KR100648531B1 - The method and apparatus of coming in and out with radio frequency communication - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 개인선량계와 리더기간의 양방향 RF 통신을 이용한 피폭 및 출입 관리장치를 도시한 사시도,1 is a perspective view showing an exposure and access control device using a two-way RF communication between the personal dosimeter and the reader period in accordance with the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 개인선량계와 리더기간의 양방향 RF 통신을 이용한 피폭 및 출입 관리장치 중 개인선량계의 구성요소를 도시한 블록도,Figure 2 is a block diagram showing the components of the personal dosimeter of the exposure and access management device using the two-way RF communication between the personal dosimeter and the reader period in accordance with the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 개인선량계와 리더기간의 양방향 RF 통신을 이용한 피폭 및 출입 관리장치 중 개인선량계의 구성요소를 도시한 회로도,3 is a circuit diagram showing the components of the personal dosimeter of the exposure and access management device using the two-way RF communication between the personal dosimeter and the reader period according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 개인선량계의 구성요소 중 PIN 다이오드를 통한 반도체검출과정을 도시한 일실시예도,Figure 4 is an embodiment showing a semiconductor detection process through the PIN diode of the components of the personal dosimeter according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 개인선량계의 구성요소 중 신호처리부의 신호처리과정을 도시한 블록도,5 is a block diagram illustrating a signal processing process of a signal processing unit among components of a personal dosimeter according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 개인선량계의 사시도,6 is a perspective view of a personal dosimeter according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 개인선량계의 정면도,7 is a front view of a personal dosimeter according to the present invention;
도 8은 본 발명에 따른 개인선량계 리더기의 구성요소를 도시한 블록도,8 is a block diagram showing the components of a personal dosimeter reader according to the present invention;
도 9는 본 발명에 따른 개인선량계 리더기의 구성요소를 도시한 회로도,9 is a circuit diagram showing the components of the personal dosimeter reader according to the present invention;
도 10은 본 발명에 따른 개인선량계 리더기의 구성요소 중 TFT-LCD로 이루어진 모니터부를 도시한 일실시예도,10 is an embodiment showing a monitor unit consisting of a TFT-LCD among the components of a personal dosimeter reader according to the present invention,
도 11은 본 발명에 따른 개인선량계 리더기의 구성요소 중 터치패널을 도시한 일실시예도,11 is an embodiment showing a touch panel of the components of the personal dosimeter reader according to the present invention,
도 12는 본 발명에 따른 개인선량계 리더기의 구성요소 중 전원공급장치를 도시한 일실시예도,12 is an embodiment showing a power supply device among the components of the personal dosimeter reader according to the present invention,
도 13은 본 발명에 따른 RF송수신모듈을 이용한 방사선리더기의 출입상태를 도시한 일실시예도,Figure 13 is an embodiment showing the access state of the radiation reader using the RF transmitting and receiving module according to the present invention,
도 14는 본 발명에 따른 개인 선량계의 동작과정을 도시한 흐름도,14 is a flow chart showing the operation of the personal dosimeter according to the present invention;
도 15는 본 발명에 따른 개인선량계와 리더기간의 양방향 RF 통신을 이용한 피폭 및 출입 관리의 동작과정을 도시한 흐름도.15 is a flowchart illustrating an operation process of exposure and access control using bi-directional RF communication between the personal dosimeter and the reader period according to the present invention.
※ 도면부호의 간단한 설명 ※※ Brief description of drawing code ※
100 : 개인선량계 110 : 반도체 검출부100: personal dosimeter 110: semiconductor detection unit
120 : 신호처리부 130 : 시스템 제어부(130)120: signal processing unit 130:
140 : RF 모듈 150 : 디스플레이부140: RF module 150: display unit
160 : 경보음 발생부 170 : 스위칭부160: alarm sound generating unit 170: switching unit
180 : 전원부 200 : 개인선량계 리더기180: power supply 200: personal dosimeter reader
210 : 제어부 220 : 통신부210: control unit 220: communication unit
230 : RF모듈 240 : 모니터부230: RF module 240: monitor
250 : 터치패널 260: 키패드250: touch panel 260: keypad
270 : 전원 공급장치부 280 : 경보부270: power supply unit 280: alarm unit
290 : 표시부290: display unit
본 발명은 출입제한지역인 방사선 관리구역의 출입을 허가하거나 통제하고, 개인선량계를 1cm ~ 2m 거리에서 리더기에 접촉시 개인선량계의 수집된 정보가 무선으로 리더기에 송, 수신되어 장치관리 컴퓨터로 전달되도록 하는 개인선량계와 리더기간의 양방향 RF 통신을 이용한 피폭 및 출입 관리장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention permits or controls the entry and exit of the radiation control area, which is a restricted access area, and when the personal dosimeter is contacted to the reader at a distance of 1 cm to 2 m, the collected information of the personal dosimeter is wirelessly transmitted to and received from the reader and transmitted to the device management computer. The present invention relates to an apparatus and method for exposure and access control using two-way RF communication between a personal dosimeter and a reader.
방사선 계측기와 관련된 기술은 일부 연구기관 및 대학에서 기초 연구로 단속적으로 수행된 바 있으나 조직적으로 수행되거나 체계적이지 못하였다. 최근에는 방사선 계측 기술이 진보함에 따라 휴대용 방사선 측정기가 상용화되고 있는 추세에 이르게 되었다.Techniques related to radiometers have been conducted intermittently as basic research in some research institutes and universities but have not been systematically or systematically performed. In recent years, the progress of radiometric technology has led to the commercialization of portable radiometers.
그러나, 현재 상용화되어 있는 휴대용 방사선 측정기, 특히 개인용 피폭 선량계는 그 정밀정확도에 있어서 신뢰성이 떨어지고, 소형화 및 경량화에 있어서 개 선의 필요성이 크다고 할 수 있다. 또한, 국내의 원자력발전소 및 연구기관 등에서 사용하고 있는 피폭 및 출입 관리장치는 전량 외국에서 수입하는 관계로 고가의 비용이 지출되고 있으며, 보수유지를 위하여 매년 신규로 구입하고 있기 때문에 피폭 및 출입 관리 장치의 국산화가 절실히 요구되고 있는 실정이다.However, portable radiometers, especially personal exposure dosimeters, which are currently commercialized, are less reliable in their precise accuracy, and there is a great need for improvement in miniaturization and light weight. In addition, the exposure and access control devices used by domestic nuclear power plants and research institutes are expensive because they are all imported from foreign countries, and are newly purchased every year for maintenance. Localization of is urgently needed.
