CN109932065A - 适用于超导纳米线单光子探测系统的监控系统、方法、终端、介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供适用于超导纳米线单光子探测系统的监控系统、方法、终端、介质，所述系统包括：信息采集模块，用于采集超导纳米线单光子探测系统中的至少一种被监控设备的设备参数信息；监控模块，用于根据所采集的设备参数信息控制所述超导纳米线单光子探测系统自动升温和/或自动降温。本申请实现一键控制系统从液氦温区到室温的升降温过程。同时基于监测的系统设备运行状态、系统温度及压强等参数进行逻辑分析以引入故障应急措施，保护科研设备，避免了人工监督和四大子系统之间的复杂逻辑关系，利于SNSPD推广和用户友好体验，大幅提升探测系统可操作性和安全性，推动SNSPD在量子信息相关应用领域产业化进程。

Description

适用于超导纳米线单光子探测系统的监控系统、方法、终端、 介质

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，特别是涉及适用于超导纳米线单光子探测系统的监控系统、方法、终端、介质。

背景技术

超导纳米线单光子探测(Superconducting Nanowire Single Photon Detector，SNSPD)是一种新型单光子探测技术，具有高探测效率、低暗计数、低时间抖动等优良特性，广泛应用于量子通信、激光雷达、激光成像等领域。伴随量子通信的快速发展，作为量子通信系统重要的核心模块之一，SNSPD系统产业化是大势所趋。

但是，目前全球有多家小型高科技公司从事SNSPD的商业化开发工作，缺少一套相对成熟的SNSPD数字化监控平台。SNSPD系统结构复杂，可分为电子学模块、探测器、真空模块和制冷模块四大子系统。子系统间运行逻辑关系复杂，电子学模块、真空模块、人工监督时间长，操作人员专业素质要求高。

申请内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种适用于超导纳米线单光子探测系统的监控系统，其包括：信息采集模块，用于采集超导纳米线单光子探测系统中的至少一被监控设备的设备参数信息；监控模块，用于根据所采集的设备参数信息控制所述超导纳米线单光子探测系统自动升温和/或自动降温。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述监控系统还包括：可视化输出模块，用于可视化输出所述超导纳米线单光子探测系统在一预设时段内的温度变化信息；还用于可视化输出被监控设备的设备参数信息、故障报警信息、或者监控模块的实时操作界面。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述被监控设备包括如下设备中的任一种或多种组合：真空泵，其参数信息包括运行状态信息和/或真空度信息；制冷机，其参数信息包括运行状态信息和/或运行时间信息；温度仪，其参数信息包括二级冷头温度信息；真空电磁阀，其参数信息包括运行状态信息。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述监控模块还用于供手动控制各所述被监控设备的运行状态，和/或根据所采集的设备参数信息监测各所述被监控设备的故障信息。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述监控模块控制所述超导纳米线单光子探测系统自动降温的方式包括：在接收到外部的降温指令后，令制冷机开启，并监控所述超导纳米线单光子探测系统的温度是否满足预设低温要求；在所述超导纳米线单光子探测系统的温度满足所述预设低温要求的情况下，且在令真空电磁阀关闭后的所述超导纳米线单光子探测系统的温度仍满足所述预设低温要求的情况下，确定该系统降温成功且系统运行正常；在令真空电磁阀关闭后的所述超导纳米线单光子探测系统的温度不满足所述预设低温要求的情况下确定该系统中各设备的故障信息，并发出相应的警报信息；在所述超导纳米线单光子探测系统的温度不满足所述预设低温要求的情况下，确定该系统中各设备的故障信息，并发出相应的警报信息。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述监控模块控制所述超导纳米线单光子探测系统自动升温的方式包括：在接收到升温指令后，令制冷机关闭，并监控所述超导纳米线单光子探测系统的温度是否满足预设高温要求；在所述超导纳米线单光子探测系统的温度不满足所述预设高温要求的情况下，持续监控直至该系统的温度满足所述预设高温要求；在所述超导纳米线单光子探测系统的温度满足所述预设高温要求的情况下，确定该系统自动升温成功，且令该系统处于待机状态或者在恢复气压后处于可拆卸状态。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述监控模块确定该系统中各设备的故障信息的方式包括：根据所监测的真空泵的真空度和/或运行状态来确定真空泵的故障信息；以及/或者，根据所监测的制冷机的运行状态来确定制冷机的故障信息。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第二方面提供一种适用于超导纳米线单光子探测系统的监控方法，其包括：采集超导纳米线单光子探测系统中的至少一被监控设备的设备参数信息；根据所采集的设备参数信息控制所述超导纳米线单光子探测系统自动升温和/或自动降温。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述监控方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第四方面提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行所述监控方法。

