CN106843086A - 一种环境辐射监测与定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环境辐射监测与定位系统,ZigBee节点通过ZigBee路由器与ZigBee协调器连接,ZigBee协调器与信息管理中心连接,信息管理中心处连接有数据库,信息管理中心通过网络分别与监控中心、环境监测管理中心连接,ZigBee节点上的γ辐射探测模块包括有碘化钠探测器、GM计数管,电源模块通过升压转换器与升压控制芯片连接,升压控制芯片与GM计数管连接,电源模块通过降压转换器与微控制器连接,微控制器分别连有ZigBee收发器、GPS模块、检测器,本发明结构简单,操作及管理方便,检测范围广,智能化程度高,能多点监测且数据传输效果好,同时具备在线实时定位发射源功能。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域,具体的说是一种环境辐射监测与定位系统。
背景技术
近年来,随着核技术的飞速发展,核安全和核辐射探测日益受到关注。辐射监测系统在很多领域都有很广泛的应,如放射源的贮藏和运输、核废料的处理、反恐怖、交通口岸货物放射性监测、环境辐射污染监测、核电站及反应堆监测,核物理实验室以及医疗放射科如PET、CT等部门的监测。传统辐射监测系统不具备射源定位功能,对于可移动射源的监测和搜寻仅能通过移动式巡测仪来实现。核辐射检测系统监测范围小,智能化程度低、数据获取率和可靠性不高,运行操作管理和维护任务重。而大型检测系统经常存在所用设备结构复杂、价格昂贵、国产化率低、难以维护、运营和更新扩展成本高等缺陷。
因此,为克服上述技术的不足而设计出一款结构简单,操作及管理方便,检测范围广,智能化程度高,能多点监测且数据传输效果好,同时具备在线实时定位发射源功能的一种环境辐射监测与定位系统,正是发明人所要解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种环境辐射监测与定位系统,其结构简单,操作及管理方便,检测范围广,智能化程度高,能多点监测且数据传输效果好,同时具备在线实时定位发射源功能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种环境辐射监测与定位系统,其包括有ZigBee节点、ZigBee路由器、ZigBee协调器、信息管理中心、监控中心、环境监测管理中心,所述ZigBee节点通过ZigBee路由器与ZigBee协调器连接,所述ZigBee协调器通过以太网与信息管理中心连接,所述信息管理中心处连接有数据库,所述信息管理中心通过Internet网络分别与监控中心、环境监测管理中心连接;
所述ZigBee节点包括有微控制器、电源模块、ZigBee收发器、GPS模块、γ辐射探测模块,所述γ辐射探测模块包括有碘化钠探测器、GM计数管,所述电源模块通过升压转换器与升压控制芯片连接,所述升压控制芯片与GM计数管连接,所述电源模块通过降压转换器与微控制器连接,所述微控制器分别连接有ZigBee收发器、GPS模块、检测器。
进一步,所述升压转换器为LM3478芯片。
进一步,所述ZigBee收发器采用MAX3232芯片。
本发明的有益效果是:
1、本发明结构简单,操作及管理方便,检测范围广,智能化程度高,通过ZigBee模块能多点监测且数据传输效果好,同时具备在线实时定位发射源功能。通过将核辐射探测设备、GPS定位以及无线通信等技术,可以实现远距离操控,对目标区域进行实时定点式测量,避免工作人员长时间近距离地接触放射源所受到的辐射损伤,有效克服了复杂地形环境对探测带来的困难。系统同时采用了GM管和碘化钠探测器两种核辐射探测设备,可以同时实现剂量率和能谱测量。不仅可以实时获取各个探测点的剂量率数据,还实现了对放射源的精确定位,提高了系统工作效率。
附图说明
图1是本发明系统结构示意图。
图2是本发明ZigBee节点结构示意图。
图3是本发明DC/DC升压电路原理图。
图4是本发明系统电源模块中5V升12V电路原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明,应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。
参见图1是本发明系统结构示意图,该结构一种环境辐射监测与定位系统,包括有ZigBee节点、ZigBee路由器、ZigBee协调器、信息管理中心、监控中心、环境监测管理中心,ZigBee节点通过ZigBee路由器与ZigBee协调器连接,ZigBee协调器通过以太网与信息管理中心连接,信息管理中心处连接有数据库,信息管理中心通过Internet网络分别与监控中心、环境监测管理中心连接。
参见图2是本发明ZigBee节点结构示意图,ZigBee节点包括有微控制器、电源模块、ZigBee收发器、GPS模块、γ辐射探测模块,γ辐射探测模块包括有碘化钠探测器、GM计数管,电源模块通过升压转换器与升压控制芯片连接,升压控制芯片与GM计数管连接,电源模块通过降压转换器与微控制器连接,微控制器分别连接有ZigBee收发器、GPS模块、检测器。
电源模块主要完成不同电压的转换来给不同的设备供电。γ辐射探测模块包括GM计数管和碘化钠探测器两种探测设备,GM管主要完成对剂量率的测量,碘化钠探测器主要完成能谱的测量。
系统中大量ZigBee节点分布在监测区域中,分别采集现场的监测数据,嵌入式主板上的微控制器控制GM管剂量率数据以及GPS数据的实时采集与发送,随后系统将碘化钠探测器测量所获得的能谱数据、剂量率数据以及GPS数据一并发送至微控制器进行能谱-剂量率转换、数据打包等处理,经过处理的数据会通过ZigBee收发器经ZigBee协调器发送至信息管理中心,信息管理中心获取数据后对数据进行进一步分析处理,并得到能谱、剂量率、位置等信息。如果超出环境允许值,则根据接收的信息源地址发出相应的报警信息,实现对环境辐射实时高效的监测,监督核电站的运行,防止环境污染。信息管理中心还要向环境监测中心、远程监控终端发送相关监测信息,并利用后台数据库对这些信息进行存储处理,保存历史数据。
