CN104240359B - 核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法，包括如下步骤：S1：根据下达指令发出针对核辐射环境现场中非数字化传输仪表的图像采集指令；S2：接收图像采集指令，并对非数字化传输仪表进行图像采集，以得到非数字化传输仪表的显示图像；S3：将显示图像与仪表本底信息数据库中的本底信息进行比对，得到非数字化传输仪表的读数信息。本发明的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法和系统使得可以在远程对核辐射现场非数字传输仪表进行智能读数，不需要人员到现场，避免辐射风险。

Description

核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法和系统

技术领域

本发明涉及核电领域，尤其涉及一种核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法和系统。

背景技术

目前，在核电厂中仍然有大量非数字化传输仪表在使用。这些仪表没有数字化接口，无法实现数据数字化传输，因此只能依靠人工现场读数的方式记录数据，非常不方便。特别是在核辐射的环境中，人员接近辐射源进行读数时，就会面临被辐射的风险。

核辐射，或通常称之为放射性，存在于所有的物质之中，这是亿万年来存在的客观事实，是正常现象。核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。核辐射可以使物质引起电离或激发，故称为电离辐射。电离辐射又分直接致电离辐射和间接致电离辐射。直接致电离辐射包括质子等带电粒子。间接致电离辐射包括光子、中子等不带电粒子。

放射性物质以波或微粒形式发射出的一种能量就叫核辐射，核爆炸和核事故都有核辐射。核辐射主要是α、β、γ三种射线：α射线是氦核只要用一张纸就能挡住，但吸入体内危害大；β射线是电子流，照射皮肤后烧伤明显。这两种射线由于穿透力小，影响距离比较近只要辐射源不进入体内，影响不会太大；γ射线的穿透力很强，是一种波长很短的电磁波。γ辐射和X射线相似，能穿透人体和建筑物，危害距离远。宇宙、自然界能产生放射性的物质不少但危害都不太大，只有核爆炸或核电站事故泄漏的放射性物质才能大范围地对人员造成伤亡。电磁波是很常见的辐射，对人体的影响主要由功率(与场强有关)和频率决定。通讯用的无线电波是频率较低的电磁波，如果按照频率从低到高(波长从长到短)按次序排列，电磁波可以分为：长波、中波、短波、超短波、微波、远红外线、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线、宇宙射线。以可见光为界，频率低于(波长长于)可见光的电磁波对人体产生的主要是热效应，频率高于可见光的射线对人体主要产生化学效应。

人体有躯体细胞和生殖细胞两类细胞，它们对电离辐射的敏感性和受损后的效应是不同的。电离辐射对机体的损伤其本质是对细胞的灭活作用，当被灭活的细胞达到一定数量时，躯体细胞的损伤会导致人体器官组织发生疾病，最终可能导致人体死亡。躯体细胞一旦死亡，损伤细胞也随之消失了，不会转移到下一代。在电离辐射或其他外界因素的影响下，可导致遗传基因发生突变，当生殖细胞中的DNA受到损伤时，后代继承母体改变了的基因，导致有缺陷的后代。因此，人体一定要避免大剂量照射。

人类接受的辐射有两个途径，称为内照射和外照射。Α、β、γ三种射线由于其特征不同，其穿透物质的能力也不同，他们对人体造成危害的方式不同。α粒子只有进入人体内部才会造成损伤，这就是内照射；γ射线主要从人体外对人体造成损伤，这就是外照射；β射线既造成内照射，又造成外照射。

人们在长期的实践和应用中发现，少量的辐射照射不会危及人类的健康，过量的放射性射线照射对人体会产生伤害，使人致病、致死。剂量越大，危害越大。

放射性物质可通过呼吸吸入，皮肤伤口及消化道吸收进入体内，引起内辐射，外辐射可穿透一定距离被机体吸收，使人员受到外照射伤害。内外照射形成放射病的症状有：疲劳、头昏、失眠、皮肤发红、溃疡、出血、脱发、白血病、呕吐、腹泻等。有时还会增加癌症、畸变、遗传性病变发生率，影响几代人的健康。一般讲，身体接受的辐射能量越多，其放射病症状越严重，致癌、致畸风险越大。具体的说：轻度损伤，可能发生轻度急性放射病，如乏力，不适，食欲减退。中度损伤，能引起中度急性放射病，如头昏，乏力，恶心，有呕吐，白细胞数下降。重度损伤，能引起重度急性放射病，虽经治疗但受照者有50％可能在30天内死亡，其余50％能恢复。表现为多次呕吐，可有腹泻，白细胞数明显下降。极重度损伤，引起极重度放射性病，死亡率很高。多次吐、泻，休克，白细胞数急剧下降。核事故和原子弹爆炸的核辐射都会造成人员的立即死亡或重度损伤。还会引发癌症、不育、怪胎等。

因此，核电厂中非数字化传输仪表的读数读取不应通过工作人员读取来实现，有必要提供一种应用于核辐射环境中非数字化传输仪表的读数技术，对工作人员进行保护，防止工作人员在核辐射环境中受到核辐射，带来各方面的严重后果。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法和系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法，包括如下步骤：

S1：根据下达指令发出针对核辐射环境现场中非数字化传输仪表的图像采集指令；

S2：接收所述图像采集指令，并对所述非数字化传输仪表进行图像采集，以得到所述非数字化传输仪表的显示图像；

S3：将所述显示图像与所述仪表本底信息数据库中的本底信息进行比对，得到所述非数字化传输仪表的读数信息。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法中，还包括步骤S4：将所述读数信息反馈至所述下达指令的发出端。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法中，所述核辐射环境现场中所述非数字化传输仪表的数量为至少两个，且每一所述非数字化传输仪表均具有一仪表编码；所述步骤S1中，所述图像采集指令内包含拟读数的所述非数字化传输仪表的仪表编码；在所述步骤S1与所述步骤S2之间，还包括如下步骤S-0：根据所述图像采集指令内包含的所述仪表编码确定拟读数的所述非数字化传输仪表。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法中，所述步骤S1中包括如下步骤：

S1-1：接收所述下达指令；

S1-2：根据所述下达指令从所述仪表编码第一数据库中确定对应的所述仪表编码，并生成包含对应的所述仪表编码的所述图像采集指令；

S1-3：发送所述图像采集指令。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法中，所述仪表编码第一数据库内存储有所述核辐射环境现场中所有所述非数字化传输仪表的仪表编码。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法中，所述步骤S2中包括如下步骤：

S2-1：接收所述图像采集指令，并根据所述图像采集指令对所述核辐射环境现场中的所述非数字化传输仪表进行图像捕获，以得到图像捕获数据；

S2-2：对所述图像捕获数据进行处理得到所述非数字化传输仪表的显示图像。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法中，所述步骤S2-1中，通过照相机、摄像机、摄像头和红外成像仪中的至少一种进行图像捕获。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法中，所述步骤S3中包括如下步骤：从仪表编码第二数据库确定所述显示图像对应的所述非数字化传输仪表的所述仪表编码、并根据所述仪表编码从本底信息数据库确定所述非数字化传输仪表的本底信息，并将所述显示图像和所述本底信息进行比对得到所述非数字化传输仪表的读数信息。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法中，所述步骤S3中，通过阴影遮挡算法得到非数字化传输仪表的读数信息，所述阴影遮挡算法包括如下步骤：

S3-1：对显示图像和相对应仪表编码的本底信息两幅图像均进行裁剪，只保留仪表盘部分；

S3-2：如果裁剪后两幅图像的像素长度和像素宽度有一个不相同，则重新裁剪，直到完全相同；

S3-3：选取中心点作为原点，分别计算两幅图像所有像素的坐标位置；

S3-4：对两幅图像中坐标相同的像素进行异或运算；

S3-5：得到的结果即为两幅图像的差异图像；

S3-6：根据该差异图像，运算得到相对应仪表编码的非数字化传输仪表的读数信息。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法中，所述仪表编码第二数据库存储有核辐射环境现场中所有非数字化传输仪表的仪表编码；所述本底信息数据库存储有所述核辐射环境现场中所有所述非数字化传输仪表的本底信息。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法中，还包括步骤S5：将所述读数信息与预警信息数据库中的预警阈值进行比对，若所述读数信息超过所述预警阈值，则发出预警警示信号；若所述读数信息未超过所述预警阈值，则不发出预警警示信号。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法中，还包括步骤S5：将所述读数信息与所述报警信息数据库中的报警阈值进行比对，若所述读数信息超过所述报警阈值，则发出报警警示信号；若所述读数信息未超过所述报警阈值，则不发出报警警示信号。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法中，还包括步骤S5：将所述读数信息分别与预警信息数据库中的预警阈值、报警信息数据库中的报警阈值进行比对，所述预警阈值低于所述报警阈值；若所述读数信息未超过所述预警阈值，则不发出任何警示信号；若所述读数信息超过所述预警阈值、但未超过所述报警阈值，则发出预警警示信号；若所述读数信息超过所述报警阈值，则发出报警警示信号。

