CN110109171A - 一种移动放射源监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明设计的一种移动放射源监控系统，包括有放射源监控终端、手持机和远程物联网平台，所述放射源监控终端的单片机中存储有终端编号，放射源初始活度和报警阈值，且放射源监控终端可采集放射源实时剂量率、定位信息和定位方式，然后将放射源实时剂量率、定位信息、定位方式、报警阈值、系统时间和探伤状态发送至远程物联网平台，远程物联网平台将接收到的放射源实时剂量率、定位信息、定位方式、系统时间和探伤状态数据存储并且把放射源实时剂量率，报警阈值，探伤状态和定位信息发送到手持机上，并通过手持机显示出来。本发明可以通过手持机来查询放射源的信息也可以通过远程云平台远程监控。
Description
技术领域
本发明涉及放射性监管领域，尤其涉及一种移动放射源监控系统。
背景技术
随着我国工业化进程的发展，放射源作为民用非动力核技术的关键内容已经广泛应用于化工、冶炼、医疗、农业等许多领域，随之而来的是放射源的使用管理问题。管理不善，就会对人造成辐射，严重时会危及生命。加强放射源和放射环境的管理和监测十分必要。实际工作中，由于用源单位相对分散，放射源分属各单位管理，难以实现对放射源的有效统一监管。
市场上现有的放射源监控方案大部分由监控终端和管理平台组成，二者通过光纤或者GP电阻RS技术进行数据传输，同时配合成熟GPS模块精准定位放射源的位置。比较典型的是北京某公司的放射源监控终端是由独立的探测器和外置的定位器组成，体积较大，只适用于固定放射源库房，不适合安装在探伤机上。无锡某环保公司提供的放射源监控方案中虽然有小型化的监控终端，但是却不具备放射源监控终端与远程平台传输定位数据和剂量数据等功能，也不能配备手持机，通过移动端查看放射源的位置和状态。
发明内容
为解决现有技术的缺点和不足，提供一种移动放射源监控系统，从而可以快速准确地将放射源的基本信息传输至远程监控平台和现场手持机APP上，使得监管部门可以远程监控所有区域内的放射源，现场工作人员可以随时通过手持机来查询放射源的活度、地理位置等信息。
为实现本发明目的而提供的一种移动放射源监控系统，包括有放射源监控终端、手持机和远程物联网平台，所述放射源监控终端的单片机中存储有终端编号，放射源初始活度和报警阈值，且放射源监控终端可采集放射源实时剂量率、定位信息和定位方式，然后将放射源实时剂量率、定位信息、定位方式、报警阈值、系统时间和探伤状态发送至远程物联网平台，远程物联网平台将接收到的放射源实时剂量率、定位信息、定位方式、系统时间和探伤状态数据存储并且把放射源实时剂量率，报警阈值，探伤状态和定位信息发送到手持机上，并通过手持机显示出来。
进一步改进，所述的放射源监控终端采用MQTT的标准物联网通讯方式与远程物联网平台进行数据传输，远程物联网平台再通过MQTT的标准物联网通讯方式与手持机进行数据传输。
进一步改进，所述的放射源监控终端由外壳和设置在外壳内的电路板组成，所述的电路板包括前置放大器电路、单片机、充电电路、电压转换电路以及高压电路，所述充电电路输入5V电压，经过电压转换电路生成3.3V稳定电压为前置放大器电路、单片机以及高压电路供电，所述高压电路输入3.3V电源，输出450V供给前置放大器电路的GM计数管。
进一步改进，所述手持机设置有三大模块，一为手持端显示模块、二是地图追踪模块、三是剂量仪模块，所述地图追踪模块和剂量仪模块都与手持端显示模块相连接以显示放射源的位置和剂量仪测量的数据。
进一步改进，所述远程物联网平台包括有设备管理模块、用户管理模块、数据传输管理模块以及数据可视化模块，所述设备管理模块用以设备的注册创建，所述用户管理模块用以存储数据、管理设备状态，所述数据可视化模块用以可视化数据呈现，所述远程物联网平台设置为web架构，通过网络实时监测管理在线设备，监管部门登录指定IP后进入监控软件界面，对远程物联网平台服务器端存储的数据进行调用，以查看指定区域内的放射源监控情况。
进一步改进，所述放射源监控终端与手持机的探测器设置为GM计数管。
进一步改进，所述放射源监控终端通过GPS、BEIDOU、LBS基站定位。