또한, 종래의 개인용 피폭 선량계는 원자력 발전소나 병원의 방사선장 작업 종사자가 몸에 휴대한 상태로 작업을 수행하다가 작업이 종료되면, 이를 직접 선량계 판독기(reader)에 접속시켜 데이터를 전송하도록 설계되어 있을 뿐 출입문을 비롯한 시설 통제 장치와의 연계가 용이하도록 설계되어 있지 못한 단점이 있다.In addition, the conventional personal exposure dosimeter is designed to transmit data by directly connecting to the dosimeter reader when the work is completed while carrying out work carried out by the radiation field worker of a nuclear power plant or hospital. In addition, there is a disadvantage that is not designed to facilitate the connection with the facility control device, including the door.
이러한 단점을 극복하기 위하여, 본 출원인이 출원한 등록실용신안공보 제20-0311316호에서는 반도체 검출기를 사용한 개인 피폭 선량계 자료 송수신장치에 있어서, 상기 자료 송수신장치는 시스템 전체를 제어하기 위한 마이크로 프로세서부, 적외선 변조 방식을 사용하여 상기 선량계와의 무선 통신을 수행하기 위한 적외선 인터페이스부, 그리고 시스템에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 장치부를 포함하며, 상기 선량계에 필요한 인자는 적외선(IR) 통신을 통하여 상기 자료 송수신장치에 의해 입력되는 반도체 검출기를 사용한 개인 피폭 선량계 자료 송수신장치가 제시된 바 있으나, In order to overcome these disadvantages, Korean Utility Model Publication No. 20-0311316 filed by the present applicant is a personal dose dosimeter data transceiver using a semiconductor detector, the data transceiver is a microprocessor unit for controlling the entire system, An infrared interface unit for performing wireless communication with the dosimeter using an infrared modulation scheme, and a power supply unit for supplying power to the system, and the necessary factors for the dosimeter are the data through infrared (IR) communication. Personal exposure dosimeter data transmission and reception device using a semiconductor detector input by the transmission and reception device has been proposed,
이러한 적외선 통신을 통해 개인선량계 자료 송수신은 안개 및 대기중의 먼지등에 의해 제한되고, 특히 직사광선이나 형광등 및 백열등 같은 여러가지 빛들이 잡음으로 작용되어 정확한 자료 송수신이 어려운 문제점이 발생하였다.Through infrared communication, personal dosimeter data transmission and reception are limited by fog and dust in the air. In particular, various lights such as direct sunlight, fluorescent lamps, and incandescent lamps act as noises, which makes it difficult to accurately transmit and receive data.
또한, 장시간 사용시 리더기의 모니터 화질이 떨어지고, 일정 주기로 모니터 를 교체해야 하는 문제점이 발생하였다.In addition, the monitor quality of the reader is degraded when used for a long time, the need to replace the monitor at regular intervals occurred.
상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 저주파수 대역 50KHz~500KHz의 양방향 RF 통신으로 이루어져 개인선량계를 1cm ~ 2m 거리에서 리더기에 접촉시 개인선량계의 수집된 정보가 무선으로 리더기에 송, 수신되고, 장시간 사용해도 화질이 선명한 터치패드와 TFT-LCD로 이루어진 개인선량계와 리더기간의 양방향 RF 통신을 이용한 피폭 및 출입 관리장치 및 방법를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention devised to solve the above problems consists of two-way RF communication of the low frequency band 50KHz ~ 500KHz when the personal dosimeter is contacted to the reader at a distance of 1cm ~ 2m, the collected information of the personal dosimeter is wirelessly transmitted and received to the reader To provide a device and method for exposure and access control using bi-directional RF communication between a reader and a personal dosimeter consisting of a touchpad and TFT-LCD with clear picture quality even for a long time.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 개인선량계와 리더기간의 양방향 RF 통신을 이용한 피폭 및 출입 관리장치는,In order to achieve the above object, the exposure and access management apparatus using the two-way RF communication between the personal dosimeter and the reader period according to the present invention,
개인선량계를 이용하여 방사능을 피폭하고, 출입을 통제·관리하며, 상기 선량계에서 수집된 정보를 무선으로 개인선량계 리더기에 송수신하되,Using a personal dosimeter to expose radiation, to control and manage access, and to wirelessly send and receive information collected from the dosimeter to a personal dosimeter reader,
상기 개인선량계는 고선량 방사선을 정밀 감지하는 반도체 센서인 PIN 다이오드를 이용한 반도체 검출부(110)와, 그 반도체 검출부의 전기적 신호를 증폭하여 펄스 신호를 발생시키는 신호처리부(120)와, 내부 메모리에 저장된 시스템 제어 프로그램에 따라 각 구성부를 전반적으로 제어하는 시스템 제어부(130)와, RF 통신 방식을 사용하여 상기 리더기와의 양방향 무선 통신을 수행하기 위한 RF 모듈(140) 과, 그 시스템 제어부의 출력되는 데이터를 LCD 화면에 표시하는 디스플레이부(150)와, 상기 시스템 제어부의 제어를 통해 방사선 검출시 위험을 알리기 위한 경보음 발생부(160)와, 장치의 정상작동을 확인하기 위한 스위칭부(170)와, 그리고 시스템 전원을 공급하는 전원부(180)를 포함하며,The personal dosimeter includes a
상기 개인선량계 리더기(200)는 시스템 전체를 제어하기 위한 제어부(210)와, 장치 관리 컴퓨터와의 통신을 위해 RS232/RS485/ETHERNET를 선택하여 사용할 수 있는 통신부(220)와, RF 통신 방식을 사용하여 상기 개인선량계와의 무선 통신을 수행하기 위한 RF 모듈(230)과, 대용량 TFT-LCD로 이루어져 출입문 제어상태, 선량계 설정 온/오프, 수동출입 온/오프 등의 사용자 인터페이스(GUI)를 구현한 모니터부(240)와, 모니터 화면에 미리 나타낸 문자나 그림 정보를 손으로 접촉하면, 접촉한 화면의 위치에 따라 사용자가 선택한 사항이 입력되는 터치패널(250)과, 시스템의 동작에 필요한 입력 및 조작을 위한 키패드(260)와, 리더기 내부에 5V 및 12V 전원을 공급하는 전원 공급 장치부(270)와, 사용자에게 알리고자 하는 경보의 내용, 즉 선량률초과, 누적선량초과, 작업시간초과 등에 따라 다른 경보음을 발생하도록 하는 경보부(280)와, 개인선량계의 동작상태를 쉽게 인지할 수 있도록 LED로 표시하는 표시부(290)를 포함하며 이루어짐으로서 달성된다.The
