CN103730176B - 核电站远程监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种核电站远程监测系统。所述系统包括：一种核电站远程监测系统，包括：核辐射传感器节点，置于核电站的监测点中，用于对所述监测点的辐射值进行检测以得到监测数据；视频监控模块，置于核电站的监测点中，用于通过视频进行实时监测以得到的视频数据，并通过通信电缆传输；无线通信模块，用于将得到的监测数据通过无线通信网络传递至远程监控中心；远程监控中心，用于接收所述视频数据和监测数据，根据所述视频数据和监测数据对所述监测点进行控制；所述核辐射传感器节点、视频监控模块和无线通信模块均安插于功能电路板上。采用本发明能提高实时反应能力，缩短监测延时。

Description

核电站远程监测系统

技术邻域

本发明涉及核电站监控技术，特别是涉及一种核电站远程监测系统。

背景技术

核电站中现有的监测系统，即环境γ辐射连续监测系统将由少数几个固定的监测站组成，分布在核电站周边十公里区域内，以对周围大气环境中的γ辐射进行连续监测。

但是，核电站中现有的监测系统在发生紧急事故时的实时反应能力较差，存在着较长的监测延时。

发明内容

基于此，有必要提供一种能提高实时反应能力，缩短监测延时的核电站远程监测系统。

一种核电站远程监测系统，包括：

核辐射传感器节点，置于核电站的监测点中，用于对所述监测点的辐射值进行检测以得到监测数据；

视频监控模块，置于核电站的监测点中，用于通过视频进行实时监测以得到的视频数据，并通过通信电缆传输；

无线通信模块，用于将得到的监测数据通过无线通信网络传递至远程监控中心；

远程监控中心，用于接收所述视频数据和监测数据，根据所述视频数据和监测数据对所述监测点进行控制；

所述核辐射传感器节点、视频监控模块和无线通信模块均安插于功能电路板上。

在其中一个实施例中，所述系统还包括：

安插于所述功能电路板上的气象质量检测节点，用于检测所述监测点的空气质量，以得到所述空气质量相关的监测数据，并通过无线通信网络传递至远程监控中心。

在其中一个实施例中，所述系统还包括：

智能控制路灯节点，被安插于所述功能电路板上，用于根据光照强弱控制核电站周围街道中路灯的开启和关闭。

在其中一个实施例中，所述智能控制路灯节点包括：

开关量控制模块，用于根据内置的照度传感器感知光照强弱，根据所述光照强弱控制所述核电站周围街道中路灯的开启和关闭；

电流电压检测模块，用于检测电路中电压电源的变化以得到相关的监测数据。

在其中一个实施例中，所述系统还包括：

电源模块，用于对置于所述监测点的负载进行供电，所述电源模块包括蓄电池和逆变电路，正常供电时将常用交流电稳压后供应给所述监测点的负载使用，并向所述蓄电池充电；

正常供电中断时，将所述蓄电池中的直流电通过逆变电路进行逆变零切换转换以向负载继续供电。

在其中一个实施例中，所述视频监控模块包括arm控制块和网络摄像头；

所述arm控制块设置为服务器，并设定可供访问的固定端口；

所述网络摄像头与所述arm控制块电连接，以对核电站周围街道进行实时视频监控得到视频形式的监测数据。

在其中一个实施例中，所述远程监控中心为远程固定监控中心和/或远程移动监控中心；

所述远程监控中心根据接收的监测数据在展示的电子地图中更新各监测点所显示的数据，并对超出警戒值的监测数据触发报警。

在其中一个实施例中，所述远程监控中心还用于根据所述接收的监测数据得到所在的数值区间，由所述数值区间和警戒值得到相应的核辐射强度和警报级别。

在其中一个实施例中，所述核辐射传感器节点对所述监测点的辐射值进行检测得到的监测数据包括了对α射线、β射线、γ射线、X射线的辐射值。

上述核电站远程监测系统，在核电站的监测点中放置核辐射传感器节点对监测点的辐射值进行实时监测得到监测数据，将监测数据通过无线通信模块传递至远程监控中心，并通过视频监控模块对监测点周边进行视频监测，并将所得到的视频数据通过通信线缆传递至远程监控中心，以使得远程监控中心可实时获取并查看监测点的状况，提高了反应能力，有效地缩短了监测延时，此外，由于核辐射传感器节点、视频监控模块和无线通信模块均安插于功能电路板上，将极大地便利了各节点、模块的维护和安装。