进一步改进，所述放射源监控终端背部内嵌设置有磁体。
进一步改进，所述数据可视化模块包括有可视化工具GRafana。
进一步改进，所述地图追踪模块为高德地图或者百度地图。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明目的而提供的一种移动放射源监控系统，包括有放射源监控终端、手持机和远程物联网平台，放射源监控终端的单片机中存储有终端编号，放射源初始活度和报警阈值，且放射源监控终端可采集放射源实时剂量率、定位信息和定位方式，然后将放射源实时剂量率、定位信息、定位方式、报警阈值、系统时间和探伤状态发送至远程物联网平台，远程物联网平台将接收到的放射源实时剂量率、定位信息、定位方式、系统时间和探伤状态数据存储并且把放射源实时剂量率，报警阈值，探伤状态和定位信息发送到手持机上，并通过手持机显示出来。本发明提供的一种移动放射源监控系统，可以快速准确地将放射源的基本信息传输到远程物联网平台和手持机上，使得监管部门可以远程监控所有区域内的放射源，现场工作人员可以随时通过手持机来查询放射源的活度、地理位置等信息。
附图说明
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：
图1为本发明的放射源监控终端、手持机和远程物联网平台工作的示意图；
图2为本发明的远程物联网平台的框架结构示意图；
图3为本发明的放射源监控终端的单片机的电路原理示意图；
图4为本发明的放射源监控终端的前置放大器电路的电路原理示意图；
图5为本发明的放射源监控终端的电压转换电路的电路原理示意图；
图6为本发明的放射源监控终端的GPRS芯片的电路原理示意图；
图7为本发明的放射源监控终端的SIM卡的电路原理示意图。
具体实施方式
如图1-图7所示，本发明提供的一种移动放射源监控系统，包括有放射源监控终端1、手持机2和远程物联网平台3，放射源监控终端1的单片机中存储有终端编号，放射源初始活度和报警阈值，且放射源监控终端1可采集放射源实时剂量率、定位信息和定位方式，然后将放射源实时剂量率、定位信息、定位方式、报警阈值、系统时间和探伤状态发送至远程物联网平台3，远程物联网平台3将接收到的放射源实时剂量率、定位信息、定位方式、系统时间和探伤状态数据存储并且把放射源实时剂量率，报警阈值，探伤状态和定位信息发送到手持机2上，并通过手持机2显示出来。
进一步改进，放射源监控终端1采用MQTT的标准物联网通讯方式与远程物联网平台3进行数据传输，远程物联网平台3再通过MQTT的标准物联网通讯方式与手持机2进行数据传输。
进一步改进，放射源监控终端1由外壳和设置在外壳内的电路板组成，的电路板包括前置放大器电路、单片机、充电电路、电压转换电路以及高压电路，充电电路输入5V电压，经过电压转换电路生成3.3V稳定电压为前置放大器电路、单片机以及高压电路供电，高压电路输入3.3V电源，输出450V供给前置放大器电路的GM计数管。
进一步改进，手持机2设置有三大模块，一为手持端显示模块、二是地图追踪模块、三是剂量仪模块，地图追踪模块和剂量仪模块都与手持端显示模块相连接以显示放射源的位置和剂量仪测量的数据。
进一步改进，远程物联网平台3包括有设备管理模块、用户管理模块、数据传输管理模块以及数据可视化模块，设备管理模块用以设备的注册创建，用户管理模块用以存储数据、管理设备状态，数据可视化模块用以可视化数据呈现，远程物联网平台3设置为web架构，通过网络实时监测管理在线设备，监管部门登录指定IP后进入监控软件界面，对远程物联网平台3服务器端存储的数据进行调用，以查看指定区域内的放射源监控情况。
进一步改进，放射源监控终端1与手持机2的探测器设置为GM计数管。
进一步改进，放射源监控终端1通过GPS、BEIDOU、LBS基站定位。
进一步改进，放射源监控终端1背部内嵌设置有磁体。
进一步改进，数据可视化模块包括有可视化工具GRafana。
进一步改进，地图追踪模块为高德地图或者百度地图。
