CN105807308A - 一种基于ZigBee无线网络的核辐射电子单兵剂量仪系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于ZigBee无线网络的核辐射电子单兵剂量仪系统，包括辐射采集模块、ZigBee传输模块、辐射剂量信息监控模块以及报警模块；所述报警模块与所述辐射剂量信息监控模块线路连接，所述ZigBee传输模块与所述辐射剂量信息监控模块无线连接，所述ZigBee传输模块和所述辐射采集模块通过串口通信连接；所述辐射剂量信息监控模块用于接收并处理所述ZigBee传输模块传送的信息记录，并存储信息，所述报警模块用于在危险发生时发出报警。该基于ZigBee无线网络的核辐射电子单兵剂量仪系统将电子个人剂量仪采集模块信息输出网络化以及将ZigBee无线网络技术与电子个人剂量仪结合，从而实现核辐射损伤剂量监测的实时化和网络信息化，可大规模使用，时效性好，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于ZigBee无线网络的核辐射电子单兵剂量仪系统，属于核辐射检测技术领域。
背景技术
目前军事领域核战争大规模核辐射损伤及民用领域如核能发电、医疗照射、辐照灭菌等核能、核技术广泛应用，对核辐射剂量检测提出了更高的要求。目前我国军队核辐射个人剂量检测主要是单兵列装热释光个人剂量计，由于热释光个人剂量计信息读取涉及实物传递，时效性差，无法满足现代核战争大规模伤病员的救治需求。民用领域核辐射个人剂量监测也是通过热释光个人剂量计实现，存在程序繁琐，效率低下的不足。
国内外一般电子个人剂量仪产品可以实时显示剂量率、累积剂量及剂量超标报警，多功能产品还可以通过有线或无线蓝牙将信息保存PC中。由于个人电子剂量仪工作时处于移动状态，有线或无线蓝牙传输距离在米内连接PC的方式无法实现网络信息化管理。
ZigBee技术是一种具有传输距离远、网络容量大、低功耗、低成本的无线连接技术。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于ZigBee无线网络的核辐射电子单兵剂量仪系统，该基于ZigBee无线网络的核辐射电子单兵剂量仪系统将电子个人剂量仪采集模块信息输出网络化以及将ZigBee无线网络技术与电子个人剂量仪结合，从而实现核辐射损伤剂量监测的实时化和网络信息化，可大规模使用，时效性好，效率高。
本发明的技术方案如下：
一种基于ZigBee无线网络的核辐射电子单兵剂量仪系统，包括辐射采集模块、ZigBee传输模块、辐射剂量信息监控模块以及报警模块；所述报警模块与所述辐射剂量信息监控模块线路连接，所述ZigBee传输模块与所述辐射剂量信息监控模块无线连接，所述ZigBee传输模块和所述辐射采集模块通过串口通信连接；所述辐射剂量信息监控模块用于接收并处理所述ZigBee传输模块传送的信息记录，并存储信息，所述报警模块用于在危险发生时发出报警；
所述辐射采集模块包括辐射传感器单元、主电源单元和单片机单元；所述辐射传感器单元和主电源单元分别通过线路与所述单片机单元连接；所述辐射传感器单元用于检测辐射剂量，所述单片机单元控制信息采集和传送；
所述ZigBee传输模块用于接收和处理辐射采集模块的信息，并向辐射剂量信息监控模块进行信息传送，所述ZigBee传输模块包括电路底板、CPU单元、射频单元、天线、辅助电源单元和电源去耦电路，所述CPU单元、射频单元、天线、辅助电源单元和电源去耦电路均设置于所述电路底板上；所述射频单元与所述CPU单元线路连接，所述天线与所述射频单元线路连接；所述辅助电源单元提供ZigBee传输模块工作所需电能；所述辅助电源单元与电源去耦电路连接；所述电路底板还设置有USB转UART接口、I/O串口及指示灯；所述CPU单元包括CC2430及其辅助电路；所述射频单元包括射频开关、功率放大器和低噪声放大器；所述天线与CPU单元的射频收发器相匹配。
其中，所述辐射剂量信息监控模块还可以与手机通信连接。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明能够满足大规模核辐射损伤病员的救治需求，对于我军的“三防水平”的提高具有重要的军事价值。同时对于当前我省核能与核技术广泛应用的发电，医疗照射，辐射灭菌等领域具有重要的社会效益和经济效益。
2、本发明将电子个人剂量仪采集模块信息输出网络化以及将ZigBee无线网络技术与电子个人剂量仪结合，从而实现核辐射损伤剂量监测的实时化和网络信息化，为核辐射伤员救治提供了及时准确地剂量信息，最终实现单兵网络信息化电子个人剂量仪的列装。
3、本发明可应用于民用核辐射个人剂量监测领域，简化核辐射个人剂量监管程序，提高核辐射监管水平。
附图说明
图1为本发明的整体线路模块图；
图2为本发明的辐射采集模块线路模块图；
图3为本发明的ZigBee传输模块的原理框图。
图中附图标记表示为：
1-辐射采集模块、11-辐射传感器单元、12-主电源单元、13-单片机单元、2-ZigBee传输模块、21-电路底板、22-CPU单元、23-射频单元、24-天线、25-辅助电源单元、26-电源去耦电路、3-辐射剂量信息监控模块、4-报警模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