一种核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统中，包括

指示读数装置，用于根据所述下达指令发出针对核辐射环境现场中非数字化传输仪表的图像采集指令；

图像采集装置，用于接收所述图像采集指令，并对所述非数字化传输仪表进行图像采集，以得到所述非数字化传输仪表的显示图像；

分析读数装置，用于将所述显示图像与所述仪表本底信息数据库中的本底信息进行比对，得到所述非数字化传输仪表的读数信息；及

数据传输装置，分别与所述指示读数装置、所述图像采集装置及所述分析读数装置相连接，并用于在所述指示读数装置、所述图像采集装置及所述分析读数装置之间进行数据传输。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统中，所述核辐射环境现场中所述非数字化传输仪表的数量为至少两个，且每一所述非数字化传输仪表均具有一仪表编码；所述图像采集装置的数量与所述非数字化传输仪表相同，至少两个所述非数字化传输仪表与所述图像采集装置一一对应；所述图像采集指令内包含拟读数的所述非数字化传输仪表的仪表编码；所述数据传输装置还用于根据所述图像采集指令内包含的所述仪表编码确定拟读数的所述非数字化传输仪表，并将所述图像采集指令发送至对应所述仪表编码的所述图像采集装置。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统中，所述指示读数装置包括

接收模块，用于接收所述下达指令，以及接收通过所述数据传输装置传输的所述读数信息；

仪表编码第一存储模块，用于存储所述核辐射环境现场中所有所述非数字化传输仪表的仪表编码，所有所述非数字化传输仪表的仪表编码形成一仪表编码第一数据库；

指令生成模块，用于根据所述下达指令从所述仪表编码第一数据库中确定对应的所述仪表编码，并生成包含对应的所述仪表编码的所述图像采集指令；及

指令发送模块，用于将所述图像采集指令发送至所述数据传输装置。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统中，所述数据传输装置包括

指令数据传输模块，与所述指示读数装置及至少两个所述图像采集装置相连接，所述指令数据传输模块用于根据所述图像采集指令内的所述仪表编码将所述图像采集指令发送至对应所述仪表编码的所述图像采集装置；

图像数据传输模块，与至少两个所述图像采集装置及所述分析读数装置相连接，所述图像数据传输模块用于将所述显示图像发送至所述分析读数装置；及

读数信息数据传输模块，与所述分析读数装置及所述指示读数装置相连接，所述读数信息数据传输模块用于将所述读数信息发送至所述指示读数装置。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统中，所述图像采集装置包括

图像捕获模块，用于接收所述图像采集指令，并根据所述图像采集指令对所述核辐射环境现场中的所述非数字化传输仪表进行图像捕获，以得到图像捕获数据；及

图像处理模块，用于对所述图像捕获数据进行处理得到所述非数字化传输仪表的显示图像。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统中，所述图像捕获模块为照相机、摄像机、摄像头和红外成像仪中的至少一种。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统中，所述分析读数装置包括

仪表编码第二存储模块，用于存储核辐射环境现场中所有非数字化传输仪表的仪表编码，所有所述非数字化传输仪表的仪表编码形成一仪表编码第二数据库；

本底信息存储模块，用于存储所述核辐射环境现场中所有所述非数字化传输仪表的本底信息，所有所述非数字化传输仪表的所述本底信息形成一本底信息数据库；

比对模块，用于从所述仪表编码第二数据库确定所述显示图像对应的所述非数字化传输仪表的所述仪表编码、并根据所述仪表编码从所述本底信息数据库确定所述非数字化传输仪表的本底信息，并将所述显示图像和所述本底信息进行比对得到所述非数字化传输仪表的读数信息。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统中，所述图像采集装置为抗辐射所述图像采集装置。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统中，还包括用于根据所述读数信息发出警示信号的警示装置。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统中，所述警示装置包括：

预警阈值存储模块，用于存储所有所述非数字化传输仪表的预警阈值信息，所有所述预警阈值信息形成一预警阈值数据库；

预警数据比对模块，用于将所述读数信息与所述预警阈值数据库内的与所述非数字化传输仪表的所述仪表编码相对应所述预警阈值信息进行比对；及

预警信号发送模块，用于在所述读数信息超过所述预警阈值信息时发出预警信号。

本发明所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统中，所述警示装置包括：

报警阈值存储模块，用于存储所有所述非数字化传输仪表的报警阈值信息，所有所述报警阈值信息形成一报警阈值数据库；

报警数据比对模块，用于将所述读数信息与所述报警阈值数据库内的与所述非数字化传输仪表的所述仪表编码相对应所述报警阈值信息进行比对；及

报警信号发送模块，用于在所述读数信息超过所述报警阈值信息时发出报警信号。

实施本发明的有益效果是：本发明的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法和系统使得可以在远程对核辐射现场非数字传输仪表进行智能读数，不需要人员到现场，避免辐射风险。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例一中核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法流程示意图；

图2是本发明实施例二中核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统模块示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“数个”的含义均是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1示出了本发明实施例一中核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法，该方法用于在核辐射环境中，对非数字化传输仪表进行读数。本发明实施例一中的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法包括步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4。

其中，步骤S1为：根据所述下达指令发出针对核辐射环境现场中非数字化传输仪表的图像采集指令。

在核辐射环境现场中，非数字化传输仪表的数量为至少两个。为对多个非数字化传输仪表进行区别，每一非数字化传输仪表均具有一仪表编码。

在上述步骤S1中，图像采集指令内包含拟读数的非数字化传输仪表的仪表编码，故可根据图像采集指令确定拟读数的非数字化传输仪表，以便于准确定位。

优选地，本实施例中，上述步骤S1中包括步骤S1-1、步骤S1-2和步骤S1-3。可以理解地，步骤S1并非在核辐射现场进行，而是在远离核辐射现场的远程端进行操作。

S1-1：接收所述下达指令。

作为选择，下达指令的方式可为多种，优选地，通过基于TCP/IP协议的以太网络设备来接收下达指令。

TCP/IP协议技术是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写，中译名为传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。通俗而言：TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台电脑规定一个地址。

从协议分层模型方面来讲，TCP/IP由四个层次组成：网络接口层、网络层、传输层、应用层。TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。OSI是传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型，其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己。由于ARPNET的设计者注重的是网络互联，允许通信子网(网络接口层)采用已有的或是将来有的各种协议，所以这个层次中没有提供专门的协议。实际上，TCP/IP协议可以通过网络接口层连接到任何网络上，例如X.25交换网或IEEE802局域网。

物理层是定义物理介质的各种特性

1、机械特性。

2、电子特性。

3、功能特性。

4、规程特性。

数据链路层是负责接收IP数据报并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。

常见的接口层协议有：Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Framerelay、HDLC、PPP ATM等。

网络层负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。

1、处理来自传输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。2、处理输入数据报：首先检查其合法性，然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机，则去掉报头，将剩下部分交给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数据报。3、处理路径、流控、拥塞等问题。

网络层包括：IP(Internet Protocol)协议、ICMP(Internet Control MessageProtocol)、控制报文协议、ARP(Address Resolution Protocol)地址转换协议、RARP(Reverse ARP)反向地址转换协议。IP是网络层的核心，通过路由选择将下一跳IP封装后交给接口层。IP数据报是无连接服务。ICMP是网络层的补充，可以回送报文。用来检测网络是否通畅。Ping命令就是发送ICMP的echo包，通过回送的echo relay进行网络测试。ARP是正向地址解析协议，通过已知的IP，寻找对应主机的MAC地址。RARP是反向地址解析协议，通过MAC地址确定IP地址。比如无盘工作站和DHCP服务。

传输层用于提供应用程序间的通信。其功能包括：1、格式化信息流；2、提供可靠传输。为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送。传输层协议主要是：传输控制协议TCP(TransmissionControl Protocol)和用户数据报协议UDP(User Datagram protocol)。

应用层用于向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。应用层一般是面向用户的服务。如FTP、TELNET、DNS、SMTP、POP3。FTP(File Transfer Protocol)是文件传输协议，一般上传下载用FTP服务，数据端口是20H，控制端口是21H。Telnet服务是用户远程登录服务，使用23H端口，使用明码传送，保密性差、简单方便。DNS(Domain Name Service)是域名解析服务，提供域名到IP地址之间的转换。SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)是简单邮件传输协议，用来控制信件的发送、中转。POP3(Post Office Protocol 3)是邮局协议第3版本，用于接收邮件

网络层中的协议主要有IP，ICMP，IGMP等，由于它包含了IP协议模块，所以它是所有基于TCP/IP协议网络的核心。在网络层中，IP模块完成大部分功能。ICMP和IGMP以及其他支持IP的协议帮助IP完成特定的任务，如传输差错控制信息以及主机/路由器之间的控制电文等。网络层掌管着网络中主机间的信息传输。

传输层上的主要协议是TCP和UDP。正如网络层控制着主机之间的数据传递，传输层控制着那些将要进入网络层的数据。两个协议就是它管理这些数据的两种方式：TCP是一个基于连接的协议；UDP则是面向无连接服务的管理方式的协议。