与现有技术相比，本发明目的而提供的一种移动放射源监控系统，包括有放射源监控终端1、手持机2和远程物联网平台3，放射源监控终端1的单片机中存储有终端编号，放射源初始活度和报警阈值，且放射源监控终端1可采集放射源实时剂量率、定位信息和定位方式，然后将放射源实时剂量率、定位信息、定位方式、报警阈值、系统时间和探伤状态发送至远程物联网平台3，远程物联网平台3将接收到的放射源实时剂量率、定位信息、定位方式、系统时间和探伤状态数据存储并且把放射源实时剂量率，报警阈值，探伤状态和定位信息发送到手持机2上，并通过手持机2显示出来。本发明提供的一种移动放射源监控系统，可以快速准确地将放射源的基本信息传输到远程物联网平台3和手持机2上，使得监管部门可以远程监控所有区域内的放射源，现场工作人员可以随时通过手持机2来查询放射源的活度、地理位置等信息。
其中，充电电路包括有mi电容C电阻RoUSB充电接口J5、充电控制芯片U3、电池BT1以及场效应管Q2，J5连接有5V输入电源5VIN，5VIN与U3的8脚、4脚相连，5VIN依次与二极管二极管D2、二极管二极管D3、开关K1相连，为电路板供电，U3的2脚与电阻电阻R16相连，U3的1脚、6脚、3脚以及电阻R16另一端均接地，U3的5脚与电池BT1相连，电容电容C13、电容电容C14的正极与U3的5脚相连，负极接地，电池BT1的正极与U3的5脚连接，负极接地，Q2的1脚与电阻R14、电阻R15连接，电阻R15与5VIN相连，电阻R14的另一端接地，电阻R15与电阻R18相连，电阻R18与电池BT1正极相连，Q2的2脚与电池BT1正极相连，Q2的3脚与二极管二极管D3的负极相连。
充电电路接入充电器时，充电电路的场效应管Q2的1脚电压高于2脚电压，场效应管Q2的2管脚与3管脚断开，充电电路板由5V电源供电，若没有接入充电器时，场效应管Q2的1脚电压低于2脚电压，2管脚与3管脚导通，充电电路板由电池BT1电压供电。
电压转换电路设置有DC-DC芯片U2，U2的1脚、8脚与电阻电阻R23、电阻电阻R5、电容电容C4的正极相连，电阻R23的另一端与充电电路的K1相连，U2的6脚与电阻R5、电阻电阻R11相连，电阻R11的另1脚接地，U2的3脚、7脚、10脚都接地，U2的9脚与电感L1相连，U2的5脚与电阻R12、电阻R8以及电容电容C2相连，电阻R12的另1脚接地，U2的4脚与电阻电阻R6连接，U2的2脚与电阻电阻R7连接，电容C2的一端与电容C3连接，电容C3的另一端接地，电阻R6、电阻R7、电阻R8的另1脚以及电容C2、电容C3与3.3V电源连接。DC-DC芯片U2的型号为德州仪器生产的TPS62050。
高压电路包括有三极管Q3、变压器、三极管Q4，Q3、Q4的3脚与L2相连，2脚与U4的26脚相连，1脚与3.3V相连，L2另一端与电容电容C16、电容电容C17的正极相连，Q3的3脚与电容C16、电容C17的正极、L2相连，Q3的2脚与前置放大器电路的Q1的1脚、电容C12、电阻R19相连，Q3的1脚与二极管D7的正极、变压器的T13脚相连，变压器的T12脚、T22脚、电阻R19的另一端、电容C16、电容C17、二极管D5的正极、电容C6的负极都接地，T11与电容C12、电容C10的负极相连，T21与电容C8的1脚相连，电容C8与二极管D4的正极、二极管D5的负极相连，二极管D4与电容C6相连，二极管D4与前置放大器电路的电阻R2相连。
单片机U4设置为STM8L152C8T6芯片，U4的1脚与程序烧写接口J4的3脚相连，U4的2脚与J4的2脚、R20、D8、C18相连，D8、R20另一端与3.3V接，C18另一端与地相连，U4的7脚与电阻R21相连，U4的8脚与电阻R24的一端相连，U4的9脚接地，U4的10脚、11脚、12脚与电容C15、3.3V电源相连，U4的19脚与二极管D6的负极、电阻R22、K2相连，U4的25脚与U2的2脚相连，U4的26脚与Q4的2脚相连，U4的27脚与U1B的4脚相连，U4的28脚与U1D的11脚相连，U4的39脚与3.3V相连，U4的40脚与地相连，U4的41脚与接口J6的1脚相连，U4的42脚与J6的2脚相连，Q7的3脚接地，2脚与电阻R24相连，1脚与蜂鸣器的BEEP1的2脚相连，BEEP1的1脚与3.3V相连,电阻R21与二极管D9的负极相连，二极管D9的负极与3.3V相连，