如图1所示，一种基于ZigBee无线网络的核辐射电子单兵剂量仪系统，包括辐射采集模块1、ZigBee传输模块2、辐射剂量信息监控模块3以及报警模块4；所述报警模块4与所述辐射剂量信息监控模块3线路连接，所述ZigBee传输模块2与所述辐射剂量信息监控模块3无线连接，所述ZigBee传输模块2和所述辐射采集模块1通过串口通信连接；所述辐射剂量信息监控模块3用于接收并处理所述ZigBee传输模块2传送的信息记录，并存储人员信息、辐射累积剂量以及剂量率，所述报警模块4用于在危险发生时发出报警；所述辐射剂量信息监控模块3还可以与手机通信连接。
如图2所示，所述辐射采集模块1包括辐射传感器单元11、主电源单元12和单片机单元13；所述辐射传感器单元11和主电源单元12分别通过线路与所述单片机单元13连接；所述辐射传感器单元11用于检测辐射剂量，所述单片机单元13控制信息采集和传送。
如图3所示，所述ZigBee传输模块2用于接收和处理辐射采集模块1的信息，并向辐射剂量信息监控模块3进行信息传送，所述ZigBee传输模块2包括电路底板21、CPU单元22、射频单元23、天线24、辅助电源单元25和电源去耦电路26，所述CPU单元22、射频单元23、天线24、辅助电源单元25和电源去耦电路26均设置于所述电路底板21上；所述射频单元23与所述CPU单元22线路连接，所述天线24与所述射频单元23线路连接；所述辅助电源单元25提供ZigBee传输模块2工作所需电能；所述辅助电源单元25与电源去耦电路26连接；所述电路底板21还设置有USB转UART接口、I/O串口及指示灯；所述CPU单元22包括CC2430及其辅助电路；CC2430芯片是Chipcon公司生产的首款符合ZigBee技术的2.4GHz射频系统单芯片，适用于各种ZigBee或类似ZigBee的无线网络节点，包括调谐器、路由器和终端设备，它在单个芯片上集成了ZigBee射频前端、内存和微控制器。它使用1个8位微处理器，具有32/64/128Kb可编程闪存和8Kb的RAM，还包含模/数转换器、定时器、AES-128安全协处理器、看门狗定时器、32KHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路、掉电检测电路以及21个可编程I/O引脚，辅助电路主要包括复位电路、晶振、天线和必要的阻抗元件设计；所述射频单元23包括射频开关、功率放大器和低噪声放大器；在发送信息的过程中加入功率放大器，因为功率放大器的发射功率可达到20多dBm，将会大大提高传输距离。同样接收时加入低噪声放大器，因为低噪声放大器的增益可达13db左右，将会提高传输信息的可靠性和准确性。所述天线24与CPU单元22的射频收发器相匹配，否则此无线数传系统的传输距离很近。
本发明工作原理：辐射采集模块1将收集到的辐射剂量信息传送给ZigBee传输模块2，ZigBee传输模块2将信息传送给辐射剂量信息监控模块3，辐射剂量信息监控模块3接收并处理信息记录，并存储人员信息、辐射累积剂量以及剂量率，若剂量超标，报警模块4触发。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (2)
1.一种基于ZigBee无线网络的核辐射电子单兵剂量仪系统，其特征在于：包括辐射采集模块（1）、ZigBee传输模块（2）、辐射剂量信息监控模块（3）以及报警模块（4）；所述报警模块（4）与所述辐射剂量信息监控模块（3）线路连接，所述ZigBee传输模块（2）与所述辐射剂量信息监控模块（3）无线连接，所述ZigBee传输模块（2）和所述辐射采集模块（1）通过串口通信连接；所述辐射剂量信息监控模块（3）用于接收和处理所述ZigBee传输模块（2）传送的信息，并存储信息；所述报警模块（4）用于在危险发生时发出报警；
所述辐射采集模块（1）包括辐射传感器单元（11）、主电源单元（12）和单片机单元（13）；所述辐射传感器单元（11）和主电源单元（12）分别通过线路与所述单片机单元（13）连接；所述辐射传感器单元（11）用于检测辐射剂量，所述单片机单元（13）控制信息采集和传送；
所述ZigBee传输模块（2）用于接收和处理辐射采集模块（1）的信息，并向辐射剂量信息监控模块（3）进行信息传送，所述ZigBee传输模块（2）包括电路底板（21）、CPU单元（22）、射频单元（23）、天线（24）、辅助电源单元（25）和电源去耦电路（26），所述CPU单元（22）、射频单元（23）、天线（24）、辅助电源单元（25）和电源去耦电路（26）均设置于所述电路底板（21）上；所述射频单元（23）与所述CPU单元（22）线路连接，所述天线（24）与所述射频单元（23）线路连接；所述辅助电源单元（25）提供ZigBee传输模块（2）工作所需电能；所述辅助电源单元（25）与电源去耦电路（26）连接；所述电路底板（21）还设置有USB转UART接口、I/O串口及指示灯；所述CPU单元（22）包括CC2430及其辅助电路；所述射频单元（23）包括射频开关、功率放大器和低噪声放大器；所述天线（24）与CPU单元（22）的射频收发器相匹配。
2.根据权利要求1所述基于ZigBee无线网络的核辐射电子单兵剂量仪系统，其特征在于：所述辐射剂量信息监控模块（3）还可以与手机通信连接。
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