数据帧：帧头+IP数据包+帧尾(帧头包括源和目标主机MAC地址及类型,帧尾是校验字)。IP数据包：IP头部+TCP数据信息(IP头包括源和目标主机IP地址、类型、生存期等)。TCP数据信息：TCP头部+实际数据(TCP头包括源和目标主机端口号、顺序号、确认号、校验字等)。

但是本领域的技术人员应当理解，在不超出本发明的范围内，图像传输装置可以有很多种，包括但不限于同轴线缆，或基于其它协议的网络设备等，无论采用何种设备均不应构成对本发明核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法的影响。下达指令的方式为有线数据通信，或者，无线数据通讯。其中，下达指令的方式为无线数据通讯时，可通过wi-fi、ZigBee等方式，只要可以实现对下达指令的接收即可。

ZigBee技术是一种具有统一技术标准的短距离无线通信技术，其物理层和数据链路层协议为IEEE 802.15.4协议标准，网络层和安全层由ZigBee联盟制定，应用层的开发应用根据用户的应用需要，对其进行开发利用，因此该技术能够为用户提供机动、灵活的组网方式。

根据IEEE 802.15.4协议标准，ZigBee的工作频段分为3个频段，这3个工作频段相距较大，而且在各频段上的信道数据不同，因而，在该项技术标准中，各频段上的调制方式和传输速率不同。它们分别为868MHz，915MHz和2.4GHz，其中2.4GHz频段上分为16个信道，该频段为全球通用的工业、科学、医学(indus-trial，scientific and medical，ISM)频段，该频段为免付费、免申请的无线电频段，在该频段上，数据传输速率为250Kb/s；另外两个频段为915/868MHz，其相应的信道个数分别为10个和1个，传输速率分别为40Kb/s和ZOKb/s，868MHz和915MHz无线电使用直接序列扩频技术和二进制相移键控(BPSK)调制技术。2.4GHz无线电使用DSSS和偏移正交相移键控(O－QPSK)。

在组网性能上，ZigBee可以构造为星形网络或者点对点对等网络，在每一个ZigBee组成的无线网络中，连接地址码分为16b短地址或者64b长地址，可容纳的最大设备个数分别为216和264个，具有较大的网络容量。

在无线通信技术上，采用CSMA－CA方式，有效地避免了无线电载波之间的冲突，此外，为保证传输数据的可靠性，建立了完整的应答通信协议。ZigBee设备为低功耗设备，其发射输出为0～3.6dBm，通信距离为30～70m，具有能量检测和链路质量指示能力，根据这些检测结果，设备可以自动调整设备的发射功率，在保证通信链路质量的条件下，最小地消耗设备能量。为保证ZigBee设备之间通信数据的安全保密性，ZigBee技术采用了密钥长度为128位的加密算法，对所传输的数据信息进行加密处理。

ZigBee技术则致力于提供一种廉价的固定、便携或者移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线通信技术。这种无线通信技术具有如下特点：

(1)数据传输速率低

只有10～250Kb/s，专注于低传输速率应用。无线传感器网络不传输语音、视频之类的大数据量的采集数据，仅仅传输一些采集到的温度、湿度之类的简单数据。

(2)功耗低

工作模式情况下，ZigBee技术传输速率低，传输数据量很小，因此信号的收发时间很短，其次在非工作模式时，ZigBee节点处于休眠模式，耗电量仅仅只有1μW。设备搜索时延一般为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接人时延为15ms。由于工作时间较短、收发信息功耗较低且采用了休眠模式，使得ZigBee设备非常省电，ZigBee节点的电池工作时间可以长达6个月到2年左右。同时，由于电池时间取决于很多因素，例如电池种类、容量和应用场合，ZigBee技术在协议上对电池使用也作了优化。对于典型应用，碱性电池可以使用数年，对于某些工作时间和总时间(工作时间+休眠时间)之比小于t％的情况，电池的寿命甚至可以超过1年。

(3)数据传输可靠

ZigBee的介质链路层(以MAC层)采用CSMA－CA碰撞避免机制。在这种完全确认的数据传输机制下，当有数据传送需求时则立刻传送，发送的每个数据包都必须等待接收方的确认信息，并进行确认信息回复，若没有得到确认信息的回复就表示发生了碰撞，将再传一次，采用这种方法可以提高系统信息传输的可靠性。同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竟争和冲突。同时ZigBee针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和休眠状态激活的时延都非常短。

(4)网络容量大

ZigBee的低速率、低功耗和短距离传输的特点使它非常适宜支持简单器件。ZigBee定义了两种器件：全功能器件(FFD)和简化功能器件(RFD)。网络协调器(coordinator)是一种全功能器件，而网络节点通常为简化功能器件。如果通过网络协调器组建无线传感器网络，整个网络最多可以支持超过65000个ZigBee网络节点，再加上各个网络协调器可互相连接，整个ZigBee网络节点的数目将十分可观。

(5)自动动态组网、自主路由

无线传感器网络是动态变化的，无论是节点的能量耗尽，或者节点被敌人俘获，都能使节点退出网络，而且网络的使用者也希望能在需要的时候向已有的网络中加人新的传感器节点。

(6)兼容性

ZigBee技术与现有的控制网络标准无缝集成。通过网络协调器自动建立网络，采用CSMA-CA方式进行信道接入。为了可靠传递，还提供全握手协议。

(7)安全性

ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，在数据传输中提供了三级安全性。第一级实际是无安全方式，对于某种应用，如果安全并不重要或者上层已经提供足够的安全保护，器件就可以选择这种方式来转移数据。对于第二级安全级别，器件可以使用接人控制清单(ACL)来防止非法器仵获取数据。

在这一级不采取加密措施。第三级安全级别在数据转移中采用属于高级加密标准(AES)的对称密码。AES可以用来保护数据净荷和防止攻击者冒充合法器件。

(8)实现成本低

模块的初始成本估计在6美元左右，很快就能降到1.5～2.5美元，且ZigBee协议免专利费用。无线传感器网络中可以具有成千上万的节点，如果不能严格地控制节点的成本，那么网络的规模必将受到严重的制约，从而将严重地制约无线传感器网络的强大功能。

S1-2：根据下达指令从仪表编码第一数据库中确定对应的仪表编码，并生成包含对应的仪表编码的图像采集指令。

上述步骤S1-2中，接收到下达指令后，根据下达指令从仪表编码第一数据库中确定对应的仪表编码，然后将此仪表编码嵌入图像采集指令中，以生成包含对应的仪表编码的图像采集指令。

其中，仪表编码第一数据库内存储有核辐射环境现场中所有非数字化传输仪表的仪表编码。

S1-3：发送图像采集指令。

作为选择，发送图像采集指令的方式可为多种，例如，基于TCP/IP协议的以太网络设备。但是本领域的技术人员应当理解，在不超出本发明的范围内，图像传输装置可以有很多种，包括但不限于同轴线缆，或基于其它协议的网络设备等，无论采用何种设备均不应构成对本发明核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法范围的影响。发送图像采集指令的方式为有线数据通信，或者，无线数据通讯。其中，发送图像采集指令的方式为无线数据通讯时，可通过wi-fi、ZigBee等方式，只要可以实现对图像采集指令的发送即可。

S2：接收图像采集指令，并对非数字化传输仪表进行图像采集，以得到非数字化传输仪表的显示图像。

步骤S2中包括如下步骤：

S2-1：接收图像采集指令，并根据图像采集指令对核辐射环境现场中的非数字化传输仪表进行图像捕获，以得到图像捕获数据。

步骤S2-1中，通过照相机、摄像机、摄像头和红外成像仪中的至少一种进行图像捕获。作为选择，上述照相机、摄像机、摄像头和红外成像仪中的至少一种可以为经过抗辐射处理的照相机、摄像机、摄像头和红外成像仪，以防止现场辐射对其造成不良影响。

光线是大家熟悉的。光线就是可见光，是人眼能够感受的电磁波。可见光的波长为：0.38～0.78微米。比0.38微米短的电磁波和比0.78微米长的电磁波，人眼都无法感受。比0.38微米短的电磁波位于可见光光谱紫色以外，称为紫外线，比0.78微米长的电磁波位于可见光光谱红色以外，称为红外线。红外线，又称红外辐射，是指波长为0.78～1000微米的电磁波。其中波长为0.78～2.0微米的部分称为近红外，波长为2.0～1000微米的部分称为热红外线。

照相机成像得到照片，电视摄像机成像得到电视图像，都是可见光成像。自然界中，一切物体都辐射红外线，因此利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外图像，热红外线形成的图像称为热图。目标的热图像和目标的可见光图像不同，它不是人眼所能看到的目标可见光图像，而是目标表面温度分布图像，换一句话说，红外热成像使人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。