如上所述，本申请的适用于超导纳米线单光子探测系统的监控系统、方法、终端、介质，具有以下有益效果：本申请实现一键控制系统从液氦温区到室温(4-300K)的升降温过程。同时基于监测的系统设备运行状态、系统温度及压强等参数进行逻辑分析以引入故障应急措施，保护科研设备。SNSPD数字化监控平台能降低操作人员的专业素质要求，避免了人工监督和四大子系统之间的复杂逻辑关系，利于SNSPD推广和用户友好体验，大幅提升探测系统可操作性和安全性，推动SNSPD在量子信息相关应用领域产业化进程。

附图说明

图1显示为现有技术中SNSPD探测系统的原理构造图。

图2显示为本申请一实施例中监控系统与超导纳米线单光子探测系统的连接关系示意图。

图3显示为本申请一实施例中适用于超导纳米线单光子探测系统的监控系统的示意图。

图4A显示为本申请一实施例中自动降温的流程示意图。

图4B显示为本申请一实施例中自动降温的流程示意图。

图4C显示为本申请一实施例中自动降温的流程示意图。

图5A显示为本申请一实施例中自动升温的流程示意图。

图5B显示为本申请一实施例中自动升温的流程示意图。

图5C显示为本申请一实施例中自动升温的流程示意图。

图5D显示为本申请一实施例中自动升温的流程示意图。

图6显示为本申请一实施例中可视化输出模块所输出界面的示意图。

图7显示为本申请一实施例中适用于超导纳米线单光子探测系统的监控方法流程示意图。

图8显示为本申请一实施例中电子终端的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

超导纳米线单光子探测(Superconducting Nanowire Single Photon Detector，SNSPD)是一种新型单光子探测技术，具有高探测效率、低暗计数、低时间抖动等优良特性，广泛应用于量子通信、激光雷达、激光成像等领域。伴随量子通信的快速发展，作为量子通信系统重要的核心模块之一，SNSPD系统产业化是大势所趋。

目前全球有多家小型高科技公司从事SNSPD的商业化开发工作，但缺少一套相对成熟的SNSPD数字化监控平台。为解决该些存在于现有技术中的问题，本申请提出解决方案，降低探测系统运行过程人工操作复杂性和对其带来的可能误差与仪器损坏进行保护，并实现产业化过程系统模块间自动化运作，自动完成系统内室温与液氦温区(4.2K)升降温转换过程，同时对采集到的下行设备的运行数据和运行状态进行远程监控，并对下行科研设备运行过程可能出现的问题进行安全保护。

本申请的主要思想旨在基于对SNSPD系统数据实时监测进行整套系统自动升降温控制和系统安保设计。通过搭建系统集成硬件平台与基于传输协议/网际协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,TCP/IP)网络议协、RS-232串口协议的通信软件，实现一键控制系统从液氦温区到室温(4-300K)的升降温过程。同时基于监测的系统设备运行状态、系统温度及压强等参数进行逻辑分析以引入故障应急措施，保护科研设备。SNSPD数字化监控平台能降低操作人员的专业素质要求，避免了人工监督和四大子系统之间的复杂逻辑关系，利于SNSPD推广和用户友好体验，大幅提升探测系统可操作性和安全性，推动SNSPD在量子信息相关应用领域产业化进程。

如图1所示，展示了现有技术中SNSPD探测系统的原理构造图。SNSPD探测系统主要包括四大模块：电子学模块、探测器、真空模块、以及制冷模块。各模块之间运行逻辑关系复杂，电子学模块、真空模块的人工监督时间长，操作人员专业素质要求高。因此，需要一套集成数字化监控平台能简化系统操作，提升SNSPD系统可操性和用户友好体验。

如图2所示，展示本申请一实施例中监控系统与超导纳米线单光子探测系统的连接关系示意图。于本实施例中，上位机21作为监控系统，通过探测系统22分别连接超导纳米线单光子探测系统的温度仪23、制冷机24、以及真空电磁阀25，真空电磁阀连接真空泵26。

