Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

--- модуль_спектрального_анализа [2023/12/21 15:28] – внешнее изменение 127.0.0.1
+++ модуль_спектрального_анализа [2024/01/20 04:31] (текущий) – удалено adm0001
@@ Строка 1: / Строка 1: @@
-==== Модуль спектрального анализа (Модуль Spectr) ====
-=== Назначение модуля ===
-Модуль предназначен для обработки данных акселерометров или других датчиков за определенные интервалы времени для построения спектра колебаний и нахождения в полуавтоматическом режиме основных форм колебания и вычисления их параметров их пиков. Различает одиночные и двойные пики.
-=== Технические требования ===
-Операционная система: Ubuntu 20/22, Linux OS 64 битная. PHP версии 7.3, модуль работы с PostgreSQL и ClickHouse.
-=== Требования к вычислительным ресурсам ===
-ядро поддерживающее 64 битные вычисления, 500 Мбайт на жестком диске для временных данных.
-=== Описание работы ===
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>Структурно работу модуля можно поделить на две части: сбор, подготовку данных и отправку готовых данных, которую выполняет PHP скрипт «index.php». Обработка данных, формирование спектров и поиск основных форм колебаний выполняет программа RealTimeSpectrum.</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>Модуль может быть вызван или из системы или из консоли в контейнере docker «php». Для запуска работы модуля запускается PHP скрипт «index.php».</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>Блок-схема работы модуля представлена на рисунке.</font>
-{{  :модуль_спектр:схема_модуля_спектр.jpg  |схема_модуля_спектр.jpg}}
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>Вначале работы скрипта «index.php» загружаются конфигурационные данные модуля из файла «config.php», содержащего данные к подключению к базам данных, он находится на директорию выше модуля и файл конфигурации модуля «config.php», лежащего в директории модуля.</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>Далее выбираются шины типа "an-d3" и "com-an-d3", шины для подключения акселерометров. В выбранных шинах выбираются устройства типа "and_3". Далее просматриваются выбранные устройства и создается массив каналов этих устройств, у которых код равен "0.x" — ось X, "0.y" — ось Y, "0.z" — ось Z, "0.a" — модуль ускорения, обозначается через A.</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>После формирования массива, обрабатываем оси. Проверяем, или есть настройка для каждого канала в конфигурационном файле модуля «config.php». Если данных настройки нет, по</font>
- <font inherit/inherit;;#000000;;inherit>обработка данной оси пропускается.</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>Если канал сконфигурирован, то запрашивается данные по этому каналу в интервале «$time_interval» до времени запрошенного в начале запуска скрипта, переменная «$timestamp».</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>Далее проверяется и создаются папки для выходных файлов программы RealTimeSpectrum "/var/www/html/public/Spectr".</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>Данные программой RealTimeSpectrum обрабатываются в двух вариантах. Первый — для полноценной спектральной мощности, данные записываются в директорию "/data", второй — для цветовой спектрограммы, данные записываются в директорию "/data_partial". Для спектрограммы спектральная мощность строится с меньшим частотным разрешением для увеличения быстродействия. Далее данные записываются в директории с именем равным id устройства, далее id канала, после год, и последняя директория месяц.</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>Для примера формирования пути, если id устройства 67, id канала 433, 2022 год и месяц сентябрь 9-й месяц, тогда путь будет выглядеть для первого случая «/var/www/html/public/Spectr/data/67/433/2022/09», для второго случая «/var/www/html/public/Spectr/data_partial/67/433/2022/09».</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>Далее формируются конфигурационные файлы «ofs_options.ini» и «Config.path» для работы программы RealTimeSpectrum и записываются полученные данные в бинарном виде для обработки. Далее данные обрабатываются программой RealTimeSpectrum и полученные данные размещаются как указано выше, и полученные данные по пикам основных форм колебаний отправляются в базу данных. Обработка, формирование файлов и отправка данных выполняются для двух случаев подряд, так как для них используются одни и те же данные и должны использоваться одни и те же данные, что бы результаты были одинаковыми.</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>Рисунок. Блок-схема модуля.</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>Основные файлы модуля</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>- config.php - файл настроек программы обработки спектров, должен быть в gitignore. config_example.php - пример файла настроек программы обработки спектров</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>-</font>
