專利名稱：一種核與輻射裝置無線監控管理系統的制作方法
技術領域：
一種核與輻射裝置無線監控管理系統技術領域[0001]本實用新型涉及一種放射源裝置監控管理系統，尤其是一種可無線通信的放射源監控管理系統。
背景技術：
[0002]隨著核應用技術的發展，越來越多的領域涉及放射源的使用。放射源及射線裝置一旦發生非法移動、盜竊和泄漏需及時發現、報警并立即采取應急措施。為此，加快建設技術先進、實用性強、覆蓋面廣、實時性好、靈活性好的核與放射裝置的監控信息系統(網絡) 對于切實有效開展輻射環境監測具有十分重要的意義。[0003]參照國際原子能機構的有關規定，按照放射源對人體健康和環境的潛在危害程度，從高到低將放射源分為1、11、111、1乂、乂類，￥類放射源的下限活度值為該種核素的豁免活度。[0004](一)I類放射源為極高危險源。沒有防護情況下，接觸這類源幾分鐘到1小時就可致人死亡；[0005](二)II類放射源為高危險源。沒有防護情況下，接觸這類源幾小時至幾天可致人死亡；[0006](三)III類放射源為危險源。沒有防護情況下，接觸這類源幾小時就可對人造成永久性損傷，接觸幾天至幾周也可致人死亡；[0007](四)IV類放射源為低危險源。基本不會對人造成永久性損傷，但對長時間、近距離接觸這些放射源的人可能造成可恢復的臨時性損傷；[0008](五)V類放射源為極低危險源。不會對人造成永久性損傷。[0009]由于核與輻射監測點越來越多，分布范圍越來越廣，且大多數處于環境惡劣地區， 傳統的采用有線總線方式采集數據，再通過電話線或短信息傳輸監測信息的監控系統由于效率低、安全性不好，已經越來越難以滿足現場實時監測的需要。[0010]傳統的以輻射傳感器、有線傳輸+數據采集器+GPRS無線傳輸構成遠程監測網絡的方案解決了遠程實時監控的難題，但在實際應用中，存在諸多約束，如有線傳輸布線安裝困難、施工影響正常生產，費工、費材料，且故障率高，擴展性差。發明內容[0011]本實用新型的所要解決的技術問題是放射源監控網絡有線傳輸安裝布線困難，或難于擴展的情況下，環保局難以對放射源移動進行有效的遠程監控與管理，及在監測裝置安裝時常常會影響放射源使用單位正常工作的問題。[0012]本實用新型為實現上述實用新型目的采用如下技術方案[0013]一種可無線通信的放射源監控管理系統，包括Zigbee無線輻射傳感器節點、 Zigbee中繼節點、Zigbee無線輻射傳感網絡主節點及放射源無線監控信息平臺；其中，所述Zigbee無線輻射傳感器節點依次連接Zigbee中繼節點、Zigbee無線輻射傳感網絡主節點及放射源無線監控信息平臺。[0014]進一步的，前述的可無線通信的放射源監控管理系統中，Zigbee無線輻射傳感器節點包括放射源傳感器、Zigbee數據采集終端；[0015]其中，所述放射源傳感器包括GM管或CsL閃爍晶體類敏感元件；集X、γ射線輻射劑量檢測、處理和劑量強度變化監測單元及門限辨識、模擬/數字轉換單元于一體。[0016]所述Zigbee數據采集終端包括第一處理器模塊、第一 Zigbee通信模塊、第一天線，其中第一處理器模塊接收放射源傳感器的信號并進行處理，通過第一 Zigbee通信模塊發送至Zigbee無線輻射傳感網絡主節點。[0017]進一步的，前述的可無線通信的放射源監控管理系統中，Zigbee中繼節點包括 第二處理器模塊、第二 Zigbee通信模塊和第二天線；其中，第二 Zigbee通信模塊分別與第二處理器模塊、第二天線相連接。主要用于Zigbee數據采集終端和Zigbee無線輻射傳感網絡主節點距離較遠時無線數據的路由，另外也用于Zigbee網絡的拓撲，使無線節點冗余， 保證某節點出現故障時Zigbee網絡能正常工作。