在一实施例中，所述探测系统22包括UT-620网络转换器和PDU电源分配器。UT-620网络转换器和PDU电源分配器实现将监控系统和超导纳米线单光子探测系统在同一平台内建IP系统完成数据通信与调试工作，解决了硬件平台搭建过程不同设备通信协议不兼容的实时数据传输问题。

如图3所示，展示本申请一实施例中适用于超导纳米线单光子探测系统的监控系统的示意图。所述监控系统包括信息采集模块31、监控模块32、以及可视化输出模块33。

所述信息采集模块31用于采集超导纳米线单光子探测系统中的至少一被监控设备的设备参数信息。所述监控模块32用于根据所采集的设备参数信息控制所述超导纳米线单光子探测系统自动升温和/或自动降温。所述可视化输出模块33用于可视化输出所述超导纳米线单光子探测系统在一预设时段内的温度变化信息；还用于可视化输出被监控设备的设备参数信息、故障报警信息、或者监控模块的实时操作界面。

在一实施例中，所述被监控设备包括真空泵、温度仪、制冷机、真空电磁阀。其中，真空泵的设备参数信息例如为真空度信息(单位：mbar)或者真空泵的启停状态信息等等；制冷机的设备参数信息例如为运行时间信息或者制冷机的启停状态信息等等；温度仪的设备参数信息例如为二级冷头温度信息；真空电磁阀的设备参数信息例如为真空电磁阀的启停状态信息等等。

在一实施例中，所述监控模块32控制所述超导纳米线单光子探测系统自动降温的方式包括：在接收到外部的降温指令后，令制冷机开启，并监控所述超导纳米线单光子探测系统的温度是否满足预设低温要求；在所述超导纳米线单光子探测系统的温度满足所述预设低温要求的情况下，确定该系统自动降温成功，且在令真空电磁阀关闭后的所述超导纳米线单光子探测系统的温度仍满足所述预设低温要求的情况下确定该系统运行正常，在令真空电磁阀关闭后的所述超导纳米线单光子探测系统的温度不满足所述预设低温要求的情况下确定该系统中各设备的故障信息，并发出相应的警报信息；在所述超导纳米线单光子探测系统的温度不满足所述预设低温要求的情况下，确定该系统中各设备的故障信息，并发出相应的警报信息。

为便于本领域技术人员理解，现结合图4A、图4B、以及图4C所展示的流程图对自动降温过程做进一步的解释与说明。

在图4A中，主要包括步骤S4A1～S4A8。

在步骤S4A1中，打开制冷机，以开始降温。

在步骤S4A2中，判断运行时间是否小于5小时。应理解的是，出于说明性目的而提供运行时间阈值，并且以上运行时间阈值不应被理解成是限制性的。

在步骤S4A3中，若判断运行时间小于5小时，则每间隔20min进行温度测量，并判断所测得的温度是否满足T<2.3K。应理解的是，出于说明性目的而提供温度测量的间隔时间以及温度阈值，并且以上温度测量的间隔时间和温度阈值不应被理解成是限制性的。

在步骤S4A4中，若判断所测得的温度满足T<2.3K，则执行分支一步骤。分之一步骤的具体内容将于图4B中予以展示。

在步骤S4A5中，若判断所测得的温度不满足T<2.3K，则执行分支二步骤。分之二步骤的具体内容将于图4C中予以展示。

在步骤S4A6中，若判断运行时间不小于5小时，则每间隔5min进行温度测量，并判断所测得的温度是否满足T2-T1＞0。T2与T1分别是指较后时间段测得的温度值与较前时间段测得的温度值。应理解的是，出于说明性目的而提供温度测量的间隔时间以及温度阈值，并且以上温度测量的间隔时间和温度阈值不应被理解成是限制性的。

在步骤S4A7中，若判断所测得的温度满足T2-T1＞0，则重新回到步骤S4A2。

在步骤S4A8中，若判断所测得的温度不满足T2-T1＞0，则执行分支二步骤。分之二步骤的具体内容将于图4C中予以展示。

在图4B中，主要包括步骤S4B01～S4B20。

在步骤S4B01中，显示“降温成功”，即通知操作人员当前的自动降温执行成功。

在步骤S4B02中，关闭真空电磁阀。

在步骤S4B03中，判断所测得的温度是否满足T<2.3K。即在关闭真空电磁阀后，节约资源的同时监控判断超导纳米线单光子探测系统的温度是否出现回漂到预设温度值以上的现象。