整套系统采用的是单一5V直流供电,但探测单元中各种设备所需工作电源不一,因此就需要制备出可以用于高低直流电压转换的电源模块。需要进行电压转换的设备主要有:PC主板的12V供电,ZigBee收发器的5.5V供电以及嵌入式主板的3.3V供电。
参见图3是本发明DC/DC升压电路原理图,利用电感的电流保持特性及电容的储能特性,用芯片控制MOS管的高频通断来给电容反复充放电,最终实现升压功能。DC/DC升压电路选用LM3478作为升压控制芯片,该芯片具有2.97~40V的宽输入电压范围,时钟频率在100kHz~1MHz可调,自带过压、过流保护功能。
参见图4是本发明系统电源模块中5V升12V电路原理图,1脚为电流采样引脚,通过一个外接电阻R可以将电流信号转换为电压信号,电压信号再接入芯片内部,实现对电流的师叔监测,起到过流保护的作用。3脚为反馈引脚,该引脚内部参考电压为定值1.26V,输出端的反馈电阻相连,只需改变反馈电阻的大小就可以输出电压Vout进行调节。
选用LPC1549芯片作为微控制器,该款芯片采用Cortex-M3内核,支持2.4~3.6V的单电源供电。实时控制GM管、GPS数据的接收与发送,再通过MAX3232收发器进行电平的转换,随后发送微处理器进行数据处理。
Claims (3)
1.一种环境辐射监测与定位系统,其特征在于:其包括有ZigBee节点、ZigBee路由器、ZigBee协调器、信息管理中心、监控中心、环境监测管理中心,所述ZigBee节点通过ZigBee路由器与ZigBee协调器连接,所述ZigBee协调器通过以太网与信息管理中心连接,所述信息管理中心处连接有数据库,所述信息管理中心通过Internet网络分别与监控中心、环境监测管理中心连接;
所述ZigBee节点包括有微控制器、电源模块、ZigBee收发器、GPS模块、γ辐射探测模块,所述γ辐射探测模块包括有碘化钠探测器、GM计数管,所述电源模块通过升压转换器与升压控制芯片连接,所述升压控制芯片与GM计数管连接,所述电源模块通过降压转换器与微控制器连接,所述微控制器分别连接有ZigBee收发器、GPS模块、检测器。
2.根据权利要求1所述的一种环境辐射监测与定位系统,其特征在于:所述升压转换器为LM3478芯片。
3.根据权利要求1所述的一种环境辐射监测与定位系统,其特征在于:所述ZigBee收发器采用MAX3232芯片。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110082369A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-02 | 上海仁机仪器仪表有限公司 | 一种探伤机及由其构成的移动探伤源监控管理系统 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102200456A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-09-28 | 杭州电子科技大学 | 化工园区有毒有害气体监测系统 |
CN202275303U (zh) * | 2011-03-14 | 2012-06-13 | 东南大学 | 一种核与辐射装置无线监控管理系统 |
CN104464159A (zh) * | 2013-09-15 | 2015-03-25 | 富强 | 基于ZigBee无线传感网络的森林防火预警系统 |
CN204389694U (zh) * | 2014-12-23 | 2015-06-10 | 北京经纬绿洲环境科技有限公司 | 辐射环境监管系统 |
CN205992286U (zh) * | 2016-08-18 | 2017-03-01 | 湖南理工学院 | 基于ZigBee技术的产量信息在线采集系统 |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202275303U (zh) * | 2011-03-14 | 2012-06-13 | 东南大学 | 一种核与辐射装置无线监控管理系统 |
CN102200456A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-09-28 | 杭州电子科技大学 | 化工园区有毒有害气体监测系统 |
CN104464159A (zh) * | 2013-09-15 | 2015-03-25 | 富强 | 基于ZigBee无线传感网络的森林防火预警系统 |
CN204389694U (zh) * | 2014-12-23 | 2015-06-10 | 北京经纬绿洲环境科技有限公司 | 辐射环境监管系统 |
CN205992286U (zh) * | 2016-08-18 | 2017-03-01 | 湖南理工学院 | 基于ZigBee技术的产量信息在线采集系统 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
林国汉: "一种新型高效率BOOST变换器的设计", 《通信电源技术》 * |
陈伟等: "基于ZigBee技术的环境γ辐射连续监测系统研究", 《核电子学与探测技术》 * |
陈琛: "基于zigbee的区域环境核辐射监测系统", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110082369A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-02 | 上海仁机仪器仪表有限公司 | 一种探伤机及由其构成的移动探伤源监控管理系统 |
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