２８は、メッセージを受信して解析した後、第１制御機器２２８のファームウェアのアップグレードプログラムをダウンロードして配置する。（２−４−２）外部制御モジュール２１０は、第２制御機器２２９即ちＦＰＧＡのファームウェアをアップグレードするという制御指令と判定した場合、第２制御機器２２９のファームウェアのアップグレードプログラム及び指令のメッセージを、カテゴリ５のインタフェース２２５を介して、第１制御機器２２８に伝送し、第１制御機器２２８は、メッセージを受信して解析した後、第２制御機器２２９のファームウェアのアップグレードプログラムをダウンロードし、Ｊ４０１インタフェースを介して、第２制御機器２２９に配置する。
【０１１２】
第２制御機器２２９がＦＰＧＡ以外の部品である場合、第２制御機器２２９のアップグレードは、下記のステップで完成させられても良い。（２−４−２’）外部制御モジュール２１０は、第２制御機器２２９のファームウェアをアップグレードするという制御指令と判定した場合、第２制御機器２２９のファームウェアのアップグレードプログラム及び指令のメッセージを、カテゴリ６のインタフェース２２６を介して、第２制御機器２２９に伝送して処理し、第２制御機器２２９は、メッセージを受信して分析した後、第２制御機器２２９のファームウェアのアップグレードプログラムをダウンロードして配置すれば良い。
【０１１３】
従来の探知器の制御機器では、電圧、ゲイン、閾値等を含む配置パラメータが固定されている。本発明に係る探知器知能制御システムは、ステップ（１）において、最適なプロファイルによって探知器を配置するほか、使用の時に、探知器２５０、データ伝送・制御モジュール２２０の作動状態をリアルタイムで観測し、そして、性能と作動パラメータモデルに応じて探知器２５０、データ伝送・制御モジュール２２０の配置パラメータを動的に変更することにより、探知器とシステムとを常に最適な作動状態にさせる。
【０１１４】
（３）作動状態観測及び処理ステップ。データ伝送・制御モジュールは、カテゴリ３のインタフェースを介して、作動状態観測・制御モジュールによって伝送されてくる探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０の作動状態リアルタイムパラメータデータをリアルタイムで受信した後、カテゴリ５のインタフェースを介して、外部制御モジュール２１０の性能・作動状態パラメータ配置部２１５に伝送して処理し、性能・作動状態パラメータ配置部２１５は、探知器の性能及びパラメータモデル、データ伝送・制御モジュールの性能及びパラメータモデルに応じて、探知器１５０、データ伝送・制御モジュール１２０の作動パラメータを動的に配置し、性能・作動状態パラメータ配置部２１５は、作動状態観測・制御モジュール１３０を、監視されている装置の作動パラメータを動的に調整するように駆動し、これにより、探知器２５０、データ伝送・制御モジュール２２０は最適な作動状態にある。
【０１１５】
更に、探知器の環境パラメータをリアルタイムで観測し、性能及び環境パラメータに関するモデルに応じて探知器２５０とデータ伝送・制御モジュール２２０の配置パラメータを動的に変化させ、これにより、探知器とシステムとが常に最適な作動状態にあるようにする。
【０１１６】
（４）探知器２５０、データ伝送・制御モジュール２２０の作動環境状態観測と処理ステップ。当該ステップにおいて、データ伝送・制御モジュール２２０の第１制御機器２２８は、カテゴリ３のインタフェースを介して、作動環境観測モジュール２４０から伝送されてくる探知器２５０とデータ伝送・制御モジュール２２０の作動環境のリアルタイムパラメータデータをリアルタイムで受信した後、カテゴリ５のインタフェース２２５を介して、第３制御機器の性能・環境パラメータ配置部２１４に伝送し、性能・環境パラメータ配置部２１４は、探知器とデータ伝送・制御モジュールの性能及び環境パラメータに関するモデルに応じて、探知器、データ伝送・制御モジュールの作動パラメータを動的に配置し、これにより、探知器及び／又はデータ伝送・制御モジュールが最適な作動状態にあるようにする。
【０１１７】
第３実施例において、本発明は、探知器、補助システム及び探知器知能制御システムを含むＰＥＴ装置に関する。補助システムは外部制御モジュールに通信接続されて、外部制御モジュールの駆動を受けるものであって、校正システム、ベッドコントロールシステム、配電システム、データ伝送システム等を含む。本実施例において、校正システム、ベッドコントロールシステム、配電システム、データ伝送システム等の補助システムは、それぞれイーサネットインタフェースを介して外部制御モジュールに接続されて、需要に応じて各自の作動を制御し、ＰＥＴ装置の探知器は、いずれもデータ伝送・制御モジュールに通信接続され、具体的には、各データ伝送・制御モジュールは、カテゴリ１のインタフェースを介して若干の探知器に対応して通信接続されて、ＰＥＴ装置の探知器を制御し、そして、カテゴリ２のインタフェースを介して複数の探知器に対応して通信接続され、ＰＥＴ装置の探知器の生データを採集、伝送する。
【０１１８】