- <font inherit/inherit;;#000000;;inherit>Config.path - динамический файл настроек датчкиков для работы программы обработки спектров RealTimeSpectrus, формируется в процессе работы модуля, должен быть в gitignore.</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>- ofs_options.ini - динамический файл общих настроек работы программы обработки спектров</font>
- <font inherit/inherit;;#000000;;inherit>RealTimeSpectrus, формируется в процессе работы модуля, должен быть в gitignore.</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>- .gitignore - содержит список файлов и директорий, которые должны игнорироваться и не попадать в интедекс</font>
- <font inherit/inherit;;#000000;;inherit>git</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>-</font>
- <font inherit/inherit;;#000000;;inherit>RealTimeSpectrum - программа для обработки данных датчиков и формирования спектров и поиска пиков основных форм колебания.</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>-</font>
- <font inherit/inherit;;#000000;;inherit>index.php - PHP скрипт вызываемый для обработки спектров. Непосредственно в нем берутся данные из базы данных, подготавливаются для обработки и вызывается программа RealTimeSpectrum. Скрипт формируют пути, куда записывается спектр сформированный RealTimeSpectrum и отправляет результаты определения частот и декрементов колебаний в базу данных.</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>- data_processing.sh - bash скрипт для запуска модуля через cron в контейнере.</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>-</font>
- <font inherit/inherit;;#000000;;inherit>source - директория с временными рабочими файлами модуля</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>-</font>
- <font inherit/inherit;;#000000;;inherit>index_check.php - вспомогательный PHP скрипт, позволяет проверить сколько в системе установлено устройств типа АНД-3</font>
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>- data_processing_test.sh - вспомогательный bash скрипт для запуска index_check.php в контейнере</font>
-=== Программа RealTimeSpectrum ===
-Программа RealTimeSpectrum обрабатывает данные сформированные акселерометрами и строит спектры колебания. Физический принцип, на котором основана работа программы, состоит в получении исходных данных ускорений с акселерометров от сборщика данных. Далее с помощью преобразования Фурье формируется спектральная мощность колебаний. Метод определения основных форм колебаний и их дектементов является полуавтоматическим. Для его работы необходимо задать интервал частот, в котором необходимо искать пик колебаний, и так же указать ищется ли одинарный или двойной пик. Далее специальным методом с помощью метода наименьших квадратов аппроксимируется пик или два пика в зависимости от настроек, и по данным аппроксимации вычисляются частота максимума пика и по ширине на полувысоте аппроксимированного пика — декремент колебаний.
-=== Настройка модуля ===
-Настройка модуля производится в файле config.php, все параметры подробно описаны в config_example.php, его содержание приведено ниже $api_token = 'A8WQ0N4zYPQvxbBMvPVz2ZnhGGyfgjhbh'; // api токен для доступа по rest// // api $time_interval =40960; // Интервал в секундах от текущего времени, за который запрашиваются данные с clickhouse $length_zap_full=8192; // Длина одной реализации для построения одного спектра// // $length_zap_spectrograms=1024; // Длина одной реализации для построения цветовой спектрограммы, так как вопрос ещё в производительности // то длина уменьшена для быстрого рендера картинки// // $number_records_full=2; // Количество реализаций, по которым происходит усреднение для построения одного спектра $number_records_spectrograms=16; // Количество реализаций, по которым происходит усреднение для построения цветовой спектрограммы// // $basic_waveforms=5; // Количество основных форм колебания, которые обрабатываются скриптом PHP и отправляются в базу данных // если данных на i-ю форму нет после работы программы построения спектра, то она заполняется нулями// Настройка каналов для обработки // В массив $device_code добавляется код устройства, к которому принадлежит канал// в $min_frequency_all и в $max_frequency_all с ключем равным // коду устройста указывается минимальная и максимальная граница интервалов, в которых нужно искать пики основных форм колебания. В $double_frequency_all// // указываестя количество пиков для поиска $device_code=array('433', '434', '501', '502'); $min_frequency_all['433']='0.3 0.6 1.3'; $max_frequency_all['433']='0.35 0.8 1.6'; $double_frequency_all['433']='1 1 1'; $min_frequency_all['434']='0.3 0.6 1.3'; $max_frequency_all['434']='0.35 0.8 1.6'; $double_frequency_all['434']='1 1 1'; $min_frequency_all['501']='0.3 0.6 1.3'; $max_frequency_all['501']='0.35 0.8 1.6'; $double_frequency_all['501']='1 1 1'; $min_frequency_all['502']='0.3 0.6 1.3'; $max_frequency_all['502']='0.35 0.8 1.6'; $double_frequency_all['502']='1 1 1'; // Более подробное описание что есть что // $device_code=array('433'); $device_code - набор кодов устройств, где устройстово означает одну ось датчкика, например 001X. Т.