有位著名的美国红外学者指出：“人类的发展可分为三个阶段。第一个阶段是人类通过制造工具，扩展体力活动的能力，第二阶段通过提高判断能力，寻求更清晰和更广泛的理解与判断事物的标准，而人类近年来致力的增强获得输入信息的能力，扩大感觉范围或增填新的感官，使我们的大脑能接受更多的信息，正是人类发展的第三阶段。在这个阶段中，红外技术的发展已经把人类的感官由五种增加到六种”。这一席话，我认为恰如其分的道出了红外热成像技术在当代的重要性。因为，我们周围的物体只有当它们的温度高达1000℃以上时，才能够发出可见光。相比之下，我们周围所有温度在绝对零度(-273℃)以上的物体，都会不停地发出热红外线。例如，我们可以计算出，一个正常的人所发出的热红外线能量，大约为100瓦。所以，热红外线(或称热辐射)是自然界中存在最为广泛的辐射。

热辐射除存在的普遍性之外，还有另外两个重要的特性。

1、大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3～5微米和8～14微米的热红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口，可以使人们在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的战场，清晰地观察到前方的情况。正是由于这个特点，红外热成像技术在军事上提供了先进的夜视装备，并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候前视系统。这些系统在海湾战争中发挥了非常重要的作用。

2、物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无接触温度测量和热状态分析，从而为工业生产，节约能源，保护环境等等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具。

红外热成像仪器根据所有物体都在不停发射红外线的特点，各国竞相开发出各种红外热成像仪器。美国德克萨斯仪器公司(TI)在1964年首次研制成功第一代的热红外成像装置，叫红外前视系统(FLIR)，这类装置利用光学元件运动机械，对目标的热辐射进行图像分解扫描，然后应用光电探测器进行光—电转换，最后形成热图象视频信号，并在荧屏上显示，红外前视系统至今仍是军用飞机、舰船和坦克上的重要装置。六十年代中期瑞典AGA公司和瑞典国家电力局，在红外前视装置的基础上，开发了具有温度测量功能的热红外成像装置。这种第二代红外成像装置，通常称为热像仪。七十年代法国汤姆荪公司研制出不需致冷的红外热电视产品。九十年代出现致冷型和非致冷型的焦平面红外热成像仪，这是一种最新一代的红外热成像仪，可以进行大规模的工业化生产，把红外热成像的应用提高到一个新的阶段。七十年代中国有关单位已经开始对红外热成像技术进行研究，到八十年代初，中国在长波红外元件的研制和生产技术上有了一定的进展。到了八十年代末和九十年代初，中国已经研制成功了实时红外成像样机，其灵敏度、温度分辨率都达到很高的水平。进入九十年代，中国在红外成像设备上使用低噪音宽频带前置放大器，微型致冷器等关键技术方面有了发展，并且从实验走向应用，主要用途用于部队，例如便携式野战热像仪，反坦克飞弹、防空雷达以及坦克、军舰火炮等。中国在红外热成像技术方面，已经投入了大量人力物力，形成了相当规模的研发力量，但是总的来讲，与世界先进水平差距仍然很大。目前国外已经开始在部队装备第二代红外热成像仪，并开始了第三代的研发工作，但中国现在才推广第一代红外热成像仪。

在国际上，美国、法国、以色列是这方面的先行者，其它国家包括俄罗斯均处下游水平。近几年来，中国的红外成像技术得到突飞猛进的发展，与西方的差距正在逐步缩小，有些设备的先进性也可同西方同步，相信中国和西方的差距会进一步缩小，尤其在新技术的应用方面更可以独树一帜。红外热成像仪，可以分为致冷型和非致冷型两大类。红外电视产品和非致冷焦平面热成像仪是非致冷型产品，其他为致冷型红外热成像仪。目前，最先进的红外热成像仪，其温度灵敏的可达0.05℃。可以作为边防缉私，其距离可达数公里。通过热像仪不仅可实时对目标进行观测，更可以通过其行踪轨迹的“热痕迹”进行动态分析，因为一般物体的热发散有一定的时间性，有些物体的热发散需要很长时间。例如部队点燃的炊烟，曾经发动过的车辆等都可以留下“热痕迹”。第一代热像仪主要由带有扫描装置的光学仪器和电子放大线路、显示器等部件组成，已经成功装备部队，并在夜间的地面观察、空中侦察、水面保险等作出重要的贡献。新热成像仪主要采用焦平面阵列技术，集成数万个乃至数十万个信号放大器，将芯片置于光学系统的焦平面上，取得目标的全景图像，无需光—机扫描系统，大大提高了灵敏度和热分辨率，可以进一步提高目标的探测距离和识别能力。

S2-2：对图像捕获数据进行处理得到非数字化传输仪表的显示图像。

在本实施例中，采集到的图像是连续的视频，但是本领域的技术人员应当理解，在不超出本发明的范围内，现场非数字仪表的图像可以有很多种方式，包括但不限于连续的视频、单幅的画面，以及红外成像等，这些方式均应该在本发明核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法的范围之内。

作为选择，在步骤S1与步骤S2之间，还可包括如下步骤S-0：根据图像采集指令内包含的仪表编码确定拟读数的非数字化传输仪表。

步骤S2并非在远程端进行，而是在核辐射现场进行操作，以直接对非数字化传输仪表进行图像采集。

S3：将显示图像与仪表本底信息数据库中的本底信息进行比对，得到非数字化传输仪表的读数信息。

步骤S3中包括如下步骤：从仪表编码第二数据库确定显示图像对应的非数字化传输仪表的仪表编码、并根据仪表编码从本底信息数据库确定非数字化传输仪表的本底信息，并将显示图像和本底信息进行比对得到非数字化传输仪表的读数信息。

仪表编码第二数据库存储有核辐射环境现场中所有非数字化传输仪表的仪表编码；本底信息数据库存储有核辐射环境现场中所有非数字化传输仪表的本底信息。

可以理解地，步骤S3可以选择在核辐射现场进行，也可以选择在远离核辐射现场的远程端进行操作。优选地，步骤S3在远离核辐射现场的远程端进行操作。

作为选择，步骤S3通过软件方式实现，但是本领域的技术人员应当理解，在不超出本发明核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法的范围内，步骤S3的实现方式可以有很多种，包括但不限于嵌入式固件，以及专用硬件设备等，这些方式均应该在本发明核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法的范围之内。

优选地，步骤S3中，采用阴影遮挡算法，但是本领域的技术人员应当理解，在不超出本发明核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法的范围内，图像比对算法可以有很多种，无论采用何种算法均不应构成对本发明核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法的影响。

下面的例子是对阴影遮挡算法的说明，但并不限于此例。

S3-1：对显示图像和相对应仪表编码的本底信息两幅图像均进行裁剪，只保留仪表盘部分；

S3-2：如果裁剪后两幅图像的像素长度和像素宽度有一个不相同，则重新裁剪，直到完全相同；

S3-3：选取中心点作为原点，分别计算两幅图像所有像素的坐标位置；

S3-4：对两幅图像中坐标相同的像素进行异或运算；

S3-5：得到的结果即为两幅图像的差异图像；

S3-6：根据该差异图像，可通过简单运算得到相应仪表编码的非数字化传输仪表的读数信息。

可以理解地，非数字化传输仪表的仪表刻度包括线性递增、指数递增、先线性后指数、数字显示、以及扇形指针等多种方式。无论非数字化传输仪表的仪表刻度形式为哪一种，在骤S6的图像分析过程中，阴影遮挡算法都是适用的，其处理并无不同。

例如，当非数字化传输仪表的仪表刻度为线性递增时，根据差异图像的长度进行读数。

再例如，当非数字化传输仪表的仪表刻度为扇形指针时，根据差异图像的面积进行读数。

但是，在步骤S3读数判断的过程中，需要根据不同的仪表类型和量程范围，做不同的处理。因此才需要对不同的仪表制定不同的判断准则，并与仪表本底信息一起存入本底信息数据库中。

步骤为S4：将读数信息反馈至下达指令的发出端。

可以理解地，步骤S4可以设置，也可以不设置。当不设置步骤S4时，不将读数信息反馈至下达指令的发出端。可以理解地，步骤S4并非在核辐射现场进行，而是在远离核辐射现场的远程端进行操作。

作为选择，经过步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4的读数过程后，还可根据读数选择是否进行警示。根据警示方式可分为三种实施方式，分别如下：

第一种实施方式，本发明实施例一中核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法还可包括步骤S5：将读数信息与预警信息数据库中的预警阈值进行比对，若读数信息超过预警阈值，则发出预警警示信号；若读数信息未超过预警阈值，则不发出预警警示信号。本实施方式中，当读数信息超过预警阈值时，会进行预警，可提醒操作人员做相应调整，以使得读数信息不至于超过预警阈值，带来安全隐患。

第二种实施方式，本发明实施例一中核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法还可包括步骤S5：将读数信息与报警信息数据库中的报警阈值进行比对，若读数信息超过报警阈值，则发出报警警示信号；若读数信息未超过报警阈值，则不发出报警警示信号。本实施方式中，当读数信息超过报警阈值时，会进行报警，可提醒操作人员读数信息已超过报警阈值，需做相应调整。

