CN106019356A - 一种放射源探测器及其寻找方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种放射源探测器，包括壳体、位于壳体内的电路板和为电路板供电的充电电池，所述电路板上集成有G‑M计数管、GPS定位模块、数据处理模块、RFID短波通讯模块、GSM无线通讯模块、RS485通讯模块以及电源管理模块；其寻找方法包括如下步骤：1）将放射源探测器安装于放射源存储罐上；2）放射源探测器通过通过RS485串口将信息发送给其他电气设备；3）放射源探测器向周围发送RFID信号，同时接收反馈信号4）丢失后，放射源探测器向周围发送RFID信号，并搜寻其他无线设备发送的反馈信号；同时，向监测中心发送数据。本发明能够提高遗失放射源的定位速度和定位精度，从而减小遗失放射源对环境和人身的危害性。

Description

一种放射源探测器及其寻找方法

技术领域

本发明涉及探测器技术领域，尤其涉及一种放射源探测器及其丢失后的寻找方法。

背景技术

近年来，随着科学技术的发展，放射源在工业、农业、科研等领域的应用也越来越广泛。但随之而来的因放射源丢失而造成的辐射事故也越来越多，尤其在运输过程中丢失、泄露等，给社会带来了很大的危害。

目前对遗失放射源的搜寻与定位，一般通过放射源探测器自带的GPS定位模块进行定位，然后在定位的区域内进行地毯式搜寻。但GPS定位模块获取的位置不一定准确的，比如设备所处的位置是隧道或房屋内，他有一定的定位范围，也称为精度范围，而GPS定位模块会告知你这个范围有多大。若放射源探测器和其他无线设备的定位精度分别是R1和R2，那么实际的直线距离L应当是在这个范围之中L0-R1-R2<L<L0+R1+R2，如果设备所处的位置很好，R1和R2可能非常小（1-5米），基本不会影响我们对放射源位置的判定；但如果设备所处的位置不好，R1和R2可能非常大（几百到几千米），这就造成搜寻范围变大，费时费力，搜寻精度低，搜寻速度慢，具有较大的盲目性，降低了定位遗失放射源的效率，增加了未处于防护状态下的遗失放射源对环境和人身的危害性。

并且，GPS定位的重复性并不高，两次定位之间数据会存在差异，如果两次定位的时间跨度比较大，虽然在一些设备上，如手机在GPS定位时，GPS定位是一直常开的，通过滤波算法，能保证定位的准确性；但我们的放射源探测器，由于电池电量、滤波的算法等限制，丢失后的放射源探测器若一直处于工作状态，则会大大降低电源的工作时长，从而缩短放射源探测器的工作时间，若在放射源探测器的工作时间内无法尽快找到，则会进一步增大搜寻难度。

因此，如何提高遗失放射源的定位速度和定位精度，减小遗失放射源对环境和人身的危害性是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种放射源探测器及其寻找方法，能够提高遗失放射源的定位速度和定位精度，从而减小遗失放射源对环境和人身的危害性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种放射源探测器，包括壳体、位于壳体内的电路板和为电路板供电的充电电池，其特征在于：所述电路板采用4层结构，所述电路板上集成有G-M计数管、GPS定位模块、数据处理模块、RFID短波通讯模块、GSM无线通讯模块、RS485通讯模块以及电源管理模块；所述电路板和充电电池由灌封胶封装在壳体内，该充电电池通过电源管理模块为电路板供电；在壳体上设有一防水接头，所述防水接头与RS485通讯模块和充电电池相连，以进行数据传输及对充电电池进行充电。

进一步地，所述G-M计数管、GPS定位模块、数据处理模块、RFID短波通讯模块、GSM无线通讯模块、RS485通讯模块以及电源管理模块所采用的电器元件均为贴片元件

一种基于上述放射源探测器的寻找方法，包括如下步骤：

1）将放射源探测器安装于放射源存储罐上；

2）有线工作模式下，放射源探测器通过RS485串口与监控系统中的其他电气设备相连，并通过RS485串口将辐射剂量及位置信息发送给其他电气设备；

3）无线工作模式下，放射源探测器通过RFID短波通讯模块向周围发送RFID信号，同时接收其他无线设备发送的反馈信号：若放射源探测器能够接收到其他无线设备的反馈信号，则认为自己是安全的；若放射源探测器一段时间内都无法接收到其他无线设备的反馈信号，则认为自己已经丢失；

4）当放射源探测器丢失后，放射源探测器通过RFID短波通讯模块向周围发送RFID信号，并搜寻其他无线设备发送的反馈信号；同时，通过GSM无线通讯模块向监测中心发送数据。