е. устройство с кодом 433 это датчик с номером 001, ось X.// Для устройства 433 указываем интервалы, в которых нужно искать пики колебаний. Интервалы: //$min_frequency_all['433']='0.3 0.6 1.3';// $max_frequency_all['433']='0.35 0.8 1.6'; //Они означают 3 интервала, в которых искать пики. Интервал 1 0.3-0.35; интервал 2 0.6-0.8; интервал 3 1.3-1.6;// И количесвто пиков, которые необходимо искать $double_frequency_all['433']='1 1 1'; // Здесь указаны три интервала, в них искать по одному пику. Варианты значений 1 либо 2.// Файл для работы программы обработки спектров, общие настройки $file_options='number_records = '.$number_records.' // Количество реализаций, по которым будет строится// // апроксимация спекра и находится параметры колебаний сооружения length_zap ='.$length_zap.' // Длина одной реализации в количестве отсчетов, должно быть кратно 2^n, 2 в степени n, где n целое число number_of_records = 30 //Сколько в одном файле реализаций// // sampling_time = 0.1 // Время дискретизации датчиков в секундах time = "22_01_10_23_59_43_021" // Время, с которого считывать данные, данные до этой временной ометки будут игнорироваться,если указать 00_00_00_00_00_00_000, то будут обрабатываться все данные// // time_start = "2022_02_12_07_21_00_729" // Время, с которого считывать данные, данные до этой временной ометки будут игнорироваться,если указать 00_00_00_00_00_00_000, то будут обрабатываться все данные time_end = "'."$year"._ckgedit_QUOT__"."$month"._ckgedit_QUOT__"."$day"._ckgedit_QUOT__"."$hour"._ckgedit_QUOT__"."$minute"._ckgedit_QUOT__"."$second".'_000_ckgedit_QUOT___ __ big_files = 0 // Параметр, отвечающий за то, что мы берем большие файлы данных за сутки. 1 - мы берем, другое значение, не берем// // debug_mode = 0 // Режим отладки, выводятся промежуточные данные обработки, по умолчанию отключено procces_all_files = 0 // Обработка всех файлов сразу, по умолчанию обрабатывается начиная с самого последнего// // rusian = 1 // Включение русского языка, по умолчанию включен file_size_for_processing = 1 // Устанавливаем ограничение обработки файлов за один запуск// // time_shift=0.24573333333333 // Сдвиг по времени в секундах // Пропуск времени между соседними спектрами при обработке всех файлов сразу, величина в секундах. detector_option_file = "Config.path" // Имя файла с настройками для датчиков. fast_processing = 0 file_format=4 // Формат// // файлов данных monitoring_horizont=1'; // Файл для работы программы обработки спектров, настройка датчиков $file_options_conf='{ limitation_standart_deviation=0// Среднеквадратичное// // отклонение limitation_ejection=50 // Выброс в процентах от диапазона measuring_range=3600// Тип// // датчика (диапазон) AN3600, AN7200 axis='.$detector_name.' // Номер датчика и его оси namefile="'.dirname( __FILE__).'/source/"// Относительный путь к данным savadata="'.$dir.'/" // Относительный путь, куда сохранять результаты моделирования datatemperature="./"// Относительный путь, откуда читать данные по температуре// // min_frequency ='.$min_frequency.' // Минимальная частота интервалов, в которых ищутся пики, в Гц, пример 0.4 0.8 2.3 max_frequency ='.$max_frequency.' // Максимальная частота интервалов, в которых ищутся пики, в Гц. Пример 0.6 1.1 2.5// // double_frequency ='.$double_frequency.' // Количество пиков в интервале, допустимые значения 1 - однин пик, 2 - два пика в интервале signal_level=0; }';
-=== Настройка запуска по расписанию ===
-Для запуска модуля из консоли нужно использовать скрипт «data_processing.sh», который запускает модуль в контейнере docker «php». Для запуска модуля по расписанию, настраивается запуск скрипта «data_processing.sh» через cron от имени root в требуемый интервал. При новой установке необходимо проверить права на запуск как исполняемой программы data_processing.sh, RealTimeSpectrum. Содержание скрипта "data_processing.sh" «/opt/monitoring/dc exec -T php php /var/www/html/SpectralAnalysis/Spectr/index.php» - Данные означают: - /opt/monitoring/dc - запуск docker - exec - команда выполнить - -T - не создавать виртуальное tty устройстово для виртуальной консоли. - php - запуск контейнера php - php /var/www/html/SpectralAnalysis/Spectr/index.php - запуск php скрипта index.php, путь указан в среде контейнер
-=== Тестирование и юнит тесты ===
- <font 14px/Arial,Helvetica,sans-serif;;#000000;;inherit>Для тестирования можно запускать из консоли скрипт «data_processing_test.sh», который запускает в контейнере «php» скрипт «index_check.php».</font>