第三种实施方式，本发明实施例一中核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法还可包括步骤S5：将读数信息分别与预警信息数据库中的预警阈值、报警信息数据库中的报警阈值进行比对，预警阈值低于报警阈值；若读数信息未超过预警阈值，则不发出任何警示信号；若读数信息超过预警阈值、但未超过报警阈值，则发出预警警示信号；若读数信息超过报警阈值，则发出报警警示信号。本实施方式中，当读数信息超过预警阈值时，会进行预警，可提醒操作人员做相应调整，以使得读数信息不至于超过预警阈值，带来安全隐患；同时，当操作人员的调整工作没有使得读数信息立刻下降，导致读数信息超过报警阈值时，会进行报警，可提醒操作人员读数信息已超过报警阈值，需做相应调整。

从以上三种实施方式可看出，第三种实施方式最优，故本实施例优选第三种实施方式。

图2示出了本发明实施例二中一种核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统，该系统用于在核辐射环境中，对非数字化传输仪表进行读数。核辐射环境现场中非数字化传输仪表的数量为至少两个，且每一非数字化传输仪表均具有一仪表编码；图像采集装置300的数量与非数字化传输仪表相同，至少两个非数字化传输仪表与图像采集装置300一一对应。

本发明实施例二中一种核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统包括指示读数装置100、图像采集装置300、分析读数装置500、数据传输装置700和警示装置900。其中，指示读数装置100和警示装置900并非设置在核辐射现场进行，而是设置在远离核辐射现场的远程端。图像采集装置300并非设置在远离核辐射现场的远程端，而是设置在核辐射现场进行。分析读数装置500可以选择设置在核辐射现场，也可以选择设置在远离核辐射现场的远程端。优选地，分析读数装置500设置在远离核辐射现场的远程端。数据传输装置700设置在远离核辐射现场的远程端和核辐射现场之间。

其中，数据传输装置700分别与指示读数装置100、图像采集装置300及分析读数装置500相连接，并用于在指示读数装置100、图像采集装置300及分析读数装置500之间进行数据传输。

数据传输装置700还用于根据图像采集指令内包含的仪表编码确定拟读数的非数字化传输仪表，并将图像采集指令发送至对应仪表编码的图像采集装置300。数据传输装置700包括指令数据传输模块710、图像数据传输模块750和读数信息数据传输模块730。

其中，指令数据传输模块710与指示读数装置100及至少两个图像采集装置300相连接，指令数据传输模块710用于根据图像采集指令内的仪表编码将图像采集指令发送至对应仪表编码的图像采集装置300。

图像数据传输模块750与至少两个图像采集装置300及分析读数装置500相连接，图像数据传输模块750用于将显示图像发送至分析读数装置500。

读数信息数据传输模块730与分析读数装置500及指示读数装置100相连接，读数信息数据传输模块730用于将读数信息发送至指示读数装置100。

指示读数装置100用于根据下达指令发出针对核辐射环境现场中非数字化传输仪表的图像采集指令。指示读数装置100包括接收模块110、仪表编码第一存储模块130、指令生成模块150和指令发送模块170。图像采集指令内包含拟读数的非数字化传输仪表的仪表编码。

其中，接收模块110用于接收下达指令，以及接收通过数据传输装置700传输的读数信息。

作为选择，接收模块110接收下达指令的方式可为多种，优选地，通过基于TCP/IP协议的以太网络设备来接收下达指令。

TCP/IP协议技术是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写，中译名为传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。通俗而言：TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台电脑规定一个地址。

从协议分层模型方面来讲，TCP/IP由四个层次组成：网络接口层、网络层、传输层、应用层。TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。OSI是传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型，其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己。由于ARPNET的设计者注重的是网络互联，允许通信子网(网络接口层)采用已有的或是将来有的各种协议，所以这个层次中没有提供专门的协议。实际上，TCP/IP协议可以通过网络接口层连接到任何网络上，例如X.25交换网或IEEE802局域网。

物理层是定义物理介质的各种特性

1、机械特性。

2、电子特性。

3、功能特性。

4、规程特性。

数据链路层是负责接收IP数据报并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。

常见的接口层协议有：Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Framerelay、HDLC、PPP ATM等。

网络层负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。

1、处理来自传输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。2、处理输入数据报：首先检查其合法性，然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机，则去掉报头，将剩下部分交给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数据报。3、处理路径、流控、拥塞等问题。

网络层包括：IP(Internet Protocol)协议、ICMP(Internet Control MessageProtocol)、控制报文协议、ARP(Address Resolution Protocol)地址转换协议、RARP(Reverse ARP)反向地址转换协议。IP是网络层的核心，通过路由选择将下一跳IP封装后交给接口层。IP数据报是无连接服务。ICMP是网络层的补充，可以回送报文。用来检测网络是否通畅。Ping命令就是发送ICMP的echo包，通过回送的echo relay进行网络测试。ARP是正向地址解析协议，通过已知的IP，寻找对应主机的MAC地址。RARP是反向地址解析协议，通过MAC地址确定IP地址。比如无盘工作站和DHCP服务。

传输层用于提供应用程序间的通信。其功能包括：1、格式化信息流；2、提供可靠传输。为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送。传输层协议主要是：传输控制协议TCP(TransmissionControl Protocol)和用户数据报协议UDP(User Datagram protocol)。

应用层用于向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。应用层一般是面向用户的服务。如FTP、TELNET、DNS、SMTP、POP3。FTP(File Transfer Protocol)是文件传输协议，一般上传下载用FTP服务，数据端口是20H，控制端口是21H。Telnet服务是用户远程登录服务，使用23H端口，使用明码传送，保密性差、简单方便。DNS(Domain Name Service)是域名解析服务，提供域名到IP地址之间的转换。SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)是简单邮件传输协议，用来控制信件的发送、中转。POP3(Post Office Protocol 3)是邮局协议第3版本，用于接收邮件

网络层中的协议主要有IP，ICMP，IGMP等，由于它包含了IP协议模块，所以它是所有基于TCP/IP协议网络的核心。在网络层中，IP模块完成大部分功能。ICMP和IGMP以及其他支持IP的协议帮助IP完成特定的任务，如传输差错控制信息以及主机/路由器之间的控制电文等。网络层掌管着网络中主机间的信息传输。

传输层上的主要协议是TCP和UDP。正如网络层控制着主机之间的数据传递，传输层控制着那些将要进入网络层的数据。两个协议就是它管理这些数据的两种方式：TCP是一个基于连接的协议；UDP则是面向无连接服务的管理方式的协议。

数据帧：帧头+IP数据包+帧尾(帧头包括源和目标主机MAC地址及类型,帧尾是校验字)。IP数据包：IP头部+TCP数据信息(IP头包括源和目标主机IP地址、类型、生存期等)。TCP数据信息：TCP头部+实际数据(TCP头包括源和目标主机端口号、顺序号、确认号、校验字等)。

但是本领域的技术人员应当理解，在不超出本发明的范围内，图像传输装置可以有很多种，包括但不限于同轴线缆，或基于其它协议的网络设备等，无论采用何种设备均不应构成对本发明核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法的影响。下达指令的方式为有线数据通信，或者，无线数据通讯。其中，下达指令的方式为无线数据通讯时，可通过wi-fi、ZigBee等方式，只要可以实现对下达指令的接收即可。

ZigBee技术是一种具有统一技术标准的短距离无线通信技术，其物理层和数据链路层协议为IEEE 802.15.4协议标准，网络层和安全层由ZigBee联盟制定，应用层的开发应用根据用户的应用需要，对其进行开发利用，因此该技术能够为用户提供机动、灵活的组网方式。

根据IEEE 802.15.4协议标准，ZigBee的工作频段分为3个频段，这3个工作频段相距较大，而且在各频段上的信道数据不同，因而，在该项技术标准中，各频段上的调制方式和传输速率不同。它们分别为868MHz，915MHz和2.4GHz，其中2.4GHz频段上分为16个信道，该频段为全球通用的工业、科学、医学(indus-trial，scientific and medical，ISM)频段，该频段为免付费、免申请的无线电频段，在该频段上，数据传输速率为250Kb/s；另外两个频段为915/868MHz，其相应的信道个数分别为10个和1个，传输速率分别为40Kb/s和ZOKb/s，868MHz和915MHz无线电使用直接序列扩频技术和二进制相移键控(BPSK)调制技术。2.4GHz无线电使用DSSS和偏移正交相移键控(O－QPSK)。

在组网性能上，ZigBee可以构造为星形网络或者点对点对等网络，在每一个ZigBee组成的无线网络中，连接地址码分为16b短地址或者64b长地址，可容纳的最大设备个数分别为216和264个，具有较大的网络容量。