또한, 본 발명에 따른 개인선량계와 리더기간의 양방향 RF 통신을 이용한 피폭 및 출입 관리방법은,In addition, the exposure and access management method using the two-way RF communication between the personal dosimeter and the reader period according to the present invention,
1초간 카운트 단계(S100)와, 1 second count step (S100),
선량률, 누적선량 계산 단계(S110)와, Dose rate, cumulative dose calculation step (S110),
경보치 비교 단계(S120)와, Alarm value comparison step (S120),
사용자의 작업시간 계산 단계(S130)와, And calculating the working time of the user (S130),
작업시간 경보치 비교 단계(S140)와, Working time alarm value comparison step (S140),
작업시간 계산 단계(S150)와, Work time calculation step (S150),
LCD 표시 단계(S160)와, LCD display step (S160),
LED 표시 단계(S170)와, LED display step (S170),
DATA 저장 단계(S190)로 이루어지되,DATA storage step (S190) is made,
상기 단계(S170)와 단계(S190)사이에 RF 모듈을 통한 개인선량계 리더기와의 양방향 무선 통신 단계(S180 )가 포함되어 이루어져 개인선량계를 1cm ~ 2m 거리에서 리더기에 접촉시 개인번호(TLD-ID)가 입력되어 출입문이 제어(열림 또는 닫힘)됨과 동시에 개인선량계의 PIN 다이오드에서 측정한 방사선량의 측정 데이터를 50KHz~500KHz에서 개인선량계 리더기(200)로 송신되고, Between the step S170 and step S190 includes a two-way wireless communication step (S180) with the personal dosimeter reader through the RF module consists of a personal number (TLD-ID) when contacting the reader at a distance of 1cm ~ 2m ) Is input and the door is controlled (open or closed) and at the same time the measurement data of the radiation dose measured by the PIN diode of the personal dosimeter is transmitted to the
관리자 컴퓨터를 통해 개인선량계 리더기에 접촉된 개인선량계 쪽으로 방사선 측정항목데이터, 방사선 측정데이터, 선량률의 초기화데이터, 단위시간당 선량률 데이터, 프로그램 업데이트용 데이터, 제반 환경설정 데이터 등을 50KHz~500KHz에서 수신되도록 구성됨으로서 달성된다. It is configured to receive radiation measurement item data, radiation measurement data, dose rate initialization data, dose rate data per unit time, program update data, and various environment setting data from 50KHz to 500KHz to the personal dosimeter contacted to the personal dosimeter reader through the manager computer. Is achieved.
그리고, 본 발명에 따른 개인선량계와 리더기간의 양방향 RF 통신을 이용한 피폭 및 출입 관리방법은,In addition, the exposure and access management method using the two-way RF communication between the personal dosimeter and the reader period according to the present invention,
피폭 및 출입관리시스템에 전원이 인가되면 메인 프로그램이 동작하게 되면서 시작되는 단계(S201)와,When the power is applied to the exposure and access control system step (S201) and start the main program is operated,
현재 피폭 및 출입 관리시스템의 상태가 개인선량계 리더기의 LCD/LED 상에 표시되는 단계(S202)와, (S202) the current exposure and the status of the access control system is displayed on the LCD / LED of the personal dosimeter reader,
개인선량계를 1cm ~ 2m 거리에서 개인선량계 리더기에 접촉시켰는지 여부를 확인하는 단계(S203)와,Checking whether the personal dosimeter is in contact with the personal dosimeter reader at a distance of 1 cm to 2 m (S203);
선량계가 접촉되었을 경우에, 출입문으로 입장하는 상태인지 퇴장하는 상태인지를 확인하는 단계(S204)와,When the dosimeter is in contact, checking whether the door is in the entrance or exit state (S204);
입장인 경우 LCD에는 확인번호입력 요구 내용을 표시하고 LED는 OK를 온(ON)하는 단계(S205)와,In the case of entry, the LCD displays a confirmation number input request content and the LED turns on OK (S205),
키패드 입력 단계(S206)와,Keypad input step (S206),
관리자 컴퓨터와 출입 관리시스템 사이에 RS232/RS485/ETHERNET 통신을 수행하는 단계(S208a)와,Performing RS232 / RS485 / ETHERNET communication between the manager computer and the access management system (S208a);
개인선량계와 출입관리시스템 중 개인선량계 리더기 사이에 RF 통신을 수행하는 단계(S209a)와,Performing RF communication between the personal dosimeter and the personal dosimeter reader in the access control system (S209a);
키 입력이 끝나면 통신 상태임을 LCD/LED 상에 표시하는 단계(S207a)와, When the key input is completed, displaying the communication state on the LCD / LED (S207a),
상기 단계(S204)에서 퇴장인 경우 키 입력이 끝나면 통신 상태임을 LCD/LED 상에 표시하는 단계(S207b)와, In step S204, when the key input is completed, displaying the communication state on the LCD / LED (S207b);
관리자 컴퓨터와 출입 관리시스템 사이에 RS232/RS485/ETHERNET 통신을 수행하는 단계(S208b)와, Performing RS232 / RS485 / ETHERNET communication between the manager computer and the access management system (S208b);
선량계와 출입 관리시스템 사이에 RF통신을 수행하는 단계(S209b)와,Performing RF communication between the dosimeter and the access management system (S209b);
관리자 컴퓨터와 주고받은 데이터가 이상이 없는지를 확인하는 단계(S210)와,Step (S210) and confirming that the data transmitted and received with the manager computer is not abnormal;
확인이 되면 LCD는 RF통신이 완료됐음을 나타내고 LED는 OK만 온(ON)시키는 단계(S211)와,If it is confirmed, the LCD indicates that the RF communication is completed, and the LED is ON only (ON) (S211) and
출입문을 열어주는 단계(S212)와,Opening the door (S212),
출입문을 통해 지나간 출입자 수를 확인하는 단계(S213)으로 이루어짐으로서 달성된다.It is achieved by the step (S213) of checking the number of people passed through the door.
