CN202275303U - 一种核与辐射装置无线监控管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种核与辐射装置无线监控管理系统，包括Zigbee无线辐射传感器节点、Zigbee中继节点、Zigbee无线辐射传感网络主节点及放射源无线监控信息平台；其中，所述Zigbee无线辐射传感器节点依次连接Zigbee中继节点、Zigbee无线辐射传感网络主节点及放射源无线监控信息平台。本实用新型实现了当放射源出现非法移动或盗窃时能做到及时高效的处理，可大大提高环保执法部门对放射源及射线装置的监管水平，提高辐射应急快速反应能力，避免各种事故和灾难的发生。

Description

一种核与辐射装置无线监控管理系统

技术领域

 本实用新型涉及一种放射源装置监控管理系统，尤其是一种可无线通信的放射源监控管理系统。

背景技术

随着核应用技术的发展，越来越多的领域涉及放射源的使用。放射源及射线装置一旦发生非法移动、盗窃和泄漏需及时发现、报警并立即采取应急措施。为此，加快建设技术先进、实用性强、覆盖面广、实时性好、灵活性好的核与放射装置的监控信息系统（网络）对于切实有效开展辐射环境监测具有十分重要的意义。

参照国际原子能机构的有关规定，按照放射源对人体健康和环境的潜在危害程度，从高到低将放射源分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类，V类放射源的下限活度值为该种核素的豁免活度。

（一）Ⅰ类放射源为极高危险源。没有防护情况下，接触这类源几分钟到1小时就可致人死亡;

（二）Ⅱ类放射源为高危险源。没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可致人死亡;

（三）Ⅲ类放射源为危险源。没有防护情况下，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡;

（四）Ⅳ类放射源为低危险源。基本不会对人造成永久性损伤，但对长时间、近距离接触这些放射源的人可能造成可恢复的临时性损伤;

（五）Ⅴ类放射源为极低危险源。不会对人造成永久性损伤。

由于核与辐射监测点越来越多，分布范围越来越广，且大多数处于环境恶劣地区，传统的采用有线总线方式采集数据，再通过电话线或短信息传输监测信息的监控系统由于效率低、安全性不好，已经越来越难以满足现场实时监测的需要。

传统的以辐射传感器、有线传输+数据采集器+GPRS无线传输构成远程监测网络的方案解决了远程实时监控的难题，但在实际应用中，存在诸多约束，如有线传输布线安装困难、施工影响正常生产，费工、费材料，且故障率高，扩展性差。

发明内容

本实用新型的所要解决的技术问题是放射源监控网络有线传输安装布线困难，或难于扩展的情况下，环保局难以对放射源移动进行有效的远程监控与管理，及在监测装置安装时常常会影响放射源使用单位正常工作的问题。

本实用新型为实现上述实用新型目的采用如下技术方案：

一种可无线通信的放射源监控管理系统，包括Zigbee无线辐射传感器节点、Zigbee中继节点、Zigbee无线辐射传感网络主节点及放射源无线监控信息平台；其中，所述Zigbee无线辐射传感器节点依次连接Zigbee中继节点、Zigbee无线辐射传感网络主节点及放射源无线监控信息平台。

进一步的，前述的可无线通信的放射源监控管理系统中，Zigbee无线辐射传感器节点包括：放射源传感器、Zigbee数据采集终端；

其中，所述放射源传感器包括GM管或CsL闪烁晶体类敏感元件；集X、γ射线辐射剂量检测、处理和剂量强度变化监测单元及门限辨识、模拟/数字转换单元于一体。

所述Zigbee数据采集终端包括第一处理器模块、第一Zigbee通信模块、第一天线，其中第一处理器模块接收放射源传感器的信号并进行处理，通过第一Zigbee通信模块发送至Zigbee无线辐射传感网络主节点。