在无线通信技术上，采用CSMA－CA方式，有效地避免了无线电载波之间的冲突，此外，为保证传输数据的可靠性，建立了完整的应答通信协议。ZigBee设备为低功耗设备，其发射输出为0～3.6dBm，通信距离为30～70m，具有能量检测和链路质量指示能力，根据这些检测结果，设备可以自动调整设备的发射功率，在保证通信链路质量的条件下，最小地消耗设备能量。为保证ZigBee设备之间通信数据的安全保密性，ZigBee技术采用了密钥长度为128位的加密算法，对所传输的数据信息进行加密处理。

ZigBee技术则致力于提供一种廉价的固定、便携或者移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线通信技术。这种无线通信技术具有如下特点：

(2)数据传输速率低

只有10～250Kb/s，专注于低传输速率应用。无线传感器网络不传输语音、视频之类的大数据量的采集数据，仅仅传输一些采集到的温度、湿度之类的简单数据。

(2)功耗低

工作模式情况下，ZigBee技术传输速率低，传输数据量很小，因此信号的收发时间很短，其次在非工作模式时，ZigBee节点处于休眠模式，耗电量仅仅只有1μW。设备搜索时延一般为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接人时延为15ms。由于工作时间较短、收发信息功耗较低且采用了休眠模式，使得ZigBee设备非常省电，ZigBee节点的电池工作时间可以长达6个月到2年左右。同时，由于电池时间取决于很多因素，例如电池种类、容量和应用场合，ZigBee技术在协议上对电池使用也作了优化。对于典型应用，碱性电池可以使用数年，对于某些工作时间和总时间(工作时间+休眠时间)之比小于t％的情况，电池的寿命甚至可以超过1年。

(3)数据传输可靠

ZigBee的介质链路层(以MAC层)采用CSMA－CA碰撞避免机制。在这种完全确认的数据传输机制下，当有数据传送需求时则立刻传送，发送的每个数据包都必须等待接收方的确认信息，并进行确认信息回复，若没有得到确认信息的回复就表示发生了碰撞，将再传一次，采用这种方法可以提高系统信息传输的可靠性。同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竟争和冲突。同时ZigBee针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和休眠状态激活的时延都非常短。

(4)网络容量大

ZigBee的低速率、低功耗和短距离传输的特点使它非常适宜支持简单器件。ZigBee定义了两种器件：全功能器件(FFD)和简化功能器件(RFD)。网络协调器(coordinator)是一种全功能器件，而网络节点通常为简化功能器件。如果通过网络协调器组建无线传感器网络，整个网络最多可以支持超过65000个ZigBee网络节点，再加上各个网络协调器可互相连接，整个ZigBee网络节点的数目将十分可观。

(5)自动动态组网、自主路由

无线传感器网络是动态变化的，无论是节点的能量耗尽，或者节点被敌人俘获，都能使节点退出网络，而且网络的使用者也希望能在需要的时候向已有的网络中加人新的传感器节点。

(6)兼容性

ZigBee技术与现有的控制网络标准无缝集成。通过网络协调器自动建立网络，采用CSMA-CA方式进行信道接入。为了可靠传递，还提供全握手协议。

(7)安全性

ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，在数据传输中提供了三级安全性。第一级实际是无安全方式，对于某种应用，如果安全并不重要或者上层已经提供足够的安全保护，器件就可以选择这种方式来转移数据。对于第二级安全级别，器件可以使用接人控制清单(ACL)来防止非法器仵获取数据。

在这一级不采取加密措施。第三级安全级别在数据转移中采用属于高级加密标准(AES)的对称密码。AES可以用来保护数据净荷和防止攻击者冒充合法器件。

(8)实现成本低

模块的初始成本估计在6美元左右，很快就能降到1.5～2.5美元，且ZigBee协议免专利费用。无线传感器网络中可以具有成千上万的节点，如果不能严格地控制节点的成本，那么网络的规模必将受到严重的制约，从而将严重地制约无线传感器网络的强大功能。

仪表编码第一存储模块130用于存储核辐射环境现场中所有非数字化传输仪表的仪表编码，所有非数字化传输仪表的仪表编码形成一仪表编码第一数据库。

指令生成模块150用于根据下达指令从仪表编码第一数据库中确定对应的仪表编码，并生成包含对应的仪表编码的图像采集指令。

指令发送模块170用于将图像采集指令发送至数据传输装置700。

作为选择，指令发送模块170发送图像采集指令的方式可为多种，例如，基于TCP/IP协议的以太网络设备。但是本领域的技术人员应当理解，在不超出本发明的范围内，图像传输装置可以有很多种，包括但不限于同轴线缆，或基于其它协议的网络设备等，无论采用何种设备均不应构成对本发明核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统范围的影响。发送图像采集指令的方式为有线数据通信，或者，无线数据通讯。其中，发送图像采集指令的方式为无线数据通讯时，可通过wi-fi、ZigBee等方式，只要可以实现指令发送模块170对图像采集指令的发送即可。

图像采集装置300用于接收图像采集指令，并对非数字化传输仪表进行图像采集，以得到非数字化传输仪表的显示图像。图像采集装置300包括图像捕获模块310和图像处理模块350。优选地，图像采集装置300为抗辐射图像采集装置。

其中，图像捕获模块310用于接收图像采集指令，并根据图像采集指令对核辐射环境现场中的非数字化传输仪表进行图像捕获，以得到图像捕获数据。

图像捕获模块310为照相机、摄像机、摄像头和红外成像仪中的至少一种。作为选择，上述照相机、摄像机、摄像头和红外成像仪中的至少一种可以为经过抗辐射处理的照相机、摄像机、摄像头和红外成像仪，以防止现场辐射对其造成不良影响。

光线是大家熟悉的。光线就是可见光，是人眼能够感受的电磁波。可见光的波长为：0.38～0.78微米。比0.38微米短的电磁波和比0.78微米长的电磁波，人眼都无法感受。比0.38微米短的电磁波位于可见光光谱紫色以外，称为紫外线，比0.78微米长的电磁波位于可见光光谱红色以外，称为红外线。红外线，又称红外辐射，是指波长为0.78～1000微米的电磁波。其中波长为0.78～2.0微米的部分称为近红外，波长为2.0～1000微米的部分称为热红外线。

照相机成像得到照片，电视摄像机成像得到电视图像，都是可见光成像。自然界中，一切物体都辐射红外线，因此利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外图像，热红外线形成的图像称为热图。目标的热图像和目标的可见光图像不同，它不是人眼所能看到的目标可见光图像，而是目标表面温度分布图像，换一句话说，红外热成像使人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。

有位著名的美国红外学者指出：“人类的发展可分为三个阶段。第一个阶段是人类通过制造工具，扩展体力活动的能力，第二阶段通过提高判断能力，寻求更清晰和更广泛的理解与判断事物的标准，而人类近年来致力的增强获得输入信息的能力，扩大感觉范围或增填新的感官，使我们的大脑能接受更多的信息，正是人类发展的第三阶段。在这个阶段中，红外技术的发展已经把人类的感官由五种增加到六种”。这一席话，我认为恰如其分的道出了红外热成像技术在当代的重要性。因为，我们周围的物体只有当它们的温度高达1000℃以上时，才能够发出可见光。相比之下，我们周围所有温度在绝对零度(-273℃)以上的物体，都会不停地发出热红外线。例如，我们可以计算出，一个正常的人所发出的热红外线能量，大约为100瓦。所以，热红外线(或称热辐射)是自然界中存在最为广泛的辐射。

热辐射除存在的普遍性之外，还有另外两个重要的特性。

1、大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3～5微米和8～14微米的热红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口，可以使人们在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的战场，清晰地观察到前方的情况。正是由于这个特点，红外热成像技术在军事上提供了先进的夜视装备，并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候前视系统。这些系统在海湾战争中发挥了非常重要的作用。

2、物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无接触温度测量和热状态分析，从而为工业生产，节约能源，保护环境等等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具。

红外热成像仪器根据所有物体都在不停发射红外线的特点，各国竞相开发出各种红外热成像仪器。美国德克萨斯仪器公司(TI)在1964年首次研制成功第一代的热红外成像装置，叫红外前视系统(FLIR)，这类装置利用光学元件运动机械，对目标的热辐射进行图像分解扫描，然后应用光电探测器进行光—电转换，最后形成热图象视频信号，并在荧屏上显示，红外前视系统至今仍是军用飞机、舰船和坦克上的重要装置。六十年代中期瑞典AGA公司和瑞典国家电力局，在红外前视装置的基础上，开发了具有温度测量功能的热红外成像装置。这种第二代红外成像装置，通常称为热像仪。七十年代法国汤姆荪公司研制出不需致冷的红外热电视产品。九十年代出现致冷型和非致冷型的焦平面红外热成像仪，这是一种最新一代的红外热成像仪，可以进行大规模的工业化生产，把红外热成像的应用提高到一个新的阶段。七十年代中国有关单位已经开始对红外热成像技术进行研究，到八十年代初，中国在长波红外元件的研制和生产技术上有了一定的进展。到了八十年代末和九十年代初，中国已经研制成功了实时红外成像样机，其灵敏度、温度分辨率都达到很高的水平。进入九十年代，中国在红外成像设备上使用低噪音宽频带前置放大器，微型致冷器等关键技术方面有了发展，并且从实验走向应用，主要用途用于部队，例如便携式野战热像仪，反坦克飞弹、防空雷达以及坦克、军舰火炮等。中国在红外热成像技术方面，已经投入了大量人力物力，形成了相当规模的研发力量，但是总的来讲，与世界先进水平差距仍然很大。目前国外已经开始在部队装备第二代红外热成像仪，并开始了第三代的研发工作，但中国现在才推广第一代红外热成像仪。