在步骤S4B04中，若判断所测得的温度满足T<2.3K，则显示“系统正常运行”。

在步骤S4B05中，若判断所测得的温度不满足T<2.3K，则每间隔5min进行温度测量，并判断所测得的温度是否满足T2-T1＞0。

在步骤S4B06中，若判断所测得的温度不满足T2-T1＞0，则发出蜂鸣警报。

在步骤S4B07中，判断真空泵的真空度是否小于2.0×10^-3mbar。

在步骤S4B08中，若判断真空泵的真空度小于2.0×10^-3mbar，则判断制冷机的运行状态是否为开启状态。

在步骤S4B09中，若判断制冷机的运行状态为开启状态，则提醒操作人员进行手动检查。

在步骤S4B10中，若判断制冷机的运行状态为关闭状态，则发出故障提醒信息“制冷机故障，关闭制冷机”。

在步骤S4B11中，若判断真空泵的真空度不小于2.0×10^-3mbar，则判断真空泵的运行状态是否为开启状态。

在步骤S4B12中，若判断真空泵的运行状态为关闭状态，则发出故障提醒信息“真空泵故障，关闭真空泵”。

在步骤S4B13中，若判断真空泵的运行状态为开启状态，则发出故障提醒信息“系统漏气故障”。

在步骤S4B14中，若判断所测得的温度满足T2-T1＞0，则判断真空泵的真空度是否小于2.0×10^-3mbar。

在步骤S4B15中，若判断真空泵的真空度小于2.0×10^-3mbar，则显示“温度异常，真空正常”。

在步骤S4B16中，若判断真空泵的真空度不小于2.0×10^-3mbar，则发出蜂鸣报警。

在步骤S4B17中，判断真空泵的运行状态是否为开启状态。

在步骤S4B18中，若判断真空泵的运行状态为开启状态，则提醒操作人员进行手动检查。

在步骤S4B19中，若判断真空泵的运行状态为关闭状态，则读取真空泵转速。

在步骤S4B20中，发出故障提醒信息“真空泵故障，关闭真空泵”。

在图4C中，主要包括步骤S4C01～S4C08。

在步骤S4C01中，发出蜂鸣警报。

在步骤S4C02中，判断真空泵的真空度是否小于2.0×10^-3mbar。

在步骤S4C03中，若判断真空泵的真空度小于2.0×10^-3mbar，则判断制冷机的运行状态是否为开启状态。

在步骤S4C04中，若判断制冷机的运行状态为开启状态，则提醒操作人员进行手动检查。

在步骤S4C05中，若判断制冷机的运行状态为关闭状态，则发出故障提醒信息“制冷机故障，关闭制冷机”。

在步骤S4C06中，若判断真空泵的真空度不小于2.0×10^-3mbar，则判断真空泵的运行状态是否为开启状态。

在步骤S4C07中，若判断真空泵的运行状态为关闭状态，则发出故障提醒信息“真空泵故障，关闭真空泵”。

在步骤S4C08中，若判断真空泵的运行状态为开启状态，则发出故障提醒信息“系统漏气故障”。

应理解的是，出于说明性目的而提供以上示例，并且以上示例不应被理解成是限制性的。同样的，所述监控系统的自动降温功能可以另外地或替代地包括其它特征或包括较少的特征，而未背离本申请的范围。

如图5A所示，展示本申请一实施例中监控系统进行自动升温的流程示意图。于本实施例中，自动升温过程包括步骤S5A01～S5A06，显示为系统在正常回温速度的模式下进行自动升温操作，并在升温成功后进入待机状态。

在步骤S5A01中，关闭制冷机，以开始升温操作。

在步骤S5A02中，回温4小时。应理解的是，出于说明性目的而提供回温时间，并且以上回温时间不应被理解成是限制性的。

在步骤S5A03中，每间隔5min进行温度测量，并判断所测得的温度是否满足T＞室温。应理解的是，出于说明性目的而提供高温阈值，并且以上高温阈值不应被理解成是限制性的。

在步骤S5A04中，若判断所测得的温度不满足T＞室温，则回到步骤S5A03。

在步骤S5A05中，若判断所测得的温度满足T＞室温，则保持电磁阀关闭状态。

在步骤S5A06中，显示“待机模式，系统回温成功”。

如图5B所示，展示本申请一实施例中监控系统进行自动升温的流程示意图。于本实施例中，自动升温过程包括步骤S5B01～S5B11，显示为系统在正常模式下进行自动升温操作，并在升温成功后进入可拆卸模式。