附图说明

图1为一个实施例中核电站远程监测系统的结构示意图；

图2为一个实施例中智能控制路灯节点的结构示意图；

图3为一个实施例中电源模块的结构示意图；

图4为图3中电源模块的工作过程示意图；

图5为一个实施例中视频监控模块的结构示意图；

图6为一个实施例中核电站远程监测系统的拓扑图；

图7为一个实施例中功能电板上的安插示意图；

图8为一个实施例中核电站远程监测系统的应用示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，在一个实施例中，一种核电站远程监测系统，包括核辐射传感器节点110、视频监控模块130、无线通信模块150和远程监控中心170。

核辐射传感器节点110，置于核电站的监测点中，用于对监测点的辐射值进行检测以得到监测数据。

本实施例中，核辐射传感器节点110对监测点的辐射值进行检测得到的监测数据包括了对α射线、β射线、γ射线、X射线的辐射值。根据核电站中的监测密度进行监测点划分，以在核电站中设置若干个监测点实现对核电站的实时监测。

核辐射传感器节点110将包括了核辐射测试仪，并提供RS232、RS485或并行数据传输口以输出监测数据。

视频监控模块130，置于核电站的监测点中，用于通过视频进行实时监测以得到的视频数据，并通过通信电缆传输。

本实施例中，每一监测点均放置了视频监控模块130，以对监测点进行实时的视频拍摄。

无线通信模块150，用于将得到的监测数据通过无线通信网络传递至远程监控中心。

本实施例中，所得到的监测数据将进行汇总，进而通过无线通信模块150以zigbee无线通信网络的方式传递至远端的远程监控中心。

每一核辐射传感器节点110和视频监控模块130均分配了网络地起来，无线通信模块150采用了802.15.4MAC/PHY规范中所规定的直序扩频(DSSS)调制，以工作于固定信道中，射频段为2.4GHz。

由于无线通信模块采用了时隙化的载波侦听和冲突避免的信道接入CSMACA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)算法，有效地提高了数据传输的可靠性。

远程监控中心170，用于接收视频数据和监测数据，根据视频数据和监测数据对监测点进行控制。

本实施例中，远程监控中心170将与多个监测点进行无线交互，实时获取来自监测点的视频数据和监测数据，以实时把握核电站当前的状况。

其中，核辐射传感器节点110、视频监控模块130和无线通信模块150均安插于功能电路板上。

监测点中的节点、模块均被安插于功能电路板上，这一模块化的设计将使得监测点中的各个节点、模块相互独立，工作时不会相互干扰，例如，某一节点或者模块的故障发生不会影响其它节点或模块的工作。

进一步的，安插了核辐射传感器节点110、视频监控模块130和无线通信模块150的功能电路板被放置于防水盒，并固定于监测点了，以避免受到外界环境的影响，实现了防雨、防台风和防电磁干扰，保证了核电站中监测的稳定性和准确性，即便发生紧急事故也能实时反馈监测数据。

在一个实施例中，上述核电站远程监测系统还包括了气象质量检测节点。该气象质量检测节点被安插于功能电路板上，将用于检测监测点的空气质量，以得到空气质量相关的监测数据，并通过无线通信网络传递至远程监控中心170。

本实施例中，在监测点中放置气象质量检测节点对监测点周围气象质量进行监测，其中，包括了对PM2.5、温度以及湿度的检测，并通过无线通信模块150将得到的监测数据传输至远端的远程监控中心。

在接收到与空气质量相关的监测数据之后，远程监控中心170将对监测数据进行分析，以评估监测点周边的环境，并实时显示该监测数据，以发布环境质量报告。

在另一个实施例中，上述核电站远程监测系统还了智能控制路灯节点，该智能控制路灯节点被安插于功能电路板上，用于根据光照强弱控制核电站周围街道中路灯的开启和关闭。

本实施例中，智能控制路灯节点将内置了照度传感器，以通过照度传感器对光照强弱进行感知，进而生成相应的控制指令，以通过控制指令控制路灯的开启和关闭。

进一步的，如图2所示，上述智能控制路灯节点210包括了开关量控制模块211和电流电压检测模块213。

开关量控制模块211，用于根据内置的照度传感器感知光照强弱，根据光照强弱控制核电站周围街道中路灯的开启和关闭。

电流电压检测模块213，用于检测电路中电压电流的变化以得到相关的监测数据。

本实施例中，电流电压检测模块213将检测电路中电压电流的变化所得到的监测数据传递至无线通信模块150中，以通过无线通信模块150将监测数据传递至远端的远程监控中心170，以便于通过远程监控中心170即可了解当前的运行状况。