前置放大器电路的R2与高压电路中D4的负极相连，R2的另一端与计数管、R4、C1、R1相连，R1与D1的正极、U1A的1脚、2脚相连，D1的负极与3.3V相连，U1A的3脚与U1B的5脚、6脚，U1C的8脚、9脚相连，U1B的4脚与R3相连，R3的另一端与Q1的2脚相连，Q1的1脚与高压电路中Q3的2脚相连，Q1的3脚与地相连，U1C的10脚与R9相连，R9的另一端与R10、C5、U1D的12脚、13脚相连，U1D的11脚与U4的28脚相连，R4、C1、R10、C5的另一端与地相连。
GPRS芯片U7的1脚与看门狗电路的Q8的1脚相连，U7的8脚与Q10的1脚、R34相连，U7的9脚与Q11的1脚、R36相连，U7的10脚与看门狗电路的U6的6脚、R29相连，U7的11脚与R28的一端相连，U7的13脚与R31相连，U7的15脚与地相连，U7的20脚与SIM卡U5的4脚、D11、C21相连，U7的21脚与U5的2脚、D12、C19、R25、C20相连，U7的22脚与U5的5脚、R25、C23相连，U7的23脚与U5的6脚、D10、C21、C22连接，U7的24脚与R34、R35、R36、R37、D14相连，U7的25脚与J7的2脚、D18相连，U7的26脚与J7的1脚、D17相连，U7的27脚与J8的3脚相连，U7的28脚与J8的4脚相连，U7的31、33、35、36与地相连，U7的34脚与D15相连，U7的37脚、38脚与C25、C26、C27、C28的正极、J8的1脚相连，C24、C25、C26、C27、C28、C29、C30、C31的负极、J8的1脚、D17、D18的正极接地，Q9的1脚与D16的负极相连，Q9的2脚与R31、R32相连，Q9的3脚、R32与地相连，Q10的2脚与R35相连，Q10的3脚与J9的1脚相连，Q11的2脚与R37相连，Q11的3脚与J9的2脚相连，U6的1脚与C29、C30、C31的正极、D14的负极、R26、R27、R29相连，U6的2脚与R26的另一端相连，U6的4脚与R28、C24相连，U6的5脚与D15的负极相连，U6的6脚与R29、U7的10脚相连，U6的7脚与R30相连，U6的8脚接地，Q8的2脚与R30的另一端相连，Q8的3脚接地。
SIM卡U5的1脚、C19、C20、C21、C21、C23的负极接地、D11、D12、D13的正极接地，U5的5脚、U7的22脚与R25、C23、D13的负极相连，U5的2脚与U7的21脚、D12的负极、C19、C20相连，U5的4脚与U7的20脚、D11的负极、C21相连，U5的6脚与U7的23脚、D10的负极、C22相连。
单片机U4接收前放电路部分的探测脉冲，通过滑动平均算法和刻度公式转化为放射源剂量率；控制GPRS芯片与远程物联网平台3传输数据；在检测到剂量率低于报警阈值后发出源丢失报警；高压电路模块通过振荡电路和高压补偿电路提供稳定高压；前置放大器电路模块处理GM计数管产生的脉冲信号使其达到3.3V幅值。
GPRS芯片通过MQTT协议向远程物联网平台3发送剂量率，报警信息，定位信息等数据，GPRS芯片内置LBS基站定位功能，在终端表面受到遮挡丢失GPS定位数据时，通过AT指令获取当前定位信息，并发送到远程物联网平台3。
以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案，实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种移动放射源监控系统，其特征在于：包括有放射源监控终端、手持机和远程物联网平台，所述放射源监控终端的单片机中存储有终端编号，放射源初始活度和报警阈值，且放射源监控终端可采集放射源实时剂量率、定位信息和定位方式，然后将放射源实时剂量率、定位信息、定位方式、报警阈值、系统时间和探伤状态发送至远程物联网平台，远程物联网平台将接收到的放射源实时剂量率、定位信息、定位方式、系统时间和探伤状态数据存储并且把放射源实时剂量率，报警阈值，探伤状态和定位信息发送到手持机上，并通过手持机显示出来。