在步骤S5B01中，关闭制冷机，以开始升温操作。

在步骤S5B02中，回温4小时。应理解的是，出于说明性目的而提供回温时间，并且以上回温时间不应被理解成是限制性的。

在步骤S5B03中，每间隔5min进行温度测量，并判断所测得的温度是否满足T＞室温。应理解的是，出于说明性目的而提供高温阈值，并且以上高温阈值不应被理解成是限制性的。

在步骤S5B04中，若判断所测得的温度不满足T＞室温，则回到步骤S5A03。

在步骤S5B05中，打开真空电磁阀。

在步骤S5B06中，关闭真空泵。

在步骤S5B07中，计时恢复气压20min。应理解的是，出于说明性目的而提供恢复气压时间，并且以上恢复气压时间不应被理解成是限制性的。

在步骤S5B08中，每间隔10min监测真空泵的真空度，并判断真空泵的真空度是否小于2.0×10^-3mbar。

在步骤S5B09中，若判断真空泵的真空度不小于2.0×10^-3mbar，则返回步骤S5B08。

在步骤S5B10中，显示“回温成功，系统可拆卸”。

如图5C所示，展示本申请一实施例中监控系统进行自动升温的流程示意图。于本实施例中，自动升温过程包括步骤S5C01～S5C08，显示为系统在快速回温模式下进行自动升温操作，并在升温成功后进入待机模式。

在步骤S5C01中，关闭制冷机，以开始升温操作。

在步骤S5C02中，关闭真空电磁阀。

在步骤S5C03中，关闭真空泵。步骤S5C02和S5C03用于加快系统的回温速度。

在步骤S5C04中，回温4小时。应理解的是，出于说明性目的而提供回温时间，并且以上回温时间不应被理解成是限制性的。

在步骤S5C05中，每间隔5min进行温度测量，并判断所测得的温度是否满足T＞室温。应理解的是，出于说明性目的而提供高温阈值，并且以上高温阈值不应被理解成是限制性的。

在步骤S5C06中，若判断所测得的温度不满足T＞室温，则回到步骤S5C05。

在步骤S5C07中，若判断所测得的温度满足T＞室温，则保持电磁阀关闭状态。

在步骤S5C08中，显示“待机模式，系统回温成功”。

如图5D所示，展示本申请一实施例中监控系统进行自动升温的流程示意图。于本实施例中，自动升温过程包括步骤，显示为系统在快速回温模式下进行自动升温操作，并在升温成功后进入可拆卸模式。

在步骤S5D01中，关闭制冷机，以开始升温操作。

在步骤S5D02中，关闭真空电磁阀。

在步骤S5D03中，关闭真空泵。步骤S5D02和S5D03用于加快系统的回温速度

在步骤S5D04中，回温4小时。应理解的是，出于说明性目的而提供回温时间，并且以上回温时间不应被理解成是限制性的。

在步骤S5D05中，每间隔5min进行温度测量，并判断所测得的温度是否满足T＞室温。应理解的是，出于说明性目的而提供高温阈值，并且以上高温阈值不应被理解成是限制性的。

在步骤S5D06中，若判断所测得的温度不满足T＞室温，则回到步骤S5D05。

在步骤S5D07中，打开真空电磁阀。

在步骤S5D08中，关闭真空泵。

在步骤S5D09中，计时恢复气压20min。应理解的是，出于说明性目的而提供恢复气压时间，并且以上恢复气压时间不应被理解成是限制性的。

在步骤S5D10中，每间隔10min监测真空泵的真空度，并判断真空泵的真空度是否小于2.0×10^-3mbar。

在步骤S5D11中，若判断真空泵的真空度不小于2.0×10^-3mbar，则返回步骤S5D10。

在步骤S5D12中，显示“回温成功，系统可拆卸”。

如图6所示，展示本申请一实施例中可视化输出模块所输出界面的示意图。于本实施例中，输出界面可从左至右划分为三个显示模块，最左为信息采集模块，用于显示各个被监控设备的设备参数信息，故障报警信息等等；中间为GDI+动图模块，该模块上方显示为系统的连接关系图，下方显示为系统在一预设时段内的温度变化曲线；右边为监控模块的实时操作界面图，例如有供操作人员选择的“手动模式”或者“自动降温”等按键，还有供操作人员操作的用于控制各设备开启或关闭的开关按键等等。