进一步地，当手持无线监控终端靠近放射源探测器时，手持无线监控终端能够请求放射源探测器启动紧急寻找模式，加快RFID短波通讯模块的发送频率和GPS的定位频率。

进一步地，所述放射源探测器具体工作过程如下：

a、放射源探测器启动后，进入工作模式；

b、G-M计数管开始计数，并将计数转换为辐射剂量率后发送给数据处理模块，然后G-M计数管进入休眠状态；同时，GPS定位模块开始定位，定位完成后将位置信息发送给数据处理模块，然后GPS定位模块进入休眠状态；

c、数据处理模块通过RS485通讯模块发送有线数据，然后等待是否有数据返回：若有数据返回，则数据处理模块进入休眠状态，直至休眠状态结束后，回到步骤b；

d、若无数据返回，则数据处理模块激活RFID短波通讯模块，通过RFID短波通讯模块发送无线数据，发送结束后，将RFID短波通讯模块置为接收模式，然后等待是否有反馈信号：若有反馈信号，则数据处理模块和RFID短波通讯模块进入休眠状态，直至休眠状态结束，回到步骤b；

e、若无反馈信号或收到反馈信号达到报警要求，数据处理模块通过GSM无线通讯模块向监控中心发送无线数据，发送结束后，RFID短波通讯模块、数据处理模块以及GSM无线通讯模块进入休眠状态，直至休眠状态结束后，回到步骤b。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、体积小巧：为便于在放射源源罐上安装，本放射源探测器PCB板采用4层板设计，使PCB的面积尽可能小，且所有电子元件均采用贴片式元件，使PCB的高度足够低。

2、坚固耐用、防水防尘：放射源探测器采用灌封工艺制作，保证电路部分不会受到外界水和灰尘的影响，唯一和外界交互的接头也采用防水接头，并具有防水防尘的保护罩。

3、低功耗：在元件选型上均选用低功耗的元器件和功能模块，并且合理调度各功能模块的工作顺序和工作时间，使产品的整体功耗降低，从而有效延长放射源探测器的使用时间。

4、可靠性高：能够提高遗失放射源的定位速度和定位精度，从而减小遗失放射源对环境和人身的危害性。

附图说明

图1为放射源探测器的结构示意图。

图2为放射源探测器的电路原理框图。

图3为放射源探测器的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：参见图1、图2，一种放射源探测器，包括壳体、位于壳体内的电路板和为电路板供电的充电电池。所述电路板采用4层结构，所述电路板上集成有G-M计数管、GPS定位模块、数据处理模块、RFID短波通讯模块、GSM无线通讯模块、RS485通讯模块以及电源管理模块；所述G-M计数管、GPS定位模块、数据处理模块、RFID短波通讯模块、GSM无线通讯模块、RS485通讯模块以及电源管理模块所采用的电器元件均为贴片元件。其中：

所述G-M计数管：用于测量放射源探测器附近空间中的辐射剂量率。

所述RFID短波通讯模块：利用RFID无线短波通讯功能，能够和较远距离内可匹配的RFID功能单元互相通讯。

GSM无线通讯模块：能够利用服务基站直接和公网服务器进行通讯。

GPS定位模块：实现准确快速的GPS定位功能。

可利用RS485、RFID、GSM多种方式进行采集数据的输出，从而实现多样化的数据输出功能。

电源管理模块：对电池电量进行检测，并能在低电量时对外发出报警信号。

所述电路板和充电电池由灌封胶封装在壳体内，该充电电池通过电源管理模块为电路板供电；在壳体上设有一防水接头，所述防水接头与RS485通讯模块和充电电池相连，以进行数据传输及对充电电池进行充电。其中，该防水接头采用航空插头，具有防水防尘的保护罩，保护效果更好。为进一步提高放射源探测器的安全性，放射源探测器棱角均采用圆角设计，航空插头突出部分也可能低，从而保证放射源探测器在跌落或碰撞下不受大的影响。

参见图3，一种基于上述放射源探测器的寻找方法，包括如下步骤：

1）将放射源探测器安装于放射源存储罐上；以将放射源探测器和放射源结合为一体。

2）有线工作模式下，放射源探测器通过RS485串口与监控系统中的其他电气设备相连，并通过RS485串口将辐射剂量及位置信息发送给其他电气设备；其中，所述其他电气设备为其他放射源探测器、监控装置、上位机或者手持无线监控终端等。在有线工作模式下，由于其他设备均是安装在安全场合的固定设备，所以我们认为放射源探测器只要处于此模式时，它应当是安全的，未丢失的。在这一工作模式下，放射源探测器不会启用任何无线通讯设备。

3）无线工作模式下，放射源探测器通过RFID短波通讯模块向周围发送RFID信号，同时接收其他无线设备发送的反馈信号：若放射源探测器能够接收到其他无线设备的反馈信号，由于其他无线设备均是处于安全场合或人为控制的，放射源探测器在接收到反馈数据后，就认为自己是安全的，未丢失的；若放射源探测器一段时间内都无法接收到其他无线设备的反馈信号，则认为自己已经丢失。放射源探测器上安装有GPS定位模块，其他无线设备上也有GPS定位模块，放射源探测器在发送给其他无线设备的无线数据中，将其自身所处的位置和定位精度一并包括在内。其他无线设备在获取这一无线数据后，会将其地理位置和其自身的地理位置进行对比，通过地球半径计算两者的直线距离。如果这个直线距离超过了系统设置的最大报警距离（比如400米），则系统则认为放射源探测器丢失，或者被人偷走，或者不受控制。这时候，其他无线设备在反馈无线数据时，会将这个报警信息告知给放射源探测器，放射源探测器在接收到数据后，会切换到丢失寻找模式。