进一步的，前述的可无线通信的放射源监控管理系统中，Zigbee中继节点包括：第二处理器模块、第二Zigbee通信模块和第二天线；其中，第二Zigbee通信模块分别与第二处理器模块、第二天线相连接。主要用于Zigbee数据采集终端和Zigbee无线辐射传感网络主节点距离较远时无线数据的路由，另外也用于Zigbee网络的拓扑，使无线节点冗余，保证某节点出现故障时Zigbee网络能正常工作。

进一步的，前述的可无线通信的放射源监控管理系统中，Zigbee无线辐射传感网络主节点包括：第三处理器模块、第三Zigbee通信模块和GPRS/GSM模块、存储模块；其中，第三处理器模块分别与第三Zigbee通信模块和GPRS/GSM模块、存储模块相连Zigbee无线辐射传感网络主节点采集Zigbee数据采集终端所采集的放射源信息并存储，放射源无线监控信息平台通过GPRS/GSM网络实现与各被监测单位的无线辐射传感网络主节点通信。

进一步的，前述的可无线通信的放射源监控管理系统中，放射源无线监控信息平台用于实现放射源实时监控、放射源信息管理、报表统计、系统管理类功能。

移动放射源实时监控包括：基于GIS实时地图的位置监控、剂量监控、（放射源库房）视频监控、红外监控、GPS定位监控；移动放射源信息管理包括拥有移动放射源企业的基本信息、移动放射源基本信息、移动放射源保管和使用信息；报表统计包括移动放射源增、减和数量统计、拥有移动放射源企业统计、移动放射源报警统计；系统管理包括企业基本信息管理、用户权限管理、放射（辐射源）源拥有和移动许可申请与审批管理。

本实用新型采用上述技术方案具有如下有益效果：

本实用新型的有益效果是可实现在放射源监控网络有线传输安装布线困难，或难于扩展时，通过集中管理降低环保局的人工成本和劳动强度，并能加强对放射源的管理和监控。当放射源出现非法移动或盗窃时能做到及时高效的处理，可大大提高环保执法部门对放射源及射线装置的监管水平，提高辐射应急快速反应能力，避免各种事故和灾难的发生。

附图说明：

图1为系统拓扑结构示意图。

图2为放射源监控系统架构示意图。

图3为ZigBee单位中心节点的原理框图。

具体实施方案:

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：

本实用新型的实施例如图1所示，一种核与辐射装置无线监控管理系统，包括Zigbee无线辐射传感器节点、Zigbee中继节点、带Zigbee和GRPS/GSM模块的单位主节点及环保局监控中心放射源无线监控信息（网）平台四部分。

Zigbee无线辐射传感器节点包括放射源传感器、Zigbee数据采集终端。

Zigbee中继节点包括处理器模块、Zigbee通信模块和天线。

Zigbee无线辐射传感网络主节点包括处理器模块、Zigbee通信模块和GPRS/GSM模块、存储模块。

环保局监控中心放射源无线监控信息（网）平台主要包括放射源实时监控、放射源信息管理、报表统计、系统管理等功能。

如图3所示，Zigbee通信模块采用CC2430单片机，GSM通信模块采用MC55，或者也可以采用其他型号的Zigbee或GSM通信模块。

其中，Zigbee无线幅射传感器节点，包括剂量检测、处理和剂量强度变化监测单元及门限辨识、模/数转换单元，并具有位置信号发送，Zigbee无线传输等功能，以此为基础构架分布式传感网络安装和组网十分方便、灵活，能及时发现放射源非法移动、丢失、被盗、失控等辐射安全事故。

Zigbee无线辐射传感网络主节点通过GPRS模块构成远程通讯终端，环保局监控中心通过GPRS网络实现与各被监测单位的无线辐射传感网络主节点对所有放射源及辐射装置进行远程监控。监控平台完成区域内全部放射源及辐射装置数据采集、汇总、分析和处理，一旦发现异常情况立即向信息监管平台和指定手机实施报警，实现对区域内全部核与辐射装置全面、系统、自动、实时的监控与管理。