需要说明的是，应理解以上监控系统的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，可视化输出模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述系统的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述系统的存储器中，由上述系统的某一个处理元件调用并执行以上可视化输出模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital signal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

如图7所示，展示本申请一实施例中适用于超导纳米线单光子探测系统的监控方法的流程示意图。

在一些实施方式中，所述方法可应用于控制器，例如：ARM控制器、FPGA控制器、SoC控制器、DSP控制器、或者MCU控制器等等。在一些实施方式中，所述方法也可应用于包括存储器、存储控制器、一个或多个处理单元(CPU)、外设接口、RF电路、音频电路、扬声器、麦克风、输入/输出(I/O)子系统、显示屏、其他输出或控制设备，以及外部端口等组件的计算机；所述计算机包括但不限于如台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能电视、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称PDA)等个人电脑。在另一些实施方式中，所述方法还可应用于服务器，所述服务器可以根据功能、负载等多种因素布置在一个或多个实体服务器上，也可以由分布的或集中的服务器集群构成。

于本实施例中，所述监控方法包括步骤S71和步骤S72。

在步骤S71中，采集超导纳米线单光子探测系统中的至少一被监控设备的设备参数信息。

在步骤S72中，根据所采集的设备参数信息控制所述超导纳米线单光子探测系统自动升温和/或自动降温。

在一实施例中，所述方法中的控制所述超导纳米线单光子探测系统自动降温的方式包括：在接收到外部的降温指令后，令制冷机开启，并监控所述超导纳米线单光子探测系统的温度是否满足预设低温要求；在所述超导纳米线单光子探测系统的温度满足所述预设低温要求的情况下，确定该系统自动降温成功，且在令真空电磁阀关闭后的所述超导纳米线单光子探测系统的温度仍满足所述预设低温要求的情况下确定该系统运行正常，在令真空电磁阀关闭后的所述超导纳米线单光子探测系统的温度不满足所述预设低温要求的情况下确定该系统中各设备的故障信息，并发出相应的警报信息；在所述超导纳米线单光子探测系统的温度不满足所述预设低温要求的情况下，确定该系统中各设备的故障信息，并发出相应的警报信息。

在一实施例中，所述方法中的控制所述超导纳米线单光子探测系统自动升温的方式包括：在接收到升温指令后，令制冷机关闭，并监控所述超导纳米线单光子探测系统的温度是否满足预设高温要求；在所述超导纳米线单光子探测系统的温度不满足所述预设高温要求的情况下，持续监控直至该系统的温度满足所述预设高温要求；在所述超导纳米线单光子探测系统的温度满足所述预设高温要求的情况下，确定该系统自动升温成功，且令该系统处于待机状态或者在恢复气压后处于可拆卸状态。

需要说明的是，本实施例中适用于超导纳米线单光子探测系统的监控方法，其实施方式与上文中适用于超导纳米线单光子探测系统的监控系统的实施方式类似，故不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

如图8所示，展示本申请一实施例中电子终端的结构示意图。本实例提供的电子终端，包括：处理器81、存储器82、收发器83、通信接口84和系统总线85；存储器82和通信接口84通过系统总线85与处理器81和收发器83连接并完成相互间的通信，存储器82用于存储计算机程序，通信接口84和收发器83用于和其他设备进行通信，处理器71用于运行计算机程序，使电子终端执行如上监控方法的各个步骤。

上述提到的系统总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

综上所述，本申请提供适用于超导纳米线单光子探测系统的监控系统、方法、终端、介质，本申请实现一键控制系统从液氦温区到室温(4-300K)的升降温过程。同时基于监测的系统设备运行状态、系统温度及压强等参数进行逻辑分析以引入故障应急措施，保护科研设备。SNSPD数字化监控平台能降低操作人员的专业素质要求，避免了人工监督和四大子系统之间的复杂逻辑关系，利于SNSPD推广和用户友好体验，大幅提升探测系统可操作性和安全性，推动SNSPD在量子信息相关应用领域产业化进程。所以，本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种适用于超导纳米线单光子探测系统的监控系统，其特征在于，包括：

信息采集模块，用于采集超导纳米线单光子探测系统中的至少一种被监控设备的设备参数信息；

监控模块，用于根据所采集的设备参数信息控制所述超导纳米线单光子探测系统自动升温和/或自动降温。

2.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括：

可视化输出模块，用于可视化输出所述超导纳米线单光子探测系统在一预设时段内的温度变化信息；还用于可视化输出被监控设备的设备参数信息、故障报警信息、或者监控模块的实时操作界面。