在国际上，美国、法国、以色列是这方面的先行者，其它国家包括俄罗斯均处下游水平。近几年来，中国的红外成像技术得到突飞猛进的发展，与西方的差距正在逐步缩小，有些设备的先进性也可同西方同步，相信中国和西方的差距会进一步缩小，尤其在新技术的应用方面更可以独树一帜。红外热成像仪，可以分为致冷型和非致冷型两大类。红外电视产品和非致冷焦平面热成像仪是非致冷型产品，其他为致冷型红外热成像仪。目前，最先进的红外热成像仪，其温度灵敏的可达0.05℃。可以作为边防缉私，其距离可达数公里。通过热像仪不仅可实时对目标进行观测，更可以通过其行踪轨迹的“热痕迹”进行动态分析，因为一般物体的热发散有一定的时间性，有些物体的热发散需要很长时间。例如部队点燃的炊烟，曾经发动过的车辆等都可以留下“热痕迹”。第一代热像仪主要由带有扫描装置的光学仪器和电子放大线路、显示器等部件组成，已经成功装备部队，并在夜间的地面观察、空中侦察、水面保险等作出重要的贡献。新热成像仪主要采用焦平面阵列技术，集成数万个乃至数十万个信号放大器，将芯片置于光学系统的焦平面上，取得目标的全景图像，无需光—机扫描系统，大大提高了灵敏度和热分辨率，可以进一步提高目标的探测距离和识别能力。

图像处理模块350用于对图像捕获数据进行处理得到非数字化传输仪表的显示图像。

在本实施例中，采集到的图像是连续的视频，但是本领域的技术人员应当理解，在不超出本发明的范围内，现场非数字仪表的图像可以有很多种方式，包括但不限于连续的视频、单幅的画面，以及红外成像等，这些方式均应该在本发明核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统的范围之内。

分析读数装置500用于将显示图像与仪表本底信息数据库中的本底信息进行比对，得到非数字化传输仪表的读数信息。分析读数装置500包括仪表编码第二存储模块510、本底信息存储模块530和比对模块550。

其中，仪表编码第二存储模块510用于存储核辐射环境现场中所有非数字化传输仪表的仪表编码，所有非数字化传输仪表的仪表编码形成一仪表编码第二数据库。

本底信息存储模块530用于存储核辐射环境现场中所有非数字化传输仪表的本底信息，所有非数字化传输仪表的本底信息形成一本底信息数据库；

比对模块550用于从仪表编码第二数据库确定显示图像对应的非数字化传输仪表的仪表编码、并根据仪表编码从本底信息数据库确定非数字化传输仪表的本底信息，并将显示图像和本底信息进行比对得到非数字化传输仪表的读数信息。

作为选择，分析读数装置500通过软件方式实现，但是本领域的技术人员应当理解，在不超出本发明核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统的范围内，分析读数装置500的实现方式可以有很多种，包括但不限于嵌入式固件，以及专用硬件设备等，这些方式均应该在本发明核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统的范围之内。

优选地，分析读数装置500采用阴影遮挡算法，但是本领域的技术人员应当理解，在不超出本发明核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统的范围内，图像比对算法可以有很多种，无论采用何种算法均不应构成对本发明核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统的影响。

下面的例子是对阴影遮挡算法的说明，但并不限于此例。

S3-1：对显示图像和相对应仪表编码的本底信息两幅图像均进行裁剪，只保留仪表盘部分；

S3-2：如果裁剪后两幅图像的像素长度和像素宽度有一个不相同，则重新裁剪，直到完全相同；

S3-3：选取中心点作为原点，分别计算两幅图像所有像素的坐标位置；

S3-4：对两幅图像中坐标相同的像素进行异或运算；

S3-5：得到的结果即为两幅图像的差异图像；

S3-6：根据该差异图像，可通过简单运算得到相应仪表编码的非数字化传输仪表的读数信息。

可以理解地，非数字化传输仪表的仪表刻度包括线性递增、指数递增、先线性后指数、数字显示、以及扇形指针等多种方式。无论非数字化传输仪表的仪表刻度形式为哪一种，在骤S6的图像分析过程中，阴影遮挡算法都是适用的，其处理并无不同。

例如，当非数字化传输仪表的仪表刻度为线性递增时，根据差异图像的长度进行读数。

再例如，当非数字化传输仪表的仪表刻度为扇形指针时，根据差异图像的面积进行读数。

但是，在步骤S3读数判断的过程中，需要根据不同的仪表类型和量程范围，做不同的处理。因此才需要对不同的仪表制定不同的判断准则，并与仪表本底信息一起存入本底信息数据库中。

警示装置900用于根据读数信息发出警示信号，可根据读数选择是否进行警示，以提醒操作人员进行相应调整操作。根据警示方式可分为三种实施方式，分别如下：

第一种实施方式：本发明实施例二中核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统中，警示装置900包括预警阈值存储模块、预警数据比对模块550和预警信号发送模块。

预警阈值存储模块用于存储所有非数字化传输仪表的预警阈值信息，所有预警阈值信息形成一预警阈值数据库。

预警数据比对模块550用于将读数信息与预警阈值数据库内的与非数字化传输仪表的仪表编码相对应预警阈值信息进行比对。

预警信号发送模块用于在读数信息超过预警阈值信息时发出预警信号。

第二种实施方式：本发明实施例二中核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统中，警示装置900包括：报警阈值存储模块、报警数据比对模块550和报警信号发送模块。

报警阈值存储模块用于存储所有非数字化传输仪表的报警阈值信息，所有报警阈值信息形成一报警阈值数据库。

报警数据比对模块550用于将读数信息与报警阈值数据库内的与非数字化传输仪表的仪表编码相对应报警阈值信息进行比对。

报警信号发送模块用于在读数信息超过报警阈值信息时发出报警信号。

第三种实施方式：本发明实施例二中核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统中，警示装置900包括预警阈值存储模块、预警数据比对模块550、预警信号发送模块、报警阈值存储模块、报警数据比对模块550和报警信号发送模块。

预警阈值存储模块用于存储所有非数字化传输仪表的预警阈值信息，所有预警阈值信息形成一预警阈值数据库。

预警数据比对模块550用于将读数信息与预警阈值数据库内的与非数字化传输仪表的仪表编码相对应预警阈值信息进行比对。

预警信号发送模块用于在读数信息超过预警阈值信息时发出预警信号。

报警阈值存储模块用于存储所有非数字化传输仪表的报警阈值信息，所有报警阈值信息形成一报警阈值数据库。

报警数据比对模块550用于将读数信息与报警阈值数据库内的与非数字化传输仪表的仪表编码相对应报警阈值信息进行比对。

报警信号发送模块用于在读数信息超过报警阈值信息时发出报警信号。

从以上三种实施方式可看出，第三种实施方式最优，故本实施例优选第三种实施方式。

作为选择，警示装置900可以设置也可以不设置，当不设置时，本发明实施例二中核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统无报警功能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：根据下达指令发出针对核辐射环境现场中非数字化传输仪表的图像采集指令；

S2：接收所述图像采集指令，并对所述非数字化传输仪表进行图像采集，以得到所述非数字化传输仪表的显示图像；

S3：将所述显示图像与所述非数字化传输仪表的仪表本底信息数据库中的本底信息进行比对，得到所述非数字化传输仪表的读数信息；

所述核辐射环境现场中所述非数字化传输仪表的数量为至少两个，且每一所述非数字化传输仪表均具有一仪表编码；所述步骤S1中，所述图像采集指令内包含拟读数的所述非数字化传输仪表的仪表编码；在所述步骤S1与所述步骤S2之间，还包括如下步骤S-0：根据所述图像采集指令内包含的所述仪表编码确定拟读数的所述非数字化传输仪表；

所述步骤S3中包括如下步骤：从仪表编码第二数据库确定所述显示图像对应的所述非数字化传输仪表的所述仪表编码、并根据所述仪表编码从本底信息数据库确定所述非数字化传输仪表的本底信息，并将所述显示图像和所述本底信息进行比对得到所述非数字化传输仪表的读数信息；