如上所述的智能路灯控制节点210与无线通信模块150、核辐射传感器节点110、视频监控模块130安插于同一功能电路板上，该功能电路板为即插即用的电路板，其上设置了若干个接口，以便于安插智能路灯控制节点210、无线通信模块150、核辐射传感器节点110和视频监控模块130以及其它的节点和模块。

如图3所示，在另一个实施例中，上述核电站远程监测系统还包括了电源模块310。该电源模块310用于对置于监测点的负载进行供电，该电源模块310包括蓄电池311和逆变电路313。

正常供电时将常用交流电稳压后供应给监测点的负载使用，并向蓄电池311充电。

正常供电中断时，将蓄电池311中的直流电通过逆变电路313进行逆变零切换转换以向负载继续供电。

本实施例中，电源模块310为不间断电源，将被安插于功能电路板上，以为功能电路板中的负载，即智能路灯控制节点210、无线通信模块150、核辐射传感器节点110和视频监控模块130以及其它的节点和模块供电。

请结合参阅图4，在蓄电池311和逆变电路313的配合下，将使得即便核电站发生事故而中断正常供电时，也能够继续向负载供电，以使得核电站中的每一监测点仍然进行监测，并向远程监控中心170传回监测数据。

如图5所示，在一个实施例中，上述视频监控模块130包括arm控制块131和网络摄像头133。

arm控制块131设置为服务器，并设定可供访问的固定端口。

网络摄像头133与arm控制块131电连接，以对核电站周围街道进行实时视频监控得到视频形式的监测数据。

本实施例中，arm控制块131为基于Linux操作系统的arm板，网络摄像头133则被视为设备文件，以对此设备文件进行操作。

具体的，将初始化网络摄像头133，设置视频的格式和帧格式，并申请物理内存，然后将arm控制块131设置为服务器，并设定固定的端口接受其它终端，例如，远程监控中心170的访问，

在一个实施例中，远程监控中心170为远程固定监控中心和/或远程移动监控中心，该远程监控中心170将根据接收的监测数据在展示的电子地图中更新各监测点所显示的数据，并对超出警戒值的监测数据触发报警。

本实施例中，远程监控中心170将监听各监测点所传递的监测数据，以对该监测数据进行实时刷新和显示。

具体的，远程监控中心170将通过浏览器的加载进行电子地图的显示，并在电子地图中显示各监测点所对应的监测数据，例如，通过在电子地图中进行各监测点的查看即可得到该监测点的辐射值、空气质量等监测数据。

通过远程监控中心170中电子地图所显示的核辐射值以及空气质量相关的监测数据，可对监测点周边的环境进行评估，并发布核电站相关的注意事项，进一步保证了核电站的安全性。

此外，工作人员还可通过调用远程监控中心170中通过javascript或其他语言将电子地图嵌入嵌入到网页的API接口中，以将各监测点所对应的监测数据显示于电子地图。

网页将以电子地图的形式显示各监测点的图标和坐标。点击任一图标，会连接到该点的地图，可放大或缩小该点的地图坐标，更清晰的查看周围的地貌、建筑和社会生活环境。

进一步的，远程监控中心170还用于根据接收的监测数据得到所在的数值区间，由该数值区间和警戒值得到相应的核辐射强度和警报级别。

本实施例中，预先设定警戒值和警报级别，以判断接收的监测数据是否超出了警戒值，并定位所属的警报级别，对辐射值偏高的监测数据发出警报，并使得电子地图中与所在监测点对应的图标发生闪动，此时，获取到警报的工作人员可通过第一时间查看视频监控模块130中的监测数据，以便于实时了解核电站中的情况。

通过如上所述的核电站远程监测系统实现了核应急准备与响应，可有效地控制和减轻核辐射事故可能造成的人身伤害、财产损失以及环境破坏，也是有效处置核恐怖袭击事件。保障公共安全的重要方面。