3.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述被监控设备包括如下设备中的任一种或多种组合：

真空泵，其参数信息包括运行状态信息和/或真空度信息；

制冷机，其参数信息包括运行状态信息和/或运行时间信息；

温度仪，其参数信息包括二级冷头温度信息；

真空电磁阀，其参数信息包括运行状态信息。

4.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述监控模块还用于供手动控制各所述被监控设备的运行状态，和/或根据所采集的设备参数信息监测各所述被监控设备的故障信息。

5.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述监控模块控制所述超导纳米线单光子探测系统自动降温的方式包括：

在接收到外部的降温指令后，令制冷机开启，并监控所述超导纳米线单光子探测系统的温度是否满足预设低温要求；

在所述超导纳米线单光子探测系统的温度满足所述预设低温要求的情况下，且在令真空电磁阀关闭后的所述超导纳米线单光子探测系统的温度仍满足所述预设低温要求的情况下，确定该系统降温成功且系统运行正常；在令真空电磁阀关闭后的所述超导纳米线单光子探测系统的温度不满足所述预设低温要求的情况下确定该系统中各设备的故障信息，并发出相应的警报信息；

在所述超导纳米线单光子探测系统的温度不满足所述预设低温要求的情况下，确定该系统中各设备的故障信息，并发出相应的警报信息。

6.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述监控模块控制所述超导纳米线单光子探测系统自动升温的方式包括：

在接收到升温指令后，令制冷机关闭，并监控所述超导纳米线单光子探测系统的温度是否满足预设高温要求；

在所述超导纳米线单光子探测系统的温度不满足所述预设高温要求的情况下，持续监控直至该系统的温度满足所述预设高温要求；

在所述超导纳米线单光子探测系统的温度满足所述预设高温要求的情况下，确定该系统自动升温成功，且令该系统处于待机状态或者在恢复气压后处于可拆卸状态。

7.根据权利要求5或6所述的监控系统，其特征在于，所述监控模块确定该系统中各设备的故障信息的方式包括：

根据所监测的真空泵的真空度和/或运行状态来确定真空泵的故障信息；以及/或者

根据所监测的制冷机的运行状态来确定制冷机的故障信息。

8.一种适用于超导纳米线单光子探测系统的监控方法，其特征在于，包括：

采集超导纳米线单光子探测系统中的至少一被监控设备的设备参数信息；

根据所采集的设备参数信息控制所述超导纳米线单光子探测系统自动升温和/或自动降温。

9.根据权利要求8所述的监控方法，其特征在于，所述方法中的控制所述超导纳米线单光子探测系统自动降温的方式包括：

在接收到外部的降温指令后，令制冷机开启，并监控所述超导纳米线单光子探测系统的温度是否满足预设低温要求；

在所述超导纳米线单光子探测系统的温度满足所述预设低温要求的情况下，确定该系统自动降温成功，且在令真空电磁阀关闭后的所述超导纳米线单光子探测系统的温度仍满足所述预设低温要求的情况下确定该系统运行正常，再令真空电磁阀关闭后的所述超导纳米线单光子探测系统的温度不满足所述预设低温要求的情况下确定该系统中各设备的故障信息，并发出相应的警报信息；

在所述超导纳米线单光子探测系统的温度不满足所述预设低温要求的情况下，确定该系统中各设备的故障信息，并发出相应的警报信息伴有蜂鸣报警。

10.根据权利要求8所述的监控方法，其特征在于，所述方法中的控制所述超导纳米线单光子探测系统自动升温的方式包括：

在接收到升温指令后，令制冷机关闭，并监控所述超导纳米线单光子探测系统的温度是否满足预设高温要求；

在所述超导纳米线单光子探测系统的温度不满足所述预设高温要求的情况下，持续监控直至该系统的温度满足所述预设高温要求；

在所述超导纳米线单光子探测系统的温度满足所述预设高温要求的情况下，确定该系统自动升温成功，且令该系统处于待机状态或者在恢复气压后处于可拆卸状态。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求8至10中任一项所述适用于超导纳米线单光子探测系统的监控方法。

12.一种电子终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如权利要求8至10中任一项所述适用于超导纳米线单光子探测系统的监控方法。