对于同一个法人单位，为节约成本，最后集中至一个带有GPRS模块的主节点实现远程信息传输，当主节点与某个放射源无线传感器节点较远时，采用简易Zigbee节点作为中继，扩大分布式传感网络的覆盖范围。

结合图2，环保局监控中心核与辐射无线监控信息（网）平台是该区域核与辐射无线监控信息网的核心。该平台涉及无线通讯技术、计算机技术、人工智能技术、数据库技术、互联网等多种技术，把核与辐射监测点信息接入系统，结合报警处理应急指挥中心等系统，实现集视频、语音、智能数据终端、GIS空间数据库于一体的综合监测信息系统。该系统可对各种被监控信息进行查询、分析和预测，生成各种报表和图表，对整个监控状况进行分析和评价，实现对各监测点进行全天候、全方位监控的系统。通过系统能够准确、及时、连续地反映监控对象的变化状况，并对各种事故及时采取应急预案，提高监察与管理效能，全面提升环境管理水平。

本系统可对固定放射源进行实时监控，包括如下监控内容：

1、定位监控。通过监控放射源射线，判断放射源的位置是否发生移动，可直接用开关量报警。

2、剂量监控。对放射源的剂量进行实时数据采集，当剂量低于某一下限时，存在放射源丢失风险，进行报警，剂量高于某一上限时，存在放射源泄露风险，进行报警，可跟踪某个放射源剂量变化曲线。

3、视频监控。对放射源所处的现场状况进行视频监控，能分析放射源发生报警的原因（正常或被盗）。

4、红外监控。 用于辐照站等场合，一旦有人接近放射源或进入受控区域，则进行红外报警，可依据实际情况设置为启用监视与不启用监视。

5、企业现场声光报警。考虑到放射源监管责任重大，除常规的软件报警与手机报警外，在受控企业保卫处或门卫室等场所安装声光报警，起到最及时的报警作用。

针对不同的固定放射源，组合使用如下监控策略：

1）对于固定放射源的I类、Ⅱ类，采取以定位监控为主，红外监控为辅的监控策略。

2）对于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类固定放射源，则采取定位监控为主，剂量监控为辅的监控策略。

3）无论对于哪种固定放射源，均可依据实际需求，增加视频监控。

Claims (4)

1.一种核与辐射装置无线监控管理系统，其特征在于：包括Zigbee无线辐射传感器节点、Zigbee中继节点、Zigbee无线辐射传感网络主节点及放射源无线监控信息平台；其中，所述Zigbee无线辐射传感器节点依次连接Zigbee中继节点、Zigbee无线辐射传感网络主节点及放射源无线监控信息平台。

2.根据权利要求1所述的核与辐射装置无线监控管理系统，其特征在于，所述Zigbee无线辐射传感器节点包括：放射源传感器、Zigbee数据采集终端；

其中，所述放射源传感器包括GM管或CsL闪烁晶体类敏感元件；

所述Zigbee数据采集终端包括第一处理器模块、第一Zigbee通信模块、第一天线，其中第一处理器模块接收放射源传感器的信号并进行处理，通过第一Zigbee通信模块发送至Zigbee无线辐射传感网络主节点。

3.根据权利要求1所述的核与辐射装置无线监控管理系统，其特征在于：所述的Zigbee中继节点包括：第二处理器模块、第二Zigbee通信模块和第二天线；其中，第二Zigbee通信模块分别与第二处理器模块、第二天线相连接。

4.根据权利要求1所述的核与辐射装置无线监控管理系统，其特征在于：所述Zigbee无线辐射传感网络主节点包括：第三处理器模块、第三Zigbee通信模块和GPRS/GSM模块、存储模块；其中，第三处理器模块分别与第三Zigbee通信模块和GPRS/GSM模块、存储模块相连。 

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