以下、第２実施例に係る探知器知能制御システムを含むＰＥＴ装置について説明する。
【０１１９】
一般的には、外部制御モジュールと校正システムとが協働して、まず装置全体の校正を行い、探知器の感度校正、探知器の時間分解能の校正などを行う。このステップは、１ヶ月に一回行われても良い。そして、通電して、後続のデータ採取及び伝送の準備としてデータ伝送・制御モジュールの初期化を行う。最後、外部制御モジュールとベッドコントロールシステムとが協働して、検査対象者を特定の位置に送り、後続のＰＥＴスキャニングを行う。
【０１２０】
データ伝送・制御モジュールは、第１制御機器２２８と第２制御機器２２９とを含む。第１制御機器２２８は、ＡＲＭ＋Ｌｉｎｕｘプラットホームに基づくものであり、ハードウェアアーキテクチャは、Ｃｏｒｔｅｘ  Ｍ４カーネルのＡＲＭとＳＲＡＭとを含んで、最小のシステムに形成され、プログラミング可能なマルチチャネル電圧モジュールを制御する。また、電圧、回路、温湿度センサーを備える。なお、ソフトウェアシステムとしてＳａｆｅＲＴＯＳリアルタイム操作システムを用い、ユーザにＡＰＩインタフェースを提供し、主として下記の働きを奏させている。（Ａ）探知器２５０の正常動作に必要な基本条件、例えばマルチチャネル電源配置、探知器２５０のパラメータ配置を提供する。（Ｂ）探知器２５０の有効な動作のための保障であるリアルタイムの監視保護を提供する。（Ｃ）安定な動作の基礎を提供し、例えば、監視保護情報と既知の探知器の性能モデルを用いて探知器２５０に対して最適性能校正を行う。
【０１２１】
第２制御機器２２９は、ＦＰＧＡを核心とし、ユーザの需要に応じて、ＦＰＧＡの内部において、異なるデータ取得手順と、異なるデータ処理メカニズムと、異なるデータ出力フォーマットとを実現する。データ入力とデータ出力のインタフェースについて、ギガビットネットワークインタフェースを用いて、十分なデータチャネルを保証する。主に、アルゴリズムプラットホーム、データ処理プロセス及びデータ出力構成という三つの部分が含まれている。（Ａ）アルゴリズムプラットホームについては、ユーザの応用に応じて、固定パターンのアルゴリズムパッケージを提供するとともに、カスタムアルゴリズム機能を提供する。ＰＥＴ分野において、位置、時間、エネルギー情報計算を実現すること、エネルギーウィンドウの設定を実現すること等ができる。（Ｂ）データ処理プロセスについては、ユーザの需要に応じて、例えば、ＰＥＴ分野でのエネルギー計算、エネルギーウィンドウ選別、一定サイズのパケット伝送等、特定のデータ処理プロセスを提供する。（Ｃ）データ出力構成については、ユーザの需要に応じて、カスタムデータフォーマットのパッケージ、標記付け、データ出力を提供する。標準ＴＣＰ、ＵＤＰ、ＣＡＮバス等の標準フォーマットのデータパケットと、様々なカスタムフォーマットのデータパケットを実現できる。
【０１２２】
同時に、第１制御機器２２８と第２制御機器２２９は協働して、カスタムファームウェアの動的メンテナンスを実現する。カスタム探知器ファームウェアの動的メンテナンスは、探知器のオンラインアップグレードを実現するためのものであり、異なる応用に応じて、ファームウェアを自主的に変えて異なる検出方法を実現する。現在は、主に以下のことが含んでいる。（Ａ）情報を制御するＣＡＮバス制御。これについては、配列探知器と探知器組をそれぞれ制御しやすいために、全てのマルチノード探知器ネットワークのデータ伝送・制御装置を、独立したユニットとしてＣＡＮバスに接続する。ＣＡＮバスを介して、制御情報を、外部制御装置とデータ伝送・制御装置との間で双方向伝送することができ、同時に、探知器のファームウェアを、固定されたプロトコルに従って、処理制御モジュールに書き込み、ＡＲＭとＦＰＧＡのプログラムを変えて、多様化の探知器機能を実現する。（Ｂ）探知器配列のネットワーキングアクセス。これについては、複数の探知器から配列を構成する時に、ＣＡＮバスとＣＡＮバス交換機とを介して、全ての探知器に対して、特定対象へのアクセスと制御とを行える。（Ｃ）ファームウェア情報（ＡＲＭとＦＰＧＡとを含む）の自動ロード。これについては、応用適応型のファームウェアは、ＡＲＭプラットホームにオンラインで書き込むことができ、ひいてはＡＲＭはＦＰＧＡを動的にロードして、特定のカスタムアルゴリズムモジュールと探知器のデータ処理プロセスを実現し、これにより、探知器コンポーネント全体のファームウェア更新を完成させ、応用需要に応じて、探知器の使用を変更する又はカスタマイズする。
【０１２３】
上記実施例についての説明は、当業者が本発明を理解及び使用しやすいためのものである。当業者にとっては、創造的な活動をすることなく、これらの実施例を容易に種々に変更し、上記で説明した原理を他の実施例に適用することができる。従って、本発明は、上記実施例に限定されておらず、本発明の精神を逸脱しない限り、当業者が本発明の説明によって行う改良や変更はすべて本発明の範囲内にあると理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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