본 발명에 따른 개인선량계(100)는 시스템제어부의 일측에 연결되어 PIN 다이오드에서 측정한 방사선량의 측정 데이터를 50KHz~500KHz에서 개인선량계 리더기(200)로 전달하는 무선 RF 모듈(140)이 포함되어 구성되고,The
개인선량계 리더기(200)는 RF 통신 방식을 사용하여 상기 개인선량계(100)와의 무선 통신을 수행하기 위한 RF 모듈(230)이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참고로 하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
먼저, 본 발명에 따른 피폭 및 출입 관리시스템과 함께 사용되는 선량계에 대하여 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 개인선량계(100)는 반도체 검출부(110), 신호처리부(120), 시스템제어부(130), RF 모듈(140), 디스플레 이부(150), 경보음 발생부(160), 스위칭부(170), 전원부(180)로 구성된다.First, a dosimeter used in conjunction with an exposure and access management system according to the present invention will be described. As shown in FIG. 2, the
상기 반도체 검출부(110)는 실리콘반도체 센서인 PIN 다이오드를 통해 방사선량을 정밀하게 검출해서 전기적 신호로 발생시키는 역할을 한다.The
여기서, PIN 다이오드는 비저항을 크게 하기 위해서 진성반도체(intrinsic semiconductor)에 가까운 고저항의 기판을 사용한 것으로, 그 구조는 도 4에서 도시한 바와 같이, P(Positive) - I(Intrinsic) - N(Negative) 구조를 갖는 바, 역 바이어스 인가시 n-층에 생기는 광도전효과를 이용하여 i층을 통과하는 방사선을 감지하는 역할을 한다. 이러한 특징을 이용하여 본 발명에서는 도 3에서 도시한 바와 같이 PIN 다이오드의 출력신호는 컨넥터(J1)의 2번핀을 통해 시스템제어부의 일측에 인가되어 구성된다.In this case, the PIN diode uses a high-resistance substrate close to an intrinsic semiconductor in order to increase the specific resistance. The structure of the PIN diode is P (Pitive)-I (Intrinsic)-N (Negative) as shown in FIG. ) Structure, which senses radiation passing through the i-layer by using the photoconductive effect generated in the n-layer when reverse bias is applied. In the present invention using this feature as shown in Figure 3, the output signal of the PIN diode is applied to one side of the system control unit through the
그리고, 상기 신호처리부(120)는 반도체 검출부(110)의 전기적 신호를 증폭하여 펄스 신호를 발생시키는 곳으로, 도 5에서 도시한 바와 같이 반도체 검출부의 전기적신호는 고이득 증폭기(121), 완충 증폭기(122), 1차 송단 증폭기(123)를 통해 클리핑 회로(124)를 거친 다음, 바로 2 차 증폭기(125)를 통해 신호처리부로부터 출력된다. The
이러한 신호처리부(120)는 기존의 2차 증폭기 후단에 설치된 고이득 증폭기를 제거함으로써 고이득 증폭기로 인한 증폭률 증가로부터 발생하는 오버슈트의 크기를 감소시켜 펄스의 주기를 감소함으로써, 10 Sv/h 정도의 높은 선량률 범위까지 측정이 가능하다. The
상기 시스템 제어부(130)은 내부 메모리에 저장된 시스템 제어 프로그램에 따라 각 구성부를 전반적으로 제어하는 것으로, 도 3에서 도시한 바와 같이, 일측으로 반도체검출부(110), RF 모듈(140), 디스플레이부(150), 경보음구동부(160), 스위칭부(170), 전원부(180)가 연결되어 구성된다. The
이러한 구성으로 이루어진 시스템 제어부(130)는 방사선 검출부(110)에서 감지된 선량률을 입력받아 선량률을 산출하고, 내장되어 있는 메모리의 누적선량률에 합산하여 결과값을 산출하고 데이터베이스화 한다.The
그리고, 시스템 제어부에는 작업자의 개인번호(TLD-ID)가 내장되어 있으며, 상기 시스템 제어부에 데이터베이스화된 누적선량률과 감지중인 선량률을 디스플레이부(150)로 전송한다.In addition, the operator's personal number (TLD-ID) is embedded in the system control unit, and the cumulative dose rate and the detected dose rate which are databased in the system control unit are transmitted to the
그리고, 시스템 제어부에서는 RF 모듈을 통해 개인선량계를 1cm ~ 2m 거리에서 리더기에 접촉시 개인번호(TLD-ID)가 입력되어 출입문이 제어(열림 또는 닫힘)됨과 동시에 개인선량계의 PIN 다이오드에서 측정한 방사선량의 측정 데이터를 50KHz~500KHz에서 개인선량계 리더기(200)로 송신되고, In addition, the system control unit enters a personal number (TLD-ID) when the personal dosimeter is contacted to the reader at a distance of 1 cm to 2 m through the RF module, and the door is controlled (open or closed) and the radiation measured by the PIN diode of the personal dosimeter. The amount of measurement data is transmitted to the
관리자 컴퓨터를 통해 개인선량계 리더기에 접촉된 개인선량계 쪽으로 방사선 측정항목데이터, 방사선 측정데이터, 선량률의 초기화데이터, 단위시간당 선량률 데이터, 프로그램 업데이트용 데이터, 제반 환경설정 데이터 등을 50KHz~500KHz에서 수신되도록 제어한다. Control of receiving radiation measurement item data, radiation measurement data, dose rate initialization data, dose rate data per unit time, program update data, and various environment setting data from the 50KHz to 500KHz toward the personal dosimeter in contact with the personal dosimeter reader through the manager computer. do.