通过如上所述的核电站远程监测系统，将巩固并健全了核电站现有的应急管理体系，客观和全面地掌握了整个核电站厂区和周围区域的安全状况与防范能力。

核电站的安全生产时期，在核电站以及周围较大区域和临近海域均布设了监测点，以实时监测各种辐射量和环境数据，以对整体辐射水平进行评估和分析，提供安全保障。

核电站发生核事故或紧急事件时，可利用大规模布设的监测点进行监测和定位，以为人员的撤离和救灾工作为提供行动建议。

下面结合一个具体的实施例来详细阐述上述核电站远程监测系统。该实施例中，如图6所示，该系统包括了视频监控模块610、核辐射传感器节点620、气象质量检测节点630、智能控制路灯节点640、网关节点650、服务器基站660、远程固定监控中心670和远程移动监控中心680。

视频监控模块610将通过通信电缆与网关节点650相连，核辐射传感器节点620、气象质量检测节点630、智能控制路灯节点640将通过无线通信模块Zigbee无线通信网络与网关节点650进行通信，网关节点650则与服务器基站660通过通信网络进行信号传输，以将视频数据和监测数据传输到远程监控中心，即远程固定监控中心670和远程移动监控中心680。

其中，如图7所示，视频监控模块610、核辐射传感器节点620、气象质量检测节点630、智能控制路灯节点640、无线通信模块710和电源模块730均安插于功能电路板上，由功能电路板上的微处理器750进行管理和控制。

进一步的，微处理器750为32位MCU（Micro Control Unit，微控制单元）。

如图8所示，核电站的工作人员完成远程固定监控中心670或远程移动监控中心680的登陆并通过身份确认之后，将进入前端所提供的网页页面，通过后台对各监测点中监测数据和视频数据的处理，为前端提供了地图标记预警页、实时数据分析页、监控点视频控制页以及危险应急处理页等，并根据监测数据对当前核电站厂区所发生的危险进行报警，以便及时消除危险，避免重大危险事故的发生和漫延。

本邻域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本邻域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种核电站远程监测系统，其特征在于，包括：

核辐射传感器节点，置于核电站的监测点中，用于对所述监测点的辐射值进行检测以得到辐射值监测数据；

视频监控模块，置于核电站的监测点中，用于通过视频进行实时监测以得到的视频数据，并通过通信电缆传输；

无线通信模块，用于将得到的所述辐射值监测数据通过无线通信网络传递至远程监控中心；

远程监控中心，用于接收所述视频数据和所述辐射值监测数据，根据所述视频数据和所述辐射值监测数据对所述监测点进行控制；且

所述远程监控中心根据接收的所述辐射值监测数据在展示的电子地图中更新各监测点所显示的数据，并对超出警戒值的所述辐射值监测数据触发报警；

所述核辐射传感器节点、视频监控模块和无线通信模块均安插于功能电路板上；所述功能电路板置于防水盒中；

智能控制路灯节点，被安插于所述功能电路板上，用于根据光照强弱控制核电站周围街道中路灯的开启和关闭；

所述智能控制路灯节点包括：

开关量控制模块，用于根据内置的照度传感器感知光照强弱，根据所述光照强弱控制所述核电站周围街道中路灯的开启和关闭；

电流电压检测模块，用于检测电路中电压电源的变化以得到相关的电压变化监测数据，并将所述电压变化监测数据传递至所述无线通信模块中，通过所述无线通信模块将所述电压变化监测数据传递至所述远程监控中心。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

安插于所述功能电路板上的气象质量检测节点，用于检测所述监测点的空气质量，以得到所述空气质量相关的气象监测数据，并通过无线通信网络传递至远程监控中心。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

电源模块，用于对置于所述监测点的负载进行供电，所述电源模块包括蓄电池和逆变电路，正常供电时将常用交流电稳压后供应给所述监测点的负载使用，并向所述蓄电池充电；

正常供电中断时，将所述蓄电池中的直流电通过逆变电路进行逆变零切换转换以向负载继续供电。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述视频监控模块包括arm控制块和网络摄像头；

所述arm控制块设置为服务器，并设定可供访问的固定端口；

所述网络摄像头与所述arm控制块电连接，以对核电站周围街道进行实时视频监控得到视频形式的所述视频数据。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述远程监控中心为远程固定监控中心和/或远程移动监控中心。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述远程监控中心还用于根据接收的所述辐射值监测数据得到所在的数值区间，由所述数值区间和警戒值得到相应的核辐射强度和警报级别。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述核辐射传感器节点对所述监测点的辐射值进行检测得到的所述辐射值监测数据包括了对α射线、β射线、γ射线和X射线的辐射值中的至少一种。