4）当放射源探测器丢失后，放射源探测器通过RFID短波通讯模块向周围发送RFID信号，并搜寻其他无线设备发送的反馈信号；同时，通过GSM无线通讯模块向监测中心发送数据。当手持无线监控终端靠近放射源探测器时，放射源探测器启动紧急寻找模式，加快RFID短波通讯模块的发送频率和GPS的定位频率；将更有保障更真实的数据传递给寻找人员，帮助其寻找；从而加快搜寻效率。

所述放射源探测器具体工作过程如下：

a、放射源探测器启动后，进入工作模式。

b、G-M计数管开始计数，并将计数转换为辐射剂量率后发送给数据处理模块，然后G-M计数管进入休眠状态；同时，GPS定位模块开始定位，定位完成后将位置信息发送给数据处理模块，然后GPS定位模块进入休眠状态。

c、数据处理模块通过RS485通讯模块发送有线数据，然后等待是否有数据返回：若有数据返回，则数据处理模块进入休眠状态，直至休眠状态结束后，回到步骤b。

d、若无数据返回，则数据处理模块激活RFID短波通讯模块，通过RFID短波通讯模块发送无线数据，发送结束后，将RFID短波通讯模块置为接收模式，然后等待是否有反馈信号：若有反馈信号，则数据处理模块和RFID短波通讯模块进入休眠状态，直至休眠状态结束，回到步骤b。

e、若无反馈信号或收到反馈信号达到报警要求（两者间的距离超过设定距离），数据处理模块通过GSM无线通讯模块向监控中心发送无线数据，发送结束后，RFID短波通讯模块、数据处理模块以及GSM无线通讯模块进入休眠状态，直至休眠状态结束后，回到步骤b。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种放射源探测器，包括壳体、位于壳体内的电路板和为电路板供电的充电电池，其特征在于：所述电路板采用4层结构，所述电路板上集成有G-M计数管、GPS定位模块、数据处理模块、RFID短波通讯模块、GSM无线通讯模块、RS485通讯模块以及电源管理模块；所述电路板和充电电池由灌封胶封装在壳体内，该充电电池通过电源管理模块为电路板供电；在壳体上设有一防水接头，所述防水接头与RS485通讯模块和充电电池相连，以进行数据传输及对充电电池进行充电。

2.根据权利要求1所述的一种放射源探测器，其特征在于：所述G-M计数管、GPS定位模块、数据处理模块、RFID短波通讯模块、GSM无线通讯模块、RS485通讯模块以及电源管理模块所采用的电器元件均为贴片元件。

3.一种基于权利要求1所述放射源探测器的寻找方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）将放射源探测器安装于放射源存储罐上；

2）有线工作模式下，放射源探测器通过RS485串口与监控系统中的其他电气设备相连，并通过RS485串口将辐射剂量及位置信息发送给其他电气设备；

3）无线工作模式下，放射源探测器通过RFID短波通讯模块向周围发送RFID信号，同时接收其他无线设备发送的反馈信号：若放射源探测器能够接收到其他无线设备的反馈信号，则认为自己是安全的；若放射源探测器一段时间内都无法接收到其他无线设备的反馈信号，则认为自己已经丢失；

4）当放射源探测器丢失后，放射源探测器通过RFID短波通讯模块向周围发送RFID信号，并搜寻其他无线设备发送的反馈信号；同时，通过GSM无线通讯模块向监测中心发送数据。

4.一种基于权利要求3所述放射源探测器的寻找方法，其特征在于：当手持无线监控终端靠近放射源探测器时，手持无线监控终端能够请求放射源探测器启动紧急寻找模式，加快RFID短波通讯模块的发送频率和GPS的定位频率。

5.一种基于权利要求3所述放射源探测器的寻找方法，其特征在于：所述放射源探测器具体工作过程如下：

a、放射源探测器启动后，进入工作模式；

b、G-M计数管开始计数，并将计数转换为辐射剂量率后发送给数据处理模块，然后G-M计数管进入休眠状态；同时，GPS定位模块开始定位，定位完成后将位置信息发送给数据处理模块，然后GPS定位模块进入休眠状态；

c、数据处理模块通过RS485通讯模块发送有线数据，然后等待是否有数据返回：若有数据返回，则数据处理模块进入休眠状态，直至休眠状态结束后，回到步骤b；

d、若无数据返回，则数据处理模块激活RFID短波通讯模块，通过RFID短波通讯模块发送无线数据，发送结束后，将RFID短波通讯模块置为接收模式，然后等待是否有反馈信号：若有反馈信号，则数据处理模块和RFID短波通讯模块进入休眠状态，直至休眠状态结束，回到步骤b；

e、若无反馈信号或收到反馈信号达到报警要求，数据处理模块通过GSM无线通讯模块向监控中心发送无线数据，发送结束后，RFID短波通讯模块、数据处理模块以及GSM无线通讯模块进入休眠状态，直至休眠状态结束后，回到步骤b。