상기 RF 모듈(140)은 RF 통신 방식을 사용하여 상기 리더기와의 양방향 무선 통신을 수행하기 위한 것으로, 이는 도 3에서 도시한 바와 같이 RF 출력부(141)와, RF 입력부(142)로 구성된다.The
RF 출력부(141)는 제어부(130)의 출력단자(P6.0/A0)을 통해 50KHz~500KHz의 주파수가 포함된 데이터가 출력되면 컨넥터(J8) 및 컨넥터(J7)을 통하여 리더기의 안테나로 전달시키는 역할을 한다.The
그리고, RF 입력부(142)는 공진회로인 캐패시터(MC5)와 가변 콘덴서(TRIMMER1)을 통해 개인선량계의 안테나를 고(High) 임피던스 상태로 유지하고, 리더기 안테나의 RF 캐리어에 맞게 공진시킨 후, 리더기에서 출력된 RF 신호가 개인선량계의 안테나를 통하여 입력되면 첫번째 게이트 회로(U9A, U9B)를 통하여 전압 레벨의 상승과 증폭을 하고, 그 첫번째 게이트 회로에서 증폭된 회로(U9C, U9D)에서 정형화시켜서 제어부(130)의 입력단자(P6.0/A1)으로 입력시키는 역할을 한다.In addition, the
상기 디스플레이부(150)와 경보음 구동부(160)는 시스템 제어부로부터 출력되는 데이터를 LCD 화면에 표시하고, 방사선 검출시 위험을 알리기 위해 부저(Buzzer)를 통해 경보음을 발생시키는 것으로, 도 6 및 도 7에서 도시한 바와 같이 방사선 측정 장치의 중앙부에 경보음인 부저를 설치하고, 그 부저의 상단부의 일측에 LCD 화면을 설치하여 사용자에게 경보음이나, 방사선량, Battery 잔량등을 표시하도록 한다. The
이처럼 본 발명에 따른 개인선량계에서 PIN 다이오드를 통한 방사선 검출시 정확도를 살펴보면 조사선량률이 ±20% 1,000R/h, 피폭선량이 ±15% 1,000rem, 선형성이 ±5%, 반응시간이 1.5~3sec로 우수한 특징을 가진다.As described above, when the radiation dose is detected through the PIN diode in the personal dosimeter according to the present invention, the irradiation dose rate is ± 20% 1,000R / h, the exposure dose is ± 15% 1,000rem, the linearity is ± 5%, and the reaction time is 1.5 to 3sec. It has excellent features.
다음으로, 본 발명에 따른 개인선량계(100)를 1cm ~ 2m 거리에서 리더기(200)에 접촉시, 출입문의 통제와 함께 개인선량계의 수집된 정보가 무선으로 송수신되어 장치 관리 컴퓨터로 전달되고, 리더기에 저장된 정보가 개인선량계로 송수신되어 양방향으로 무선통신 되도록 하는 개인선량계 리더기(200)에 관해 설명한다.Next, when the
본 발명에 따른 개인선량계 리더기(200)는 도 8에서 도시한 바와 같이, 제어부(210), 통신부(220), RF 모듈(230), 모니터부(240), 터치패널(250), 키패드(260), 전원 공급 장치부(270), 경보부(280), 표시부(290)로 구성된다.As shown in FIG. 8, the
상기 제어부(210)는 시스템 전체를 제어하기 위한 것으로, 도 9에서 도시한 바와 같이 고성능/저전력 RISC의 마이크로 프로세서(ATMEGA128)로 이루어져, 입출력단자(PA0)가 장치 관리 컴퓨터와 연결되는 RS232 및 RS485로 이루어진 통신부와 연결되고, 입출력단자(PD0) 및 입출력단자(PD1)이 개인선량계와 무선 통신을 하는 RF 모듈과 연결되며, 입출력단자(PB0)가 대용량 TFT-LCD로 이루어진 모니터부와 연결되고, 입출력단자(PC0)가 터치패널과 연결되며, 입출력단자(PF0)가 시스템의 동작에 필요한 입력 및 조작을 위한 키패드와 연결되고, 입출력단자(PG0)가 개인선량계의 존재를 확인하기 위한 표시부와 연결되어 구성된다.The
이러한 구성으로 이루어진 제어부는 통신부(220)의 RS232/RS485/ ETHERNET를 통해 장치 관리 컴퓨터와의 통신되도록 제어하고, The control unit having such a configuration controls to communicate with the device management computer through the RS232 / RS485 / ETHERNET of the
RF 모듈을 통해 개인선량계의 PIN 다이오드에서 측정한 방사선량의 측정 데이터를 50KHz~500KHz에서 개인선량계 리더기(200)로 송신되도록 하고, Through the RF module to transmit the measurement data of the radiation dose measured by the PIN diode of the personal dosimeter at 50KHz ~ 500KHz to the
관리자 컴퓨터를 통해 개인선량계 리더기에 접촉된 개인선량계 쪽으로 방사선 측정항목데이터, 방사선 측정데이터, 선량률의 초기화데이터, 단위시간당 선량률 데이터, 프로그램 업데이트용 데이터, 제반 환경설정 데이터 등을 50KHz~500KHz에서 수신되도록 제어한다. Control of receiving radiation measurement item data, radiation measurement data, dose rate initialization data, dose rate data per unit time, program update data, and various environment setting data from the 50KHz to 500KHz toward the personal dosimeter in contact with the personal dosimeter reader through the manager computer. do.
본 발명에서는 50KHz~500KHz에서 RF 송수신이 이루어지도록 구성되는데, 그 이유에 관해 설명한다.In the present invention, the RF transmission and reception is configured at 50KHz to 500KHz, and the reason thereof will be described.