所述步骤S3中，通过阴影遮挡算法得到所述非数字化传输仪表的读数信息，所述阴影遮挡算法包括如下步骤：

S3-1：对显示图像和相对应仪表编码的本底信息两幅图像均进行裁剪，只保留仪表盘部分；

S3-2：如果裁剪后两幅图像的像素长度和像素宽度有一个不相同，则重新裁剪，直到完全相同；

S3-3：选取中心点作为原点，分别计算两幅图像所有像素的坐标位置；

S3-4：对两幅图像中坐标相同的像素进行异或运算；

S3-5：得到的结果即为两幅图像的差异图像；

S3-6：根据该差异图像，运算得到相对应仪表编码的非数字化传输仪表的读数信息。

2.根据权利要求1所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法，其特征在于，还包括步骤S4：将所述读数信息反馈至所述下达指令的发出端。

3.根据权利要求2所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法，其特征在于，所述步骤S1中包括如下步骤：

S1-1：接收所述下达指令；

S1-2：根据所述下达指令从仪表编码第一数据库中确定对应的所述仪表编码，并生成包含对应的所述仪表编码的所述图像采集指令；

S1-3：发送所述图像采集指令。

4.根据权利要求3所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法，其特征在于，所述仪表编码第一数据库内存储有所述核辐射环境现场中所有所述非数字化传输仪表的仪表编码。

5.根据权利要求2所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法，其特征在于，所述步骤S2中包括如下步骤：

S2-1：接收所述图像采集指令，并根据所述图像采集指令对所述核辐射环境现场中的所述非数字化传输仪表进行图像捕获，以得到图像捕获数据；

S2-2：对所述图像捕获数据进行处理得到所述非数字化传输仪表的显示图像。

6.根据权利要求5所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法，其特征在于，所述步骤S2-1中，通过照相机、摄像机、摄像头和红外成像仪中的至少一种进行图像捕获。

7.根据权利要求6所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法，其特征在于，所述仪表编码第二数据库存储有核辐射环境现场中所有非数字化传输仪表的仪表编码；所述本底信息数据库存储有所述核辐射环境现场中所有所述非数字化传输仪表的本底信息。

8.根据权利要求1或2所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法，其特征在于，还包括步骤S5：将所述读数信息与预警信息数据库中的预警阈值进行比对，若所述读数信息超过所述预警阈值，则发出预警警示信号；若所述读数信息未超过所述预警阈值，则不发出预警警示信号。

9.根据权利要求1或2所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法，其特征在于，还包括步骤S5：将所述读数信息与报警信息数据库中的报警阈值进行比对，若所述读数信息超过所述报警阈值，则发出报警警示信号；若所述读数信息未超过所述报警阈值，则不发出报警警示信号。

10.根据权利要求1或2所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数方法，其特征在于，还包括步骤S5：将所述读数信息分别与预警信息数据库中的预警阈值、报警信息数据库中的报警阈值进行比对，所述预警阈值低于所述报警阈值；若所述读数信息未超过所述预警阈值，则不发出任何警示信号；若所述读数信息超过所述预警阈值、但未超过所述报警阈值，则发出预警警示信号；若所述读数信息超过所述报警阈值，则发出报警警示信号。

11.一种核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统，其特征在于，包括

指示读数装置(100)，用于根据下达指令发出针对核辐射环境现场中非数字化传输仪表的图像采集指令；

图像采集装置(300)，用于接收所述图像采集指令，并对所述非数字化传输仪表进行图像采集，以得到所述非数字化传输仪表的显示图像；

分析读数装置(500)，用于将所述显示图像与所述非数字化传输仪表的仪表本底信息数据库中的本底信息进行比对，得到所述非数字化传输仪表的读数信息；及

数据传输装置(700)，分别与所述指示读数装置(100)、所述图像采集装置(300)及所述分析读数装置(500)相连接，并用于在所述指示读数装置(100)、所述图像采集装置(300)及所述分析读数装置(500)之间进行数据传输；

所述核辐射环境现场中所述非数字化传输仪表的数量为至少两个，且每一所述非数字化传输仪表均具有一仪表编码；所述图像采集装置(300)的数量与所述非数字化传输仪表相同，至少两个所述非数字化传输仪表与所述图像采集装置(300)一一对应；所述图像采集指令内包含拟读数的所述非数字化传输仪表的仪表编码；所述数据传输装置(700)还用于根据所述图像采集指令内包含的所述仪表编码确定拟读数的所述非数字化传输仪表，并将所述图像采集指令发送至对应所述仪表编码的所述图像采集装置(300)；

所述分析读数装置(500)包括

仪表编码第二存储模块(510)，用于存储核辐射环境现场中所有非数字化传输仪表的仪表编码，所有所述非数字化传输仪表的仪表编码形成一仪表编码第二数据库；

本底信息存储模块(530)，用于存储所述核辐射环境现场中所有所述非数字化传输仪表的本底信息，所有所述非数字化传输仪表的所述本底信息形成一本底信息数据库；

比对模块(550)，用于从所述仪表编码第二数据库确定所述显示图像对应的所述非数字化传输仪表的所述仪表编码、并根据所述仪表编码从所述本底信息数据库确定所述非数字化传输仪表的本底信息，并将所述显示图像和所述本底信息进行比对得到所述非数字化传输仪表的读数信息；

所述读数系统通过阴影遮挡算法得到所述非数字化传输仪表的读数信息，所述阴影遮挡算法包括如下步骤：

S3-1：对显示图像和相对应仪表编码的本底信息两幅图像均进行裁剪，只保留仪表盘部分；

S3-2：如果裁剪后两幅图像的像素长度和像素宽度有一个不相同，则重新裁剪，直到完全相同；

S3-3：选取中心点作为原点，分别计算两幅图像所有像素的坐标位置；

S3-4：对两幅图像中坐标相同的像素进行异或运算；

S3-5：得到的结果即为两幅图像的差异图像；

S3-6：根据该差异图像，运算得到相对应仪表编码的非数字化传输仪表的读数信息。

12.根据权利要求11所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统，其特征在于，所述指示读数装置(100)包括

接收模块(110)，用于接收所述下达指令，以及接收通过所述数据传输装置(700)传输的所述读数信息；

仪表编码第一存储模块(130)，用于存储所述核辐射环境现场中所有所述非数字化传输仪表的仪表编码，所有所述非数字化传输仪表的仪表编码形成一仪表编码第一数据库；

指令生成模块(150)，用于根据所述下达指令从所述仪表编码第一数据库中确定对应的所述仪表编码，并生成包含对应的所述仪表编码的所述图像采集指令；及

指令发送模块(170)，用于将所述图像采集指令发送至所述数据传输装置(700)。

13.根据权利要求12所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统，其特征在于，所述数据传输装置(700)包括

指令数据传输模块(710)，与所述指示读数装置(100)及至少两个所述图像采集装置(300)相连接，所述指令数据传输模块(710)用于根据所述图像采集指令内的所述仪表编码将所述图像采集指令发送至对应所述仪表编码的所述图像采集装置(300)；

图像数据传输模块(750)，与至少两个所述图像采集装置(300)及所述分析读数装置(500)相连接，所述图像数据传输模块(750)用于将所述显示图像发送至所述分析读数装置(500)；及

读数信息数据传输模块(730)，与所述分析读数装置(500)及所述指示读数装置(100)相连接，所述读数信息数据传输模块(730)用于将所述读数信息发送至所述指示读数装置(100)。

14.根据权利要求11所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统，其特征在于，所述图像采集装置(300)包括

图像捕获模块(310)，用于接收所述图像采集指令，并根据所述图像采集指令对所述核辐射环境现场中的所述非数字化传输仪表进行图像捕获，以得到图像捕获数据；及

图像处理模块(350)，用于对所述图像捕获数据进行处理得到所述非数字化传输仪表的显示图像。

15.根据权利要求14所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统，其特征在于，所述图像捕获模块(310)为照相机、摄像机、摄像头和红外成像仪中的至少一种。

16.根据权利要求11至15任一项所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统，其特征在于，所述图像采集装置(300)为抗辐射图像采集装置(300)。

17.根据权利要求16所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统，其特征在于，还包括用于根据所述读数信息发出警示信号的警示装置(900)。

18.根据权利要求17所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统，其特征在于，所述警示装置(900)包括：

预警阈值存储模块，用于存储所有所述非数字化传输仪表的预警阈值信息，所有所述预警阈值信息形成一预警阈值数据库；

预警数据比对模块，用于将所述读数信息与所述预警阈值数据库内的与所述非数字化传输仪表的所述仪表编码相对应所述预警阈值信息进行比对；及

预警信号发送模块，用于在所述读数信息超过所述预警阈值信息时发出预警信号。

19.根据权利要求17所述的核辐射环境中非数字化传输仪表的读数系统，其特征在于，所述警示装置(900)包括：

报警阈值存储模块，用于存储所有所述非数字化传输仪表的报警阈值信息，所有所述报警阈值信息形成一报警阈值数据库；

报警数据比对模块，用于将所述读数信息与所述报警阈值数据库内的与所述非数字化传输仪表的所述仪表编码相对应所述报警阈值信息进行比对；及

报警信号发送模块，用于在所述读数信息超过所述报警阈值信息时发出报警信号。