一种环境辐射监测与定位系统技术方案

技术编号:15638024 阅读:126 留言:0更新日期:2017-06-15 12:08
本发明专利技术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,本发明专利技术结构简单,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。

【技术实现步骤摘要】
一种环境辐射监测与定位系统
本专利技术涉及环境监测
,具体的说是一种环境辐射监测与定位系统。
技术介绍
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,正是专利技术人所要解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术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。本专利技术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。本专利技术的有益效果是:1、本专利技术结构简单,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是本专利技术系统结构示意图。图2是本专利技术ZigBee节点结构示意图。图3是本专利技术DC/DC升压电路原理图。图4是本专利技术系统电源模块中5V升12V电路原理图。具体实施方式下面结合具体实施例,进一步阐述本专利技术,应理解,这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解,在阅读了本专利技术讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改,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是本专利技术系统结构示意图,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是本专利技术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是本专利技术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是本专利技术系统电源模块中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。本文档来自技高网...
一种环境辐射监测与定位系统

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员:李旭霞潘晓春
申请(专利权)人:山东科泰环境监测有限公司
类型:发明
国别省市:山东,37

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