저주파 통신일 때가 고주파 통신에 비하여 전력소모가 적으나 통신 데이터가 많을 경우 저주파 통신은 시간이 많이 걸리는 단점이 있다.Low frequency communication consumes less power than high frequency communication, but low frequency communication takes a lot of time when there is a lot of communication data.
또한 고주파 통신(MHz이상)일 경우 전력소모가 증가하는 대신 통신 속도가 빠르기 때문에 많은 양의 데이터를 전송하는데 적합하다. In case of high frequency communication (MHz or more), it is suitable for transmitting a large amount of data because the communication speed is fast instead of increasing power consumption.
하지만 이 경우 하드웨어(Hardware)의 성능이 빠른 데이터를 처리하기 위해 보다 고성능이 되어야 하므로 빠른 클럭을 사용하는 CPU등의 사용이 요구시 된다. However, in this case, hardware performance needs to be higher in order to process fast data, so it is required to use a CPU that uses a fast clock.
즉, 통신에서 전류소비가 증가하는 것 이외에 부가적인 회로에서도 전류소비 가 증가하게 되는 것이다. That is, in addition to the increase in current consumption in communication, the current consumption increases in additional circuits.
이에 따라 적절한 통신 속도가 요구시 되는데 한 패킷의 데이터를 주고 받는데 걸리는 시간을 0.1초 정도로 생각하고, 본 발명에서는 정통부에서 허가하는 주파수 영역을 고려하여 125KHz정도가 바람직할 것이다. Accordingly, the time required for sending and receiving data in one packet is considered to be about 0.1 second when an appropriate communication speed is required, and in the present invention, about 125 KHz may be preferable in consideration of the frequency range permitted by the MIC.
따라서, 본 발명에서는 이러한 저주파 통신을 이용하여 개인선량계를 1cm ~ 2m 상의 근접거리에서 리더기에 접촉시 개인선량계의 수집된 정보가 무선으로 리더기에 송· 수신되고, 반대로 리더기에 있는 정보가 개인선량계로 송·수신되도록 양방향 통신이 되도록 구성할 수가 있는 것이다.Therefore, in the present invention, when the personal dosimeter is contacted to the reader at a close distance of 1cm to 2m using such low frequency communication, the collected information of the personal dosimeter is wirelessly transmitted and received to the reader, and the information on the reader is transmitted to the personal dosimeter. Two-way communication can be configured to transmit and receive.
그리고, 제어부는 모니터부를 통해 출입문 제어상태, 선량계 설정 온/오프, 수동출입 온/오프 등의 사용자 인터페이스(GUI)가 구현되도록 제어하고,The control unit controls to implement a user interface (GUI) such as a door control state, a dosimeter setting on / off, manual entry / exit on / off through a monitor unit,
터치패널(250)을 통해 모니터 화면에 미리 나타낸 문자나 그림 정보를 손으로 접촉하면, 접촉한 화면의 위치에 따라 사용자가 선택한 사항이 입력되도록 제어하며,When the character or picture information previously displayed on the monitor screen is touched through the
전원 공급 장치부(270)를 통해 리더기 내부에 5V 및 12V 전원을 공급하도록 제어한다.The
그리고, 제어부는 경보부(280)를 통해 사용자에게 알리고자 하는 경보의 내용, 즉 선량률초과, 누적선량초과, 작업시간초과 등에 따라 다른 경보음이 발생되도록 제어하고, 시스템 동작상태 표시부(290)를 통해 사용자가 선량계의 동작상태를 쉽게 인지할 수 있도록 제어한다.In addition, the controller controls the
상기 통신부(220)는 RS232/RS485/ETHERNET를 통해 장치 관리 컴퓨터와의 통신을 한다.The
상기 RF 모듈(230)은 RF 통신 방식을 사용하여 상기 개인선량계와의 무선 통신을 수행하기 위한 것으로, 이는 도 9에서 도시한 바와 같이 RF 출력부(231)와, RF 입력부(232)로 구성된다.The
RF 출력부(231)는 제어부(210)의 출력단자(PD1)을 통해 50KHz~500KHz의 주파수가 포함된 데이터가 출력되면 컨넥터(J8) 및 컨넥터(J7)을 통하여 개인선량계의 안테나로 전달시키는 역할을 한다.The
그리고, RF 입력부(232)는 공진회로인 캐패시터(MC5)와 가변 콘덴서(TRIMMER1)을 통해 리더기의 안테나를 고(High) 임피던스 상태로 유지하고, 개인선량계 안테나의 RF 캐리어에 맞게 공진시킨 후, 개인선량계에서 출력된 RF 신호가 리더기의 안테나를 통하여 입력되면 첫번째 게이트 회로(U9A, U9B)를 통하여 전압 레벨의 상승과 증폭을 하고, 그 첫번째 게이트 회로에서 증폭된 회로(U9C, U9D)에서 정형화시켜서 제어부(210)의 입력단자(PD0)로 입력시키는 역할을 한다.In addition, the
이러한 RF 출력부(231)와 RF 입력부(232)를 통해 개인선량계를 1cm ~ 2m 거리에서 리더기에 접촉시, 출입문의 통제와 함께 개인선량계의 수집된 정보가 무선으로 송수신되어 장치 관리 컴퓨터로 전달시킬 수가 있다. When the personal dosimeter is contacted to the reader at a distance of 1cm to 2m through the
상기 모니터부(240)는 도 10에 도시된 바와 같이, 대용량 TFT-LCD로 이루어져 출입문 제어상태, 선량계 설정 온/오프, 수동출입 온/오프 등의 사용자 인터페이스(GUI)를 구현한 것으로, 이는 표 1과 같은 제품사양을 갖는다.As illustrated in FIG. 10, the
그리고, 모니터부의 후면에는 LCD 컨트롤 보드가 구비되어 한글 및 영어 표현이 자유롭고, 사용자 인터페이스(GUI-Graphic User Interface)를 구현할 수가 있다.In addition, an LCD control board is provided at the rear of the monitor to freely express Korean and English, and to implement a GUI-Graphic User Interface.