2.根据权利要求1所述的一种移动放射源监控系统，其特征在于：所述的放射源监控终端采用MQTT的标准物联网通讯方式与远程物联网平台进行数据传输，远程物联网平台再通过MQTT的标准物联网通讯方式与手持机进行数据传输。
3.根据权利要求1所述的一种移动放射源监控系统，其特征在于：所述的放射源监控终端由外壳和设置在外壳内的电路板组成，所述的电路板包括前置放大器电路、单片机、充电电路、电压转换电路以及高压电路，所述充电电路输入5V电压，经过电压转换电路生成3.3V稳定电压为前置放大器电路、单片机以及高压电路供电，所述高压电路输入3.3V电源，输出450V供给前置放大器电路的GM计数管。
4.根据权利要求1所述的一种移动放射源监控系统，其特征在于：所述手持机设置有三大模块，一为手持端显示模块、二是地图追踪模块、三是剂量仪模块，所述地图追踪模块和剂量仪模块都与手持端显示模块相连接以显示放射源的位置和剂量仪测量的数据。
5.根据权利要求1所述的一种移动放射源监控系统，其特征在于：所述远程物联网平台包括有设备管理模块、用户管理模块、数据传输管理模块以及数据可视化模块，所述设备管理模块用以设备的注册创建，所述用户管理模块用以存储数据、管理设备状态，所述数据可视化模块用以可视化数据呈现，所述远程物联网平台设置为web架构，通过网络实时监测管理在线设备，监管部门登录指定IP后进入监控软件界面，对远程物联网平台服务器端存储的数据进行调用，以查看指定区域内的放射源监控情况。
6.根据权利要求1所述的一种移动放射源监控系统，其特征在于：所述放射源监控终端与手持机的探测器设置为GM计数管。
7.根据权利要求1所述的一种移动放射源监控系统，其特征在于：所述放射源监控终端通过GPS、BEIDOU、LBS基站定位。
8.根据权利要求1所述的一种移动放射源监控系统，其特征在于：所述放射源监控终端背部内嵌设置有磁体。
9.根据权利要求5所述的一种移动放射源监控系统，其特征在于：所述数据可视化模块包括有可视化工具GRafana。
10.根据权利要求4所述的一种移动放射源监控系统，其特征在于：所述地图追踪模块为高德地图或者百度地图。
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| CN (1) | CN110109171A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113885430A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-04 | 北京机械工业自动化研究所有限公司 | 基于stm32的x波段轻量化加速器无线远程监控系统及方法 |
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| CN202102294U (zh) * | 2011-04-29 | 2012-01-04 | 苏州经贸职业技术学院 | 基于传感网的放射源感知监控管理系统 |
| CN104808237A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-07-29 | 浙江索思科技有限公司 | 基于物联网技术的放射源在线监测系统 |
| CN205352469U (zh) * | 2016-02-23 | 2016-06-29 | 黑龙江科技大学 | 基于物联网的室内环境远程监测装置 |
| CN207570592U (zh) * | 2017-11-27 | 2018-07-03 | 湖南核三力技术工程有限公司 | 放射源跟踪监测装置 |
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2019
- 2019-06-03 CN CN201910477906.5A patent/CN110109171A/zh not_active Withdrawn
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190809 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |