【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于农业自动化生产及食品安全检测，涉及一种基于android手机app开发与arduino相结合的核辐射自动检测系统。
技术介绍
1、依照是否能使物质的原子或分子电离形成带电粒子(离子和电子)这一标准，辐射可以分为电离/非电离辐射两类。核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。核辐射可以使物质引起电离或激发，故称为电离辐射。电离辐射则包括α粒子、β粒子、质子、中子以及x射线、γ射线等，在足够强度下会对人体造成伤害。其中粒子α、β、γ是电离辐射中经常产生的三种粒子。
2、核辐射浓度较高的工作环境中工作人员的数量不断增加，核辐射对人类的潜在威胁不断加深，对核辐射检测系统的需求也在逐渐上升。但目前，核辐射检测仪存在携带不便、用户读数不便等问题。因此急需一种可准确测量、携带方便、实时观测、使用便捷的核辐射检测系统。本文设计了基于android手机app开发的核辐射自动检测系统，不仅可用于检测食物中残留的放射性物质的核辐射浓度，帮助用户挑选健康的食物，还可用于避免用户进入高核辐射浓度的环境。
技术实现思路
1、本专利技术旨在克服上述不足，开发一种新型的核辐射检测系统，具有准确性高、实时观测能力强、易于携带、方便非专业人员使用、预警提醒等优点。该系统可用于监测海产品中的核辐射浓度，帮助用户选择安全健康的食物。同时，在核辐射检测系统的帮助下，以更真实更直接的方式了解周围环境核辐射浓度的实时情况，实现实时观测，预警提醒
2、本专利技术采用的技术方案为一种基于android手机app开发与arduino相结合的核辐射自动检测系统，包括下位机和上位机，其中：
3、所述下位机包括控制器模块、数据采集模块、蓝牙通讯模块。三大模块按照arduino ide程序编写中定义引脚进行连线。
4、所述连线使用杜邦线进行连接。
5、所述上位机包括移动端app，用于直观显示核辐射浓度数值，显示核辐射浓度图像，存储核辐射浓度数据。
6、所述控制器模块使用arduino uno开发板，用于启动数据采集模块、接收数据指令、数据处理、数据输出。
7、所述arduino uno开发板包含硬件(各类型号arduino开发板)和软件(arduinoide)两部分。硬件部分用作控制电路，软件部分为编写程序。波特率为9600。
8、所述数据采集模块使用mr-10-j型盖革计数器作为核辐射检测传感器，波特率为9600，用于周围环境与海产品核辐射浓度检测，使用modbus-rtu通信协议。
9、所述modbus-rtu通信协议由从机地址、功能码、数据和校验4部分组成。
10、所述控制器模块启动数据采集模块是使用控制器模块arduino ide编写modbus-rtu通信协议程序，下载到控制器模块，并通过控制器模块将十六进制modbus通信协议请求指令逐个发送给数据采集模块，启动数据采集模块开始测量。
11、所述十六进制modbus通信协议请求指令是指在波特率为9600下的获取剂量率命令：01030001000295cb。其中01代表从机地址，也就是传感器的地址，03代表查询功能，查询传感器的数据，95代表循环冗余校验，是modbus-rtu的校验公式。
12、所述控制器模块接收数据指令是指控制器模块接收数据采集模块所返回的响应帧指令。
13、所述返回响应帧指令是指数据采集完成获取剂量率后的模块响应：010304ff000000ca 27，其中04表示数据长度为4字节，后面4个字节为测量数据，该示例中ff 000000为测量数据。最后两个字节为crc校验码。
14、所述控制器模块数据处理是指将返回的响应帧指令按照特定规则解析破译为十进制核辐射浓度数据。解析方式为:
15、(ff+(00×0x100)+(00×0x10000)+(00×0x1000000))/1000＝0.255μsv/h
16、所述控制器模块数据输出是用于将控制器模块解析破译后的十进制核辐射浓度数据发送给蓝牙通信模块。
17、所述发送是控制器模块与蓝牙通信模块通过杜邦线进行硬件连接，再使用arduino ide程序，使得控制器模块处理过后的数据传递给蓝牙通信模块。
18、所述蓝牙通讯模块使用hc-06蓝牙模块，波特率为9600，用于接收控制器模块发送的十进制核辐射浓度数据，并发送到下位机移动端app。
19、所述移动端app使用app inventor在线编程开发，用于接收蓝牙通信模块传送的核辐射浓度数据，并直观显示核辐射浓度数值，显示核辐射浓度图像，存储核辐射浓度数据。
20、所述存储核辐射浓度数据用于读取、查找某一时刻的核辐射浓度。
21、所述移动端app使用方法，下载安装app—进入app—进行蓝牙连接—蓝牙连接成功后，显示数据与图像，并存储数据。
22、本专利技术与现有技术比较的优势在于：
23、(1)本专利技术提出的基于android手机app开发的核辐射自动检测系统，能够实时采集并处理数据，携带便捷，app反应数据直观精确、不断更新，提高了核辐射防护能力，保护了人类食品安全以及避免用户误入核辐射环境。
24、(2)本专利技术使用了modbus-rtu通信协议，基于arduino uno对modbus-rtu通信协议进行程序编写。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.基于Android手机APP开发的核辐射自动检测系统，其特征在于，包括下位机和上位机，其中：
2.根据权利要求1所述的基于Android手机APP开发的核辐射自动检测系统，其特征在于，所述数据采集模块使用MR-10-J型盖革计数器作为核辐射检测传感器，波特率为9600，用于周围环境与海产品核辐射浓度检测，使用MODBUS-RTU通信协议。
3.根据权利要求2所述的基于Android手机APP开发的核辐射自动检测系统，其特征在于，所述MODBUS-RTU通信协议由从机地址、功能码、数据和校验组成。
4.根据权利要求1所述的基于Android手机APP开发的核辐射自动检测系统，其特征在于，所述控制器模块启动数据采集模块是使用控制器模块Arduino IDE编写MODBUS-RTU通信协议程序，下载到控制器模块，并通过控制器模块将十六进制MODBUS通信协议请求指令逐个发送给数据采集模块，启动数据采集模块开始测量。
5.根据权利要求4所述的基于Android手机APP开发的核辐射自动检测系统，其特征在于，所述十六进制MODBUS通信协
6.根据权利要求1所述的基于Android手机APP开发的核辐射自动检测系统，其特征在于，所述控制器模块接收数据指令是指控制器模块接收数据采集模块所返回的响应帧指令。
7.根据权利要求6所述的基于Android手机APP开发的核辐射自动检测系统，其特征在于，所述返回响应帧指令是指数据采集完成获取剂量率后的模块响应：010304FF 000000CA27，其中04表示数据长度为4字节，后面4个字节为测量数据，该示例中FF 000000为测量数据；最后两个字节为CRC校验码。
8.根据权利要求1所述的基于Android手机APP开发的核辐射自动检测系统，其特征在于，所述控制器模块数据处理是指将返回的响应帧指令按照特定规则解析破译为十进制核辐射浓度数据；解析方式为:
9.根据权利要求1所述的基于Android手机APP开发的核辐射自动检测系统，其特征在于，所述发送是控制器模块与蓝牙通信模块通过杜邦线进行硬件连接，再使用Arduino IDE程序，使得控制器模块处理过后的数据传递给蓝牙通信模块；
10.根据权利要求1所述的基于Android手机APP开发的核辐射自动检测系统，其特征在于，所述移动端APP使用APP inventor在线编程开发，用于接收蓝牙通信模块传送的核辐射浓度数据，并直观显示核辐射浓度数值，显示核辐射浓度图像，存储核辐射浓度数据；
...【技术特征摘要】
1.基于android手机app开发的核辐射自动检测系统，其特征在于，包括下位机和上位机，其中：
2.根据权利要求1所述的基于android手机app开发的核辐射自动检测系统，其特征在于，所述数据采集模块使用mr-10-j型盖革计数器作为核辐射检测传感器，波特率为9600，用于周围环境与海产品核辐射浓度检测，使用modbus-rtu通信协议。
3.根据权利要求2所述的基于android手机app开发的核辐射自动检测系统，其特征在于，所述modbus-rtu通信协议由从机地址、功能码、数据和校验组成。
4.根据权利要求1所述的基于android手机app开发的核辐射自动检测系统，其特征在于，所述控制器模块启动数据采集模块是使用控制器模块arduino ide编写modbus-rtu通信协议程序，下载到控制器模块，并通过控制器模块将十六进制modbus通信协议请求指令逐个发送给数据采集模块，启动数据采集模块开始测量。
5.根据权利要求4所述的基于android手机app开发的核辐射自动检测系统，其特征在于，所述十六进制modbus通信协议请求指令是指在波特率为9600下的获取剂量率命令：01030001000295cb；其中01代表从机地址，也就是传感器的地址，03代表查询功能，查询传感器的数据，95代表循环冗余校验，是modbus-rtu的校验公式。
【专利技术属性】
技术研发人员：张子华，张煜荣，高国华，刘力源，屈岱萱，韩琳芳，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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