상기 터치패널(250)은 모니터 화면에 미리 나타낸 문자나 그림 정보를 손으로 접촉하면, 접촉한 화면의 위치에 따라 사용자가 선택한 사항이 입력되는 것으로, 이는 도 11에서 도시한 바와 같이, 후면에 부착되는 터치스크린 컨트롤 보드(251)와 연결된다. When the
상기 키패드(260)는 시스템의 동작에 필요한 입력 및 조작을 위한 것으로, 이는 도 1에서 도시한 바와 같이 모니터부(240)의 하단부에 숫자, 도형, 영문자로 이루어진다.The
상기 전원 공급 장치부(270)는 리더기 내부에 5V 및 12V 전원을 공급하는 것으로, 이는 도 12에서 도시한 바와 같이, AC 220V, 60Hz 전원과 연결되어 일측의 4핀 컨넥터가 리더기 내부의 회로상에 있는 12V 전원공급단과 연결되고, 그 2핀 컨넥터가 리더기 내부의 회로상에 있는 5V 전원공급단과 연결된다.The
상기 경보부(280)는 사용자에게 알리고자 하는 경보의 내용, 즉 선량률초과, 누적선량초과, 작업시간초과 등에 따라 다른 경보음을 발생하도록 하는 것으로, 이는 도 1에서 도시한 바와 같이 리더기 전면부의 키패드(260) 일측단에 구성된다. The
상기 시스템 동작상태 표시부(290)는 사용자가 선량계의 동작상태를 쉽게 인지할 수 있도록 복수개의 LED로 표시된다.The system operation
도 14는 본 발명에 따른 개인 선량계의 동작과정을 도시한 흐름도로서, 1초간 카운트 단계(S100), 선량률, 누적선량 계산 단계(S110), 경보치 비교 단계(S120), 사용자의 작업시간 계산 단계(S130), 작업시간 경보치 비교 단계(S140), 작업시간 계산 단계(S150), LCD 표시 단계(S160), LED 표시 단계(S170), 및 DATA 저장 단계(S190), RF 모듈을 통한 개인선량계 리더기와의 양방향 무선 통신 단계(S180 )로 구성되며, 단계(S190) 후 다시 처음으로 돌아간다.14 is a flowchart illustrating an operation process of a personal dosimeter according to the present invention, in which a counting step (S100), a dose rate, a cumulative dose calculation step (S110), an alarm value comparison step (S120), and a work time calculation step of a user are performed for one second. (S130), work time alarm value comparison step (S140), work time calculation step (S150), LCD display step (S160), LED display step (S170), and DATA storage step (S190), personal dosimeter through the RF module It consists of a two-way wireless communication step (S180) with the reader, and returns to the beginning again after step (S190).
경보치 비교 단계(S120) 및 작업시간 경보치 비교 단계(S140)에서는 선량률, 누적선량, 작업시간이 설정치 이상일 경우에 경보음을 발생시키며, 이때 경보 내용을 따라 경보음을 달리함으로써, 사용자가 경보음만으로 경보의 내용을 알 수 있게 된다.In the alarm value comparison step (S120) and the working time alarm value comparison step (S140), the alarm sound is generated when the dose rate, the cumulative dose, and the working time are equal to or greater than a set value. The sound will tell you the contents of the alarm.
본 발명에서는 기존의 개인선량계 동작과정에서 RF 모듈을 통한 개인선량계 리더기와의 양방향 무선 통신단계(S180)가 포함되어 이루어짐으로서, In the present invention, the bidirectional wireless communication step (S180) with the personal dosimeter reader through the RF module in the existing personal dosimeter operation process is included,
개인선량계를 1cm ~ 2m 거리에서 리더기에 접촉시 개인번호(TLD-ID)가 입력되어 출입문이 제어(열림 또는 닫힘)됨과 동시에 개인선량계의 PIN 다이오드에서 측정한 방사선량의 측정 데이터를 50KHz~500KHz에서 개인선량계 리더기(200)로 송신되고, When the personal dosimeter is contacted to the reader at a distance of 1cm to 2m, the door number is controlled (open or closed) by inputting the personal number (TLD-ID), and the measurement data of the radiation dose measured by the PIN diode of the personal dosimeter is measured at 50KHz ~ 500KHz. Is sent to the
관리자 컴퓨터를 통해 개인선량계 리더기에 접촉된 개인선량계 쪽으로 방사선 측정항목데이터, 방사선 측정데이터, 선량률의 초기화데이터, 단위시간당 선량률 데이터, 프로그램 업데이트용 데이터, 제반 환경설정 데이터 등을 50KHz~500KHz에서 수신된다. Radiation measurement item data, radiation measurement data, dose rate initialization data, dose rate data per unit time, program update data, and various environment setting data are received from the personal dose meter contacting the personal dosimeter reader through the manager computer at 50 KHz to 500 KHz.
다음으로, 본 발명에 따른 개인선량계와 개인선량계 리더기를 통해 출입문의 열림과 닫힘에 대하여 설명한다.Next, the opening and closing of the door through the personal dosimeter and personal dosimeter reader according to the present invention will be described.
도 13은 본 발명에 따른 RF 모듈을 이용한 개인선량계 리더기의 출입상태를 도시한 일실시예도에 관한 것이고, 도 15는 본 발명에 따른 개인선량계와 리더기간의 양방향 RF 통신을 이용한 피폭 및 출입 관리의 동작과정을 도시한 흐름도에 관한 것이다.FIG. 13 is a diagram illustrating an access state of a personal dosimeter reader using an RF module according to the present invention, and FIG. 15 is a diagram illustrating exposure and access management using two-way RF communication between a personal dosimeter and a reader period according to the present invention. It relates to a flowchart showing the operation process.
다음에 설명되는 출입관리시스템은 개인선량계, 개인선량계리더기, 출입문, 관리자컴퓨터로 구성된 시스템을 말한다.The access management system described below refers to a system consisting of a personal dosimeter, a personal dosimetry reader, a door, and a manager computer.
먼저, 피폭 및 출입관리시스템에 전원이 인가되면 메인 프로그램이 동작하게 되면서 시작된다(S201).First, when power is applied to the exposure and access control system, the main program starts to operate (S201).
이때, 현재 피폭 및 출입 관리시스템의 상태가 LCD/LED 상에 표시(S202)되고, 개인 선량계가 접촉되지 않았을 경우 LCD에는 초기 문구 '출입관리시스템'이라 표시되고 LED는 8개의 LED 중에서 READY에서 켜져 있게 된다(S203).At this time, the status of the current exposure and access control system is displayed on the LCD / LED (S202), when the personal dosimeter is not in contact with the LCD, the initial phrase 'access control system' is displayed on the LCD and the LED is turned on in the READY of the eight LEDs It becomes (S203).
단계(S203)에서 선량계가 접촉되지 않았을 경우 출입자 카운트 단계(S213)로 이동하며, 선량계가 접촉되었을 경우에, 단계(S204)에서 입장하는 상태인지 퇴장하는 상태인지를 확인하고, 입장인 경우 LCD에는 확인번호입력 요구 내용을 표시하고 LED는 WAIT를 ON한다(S205). If the dosimeter has not been touched in step S203, the visitor counts to step S213. If the dosimeter is contacted, checks whether the dosimeter enters or exits in step S204. Display the confirmation number input request content and the LED turns on the WAIT (S205).
단계(S206)에서 키패드의 입력을 기다리며, 키 입력이 끝나면 통신 상태임을 LCD/LED 상에 표시한다(S207a). Waiting for the input of the keypad in step S206, and displays the communication state on the LCD / LED when key input is completed (S207a).
이어서, 관리자 컴퓨터와 출입 관리시스템 사이에 RS232/RS485/ETHERNET 통신을 수행한 후(S208a), 개인선량계와 출입관리시스템 중 개인선량계 리더기사이에 RF 통신을 수행한다(S209a).Subsequently, after performing RS232 / RS485 / ETHERNET communication between the manager computer and the access management system (S208a), RF communication is performed between the personal dosimeter and the reader of the personal dosimeter among the access management system (S209a).
여기서, RF 통신은 개인선량계와 개인선량계 리더기가 일방향이 아닌 양방향 무선 통신으로 이루어짐으로서, Here, the RF communication is because the personal dosimeter and personal dosimeter reader is made of two-way wireless communication rather than one direction,
개인선량계를 1cm ~ 2m 거리에서 리더기에 접촉시 개인번호(TLD-ID)가 입력되어 출입문이 제어(열림 또는 닫힘)됨과 동시에 개인선량계의 PIN 다이오드에서 측정한 방사선량의 측정 데이터를 50KHz~500KHz에서 개인선량계 리더기(200)로 송신되고, When the personal dosimeter is contacted to the reader at a distance of 1cm to 2m, the door number is controlled (open or closed) by inputting the personal number (TLD-ID), and the measurement data of the radiation dose measured by the PIN diode of the personal dosimeter is measured at 50KHz ~ 500KHz. Is sent to the
관리자 컴퓨터를 통해 개인선량계 리더기에 접촉된 개인선량계 쪽으로 방사선 측정항목데이터, 방사선 측정데이터, 선량률의 초기화데이터, 단위시간당 선량률 데이터, 프로그램 업데이트용 데이터, 제반 환경설정 데이터 등을 50KHz~500KHz에서 수신된다. Radiation measurement item data, radiation measurement data, dose rate initialization data, dose rate data per unit time, program update data, and various environment setting data are received at the personal dosimeter in contact with the personal dosimeter reader through the manager computer at 50 KHz to 500 KHz.
상기 단계(S204)에서 퇴장인 경우 키 입력이 끝나면 통신 상태임을 LCD/LED 상에 표시한다(S207b). In the case of exiting in step S204, when the key input is completed, the communication state is displayed on the LCD / LED (S207b).
이어서, 관리자 컴퓨터와 출입 관리시스템 사이에 RS232/RS485/ETHERNET 통신을 수행한 후(S208b), 선량계와 출입 관리시스템 사이에 RF통신을 수행한다(S209b).Subsequently, RS232 / RS485 / ETHERNET communication is performed between the manager computer and the access management system (S208b), and then RF communication is performed between the dosimeter and the access management system (S209b).
단계(S210)에서 관리자 컴퓨터와 주고받은 데이터가 이상이 없는지를 확인하고, 확인이 되면 단계(S211)에서 LCD는 RF통신이 완료됐음을 나타내고 LED는 OK만 ON된다. Check in step S210 whether the data exchanged with the manager computer is not abnormal, and if confirmed, in step S211 the LCD indicates that the RF communication is completed, the LED is ON only OK.
단계(S212)에서, 출입문을 열어주고, 단계(S213)에서 출입문을 통해 지나간 출입자 수를 확인한다.In step S212, the door is opened, and in step S213, the number of persons who have passed through the door is checked.
본 발명을 이용함으로써, 50KHz~500KHz의 RF통신으로 이루어져 개인선량계를 1cm ~ 2m 거리에서 리더기에 접촉시 개인선량계의 수집된 정보가 무선으로 리더기에 송수신되고, 그 리더기에 저장된 정보가 다시 개인선량계로 송수신되어 양방향으로 무선통신이 되고, 장시간 사용해도 화질이 선명한 TFT-LCD로 이루어진 RF통신을 이용한 피폭 및 출입관리시스템을 제공할 수가 있다. By using the present invention, when the personal dosimeter is contacted to the reader at a distance of 1cm to 2m by RF communication of 50KHz ~ 500KHz, the collected information of the personal dosimeter is wirelessly transmitted and received to the reader, and the information stored in the reader is returned to the personal dosimeter. It is possible to provide an exposure and access control system using RF communication made of TFT-LCD, which transmits / receives wirelessly in both directions and has a clear image quality even after long use.
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KR1020060048619A KR100648531B1 (en) | 2006-05-30 | 2006-05-30 | The method and apparatus of coming in and out with radio frequency communication |
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