[0018]進一步的，前述的可無線通信的放射源監控管理系統中，Zigbee無線輻射傳感網絡主節點包括第三處理器模塊、第三Zigbee通信模塊和GPRS/GSM模塊、存儲模塊；其中， 第三處理器模塊分別與第三Zigbee通信模塊和GPRS/GSM模塊、存儲模塊相連Zigbee無線輻射傳感網絡主節點采集Zigbee數據采集終端所采集的放射源信息并存儲，放射源無線監控信息平臺通過GPRS/GSM網絡實現與各被監測單位的無線輻射傳感網絡主節點通信。[0019]進一步的，前述的可無線通信的放射源監控管理系統中，放射源無線監控信息平臺用于實現放射源實時監控、放射源信息管理、報表統計、系統管理類功能。[0020]移動放射源實時監控包括基于GIS實時地圖的位置監控、劑量監控、(放射源庫房)視頻監控、紅外監控、GPS定位監控；移動放射源信息管理包括擁有移動放射源企業的基本信息、移動放射源基本信息、移動放射源保管和使用信息；報表統計包括移動放射源增、 減和數量統計、擁有移動放射源企業統計、移動放射源報警統計；系統管理包括企業基本信息管理、用戶權限管理、放射(輻射源)源擁有和移動許可申請與審批管理。[0021]本實用新型采用上述技術方案具有如下有益效果[0022]本實用新型的有益效果是可實現在放射源監控網絡有線傳輸安裝布線困難，或難于擴展時，通過集中管理降低環保局的人工成本和勞動強度，并能加強對放射源的管理和監控。當放射源出現非法移動或盜竊時能做到及時高效的處理，可大大提高環保執法部門對放射源及射線裝置的監管水平，提高輻射應急快速反應能力，避免各種事故和災難的發生。[0023]
[0024]圖1為系統拓撲結構示意圖。[0025]圖2為放射源監控系統架構示意圖。[0026]圖3為ZigBee單位中心節點的原理框圖。[0027]具體實施方案[0028]
以下結合附圖對技術方案的實施作進一步的詳細描述[0029]本實用新型的實施例如圖1所示，一種核與輻射裝置無線監控管理系統，包括 Zigbee無線輻射傳感器節點、Zigbee中繼節點、帶Zigbee和GRPS/GSM模塊的單位主節點及環保局監控中心放射源無線監控信息(網)平臺四部分。[0030]Zigbee無線輻射傳感器節點包括放射源傳感器、Zigbee數據采集終端。[0031]Zigbee中繼節點包括處理器模塊、Zigbee通信模塊和天線。[0032]Zigbee無線輻射傳感網絡主節點包括處理器模塊、Zigbee通信模塊和GPRS/GSM 模塊、存儲模塊。[0033]環保局監控中心放射源無線監控信息(網)平臺主要包括放射源實時監控、放射源信息管理、報表統計、系統管理等功能。[0034]如圖3所示，Zigbee通信模塊采用CCM30單片機，GSM通信模塊采用MC55，或者也可以采用其他型號的Zigbee或GSM通信模塊。[0035]其中，Zigbee無線幅射傳感器節點，包括劑量檢測、處理和劑量強度變化監測單元及門限辨識、模/數轉換單元，并具有位置信號發送，Zigbee無線傳輸等功能，以此為基礎構架分布式傳感網絡安裝和組網十分方便、靈活，能及時發現放射源非法移動、丟失、被盜、 失控等輻射安全事故。[0036]Zigbee無線輻射傳感網絡主節點通過GPRS模塊構成遠程通訊終端，環保局監控中心通過GPRS網絡實現與各被監測單位的無線輻射傳感網絡主節點對所有放射源及輻射裝置進行遠程監控。監控平臺完成區域內全部放射源及輻射裝置數據采集、匯總、分析和處理，一旦發現異常情況立即向信息監管平臺和指定手機實施報警，實現對區域內全部核與輻射裝置全面、系統、自動、實時的監控與管理。[0037]對于同一個法人單位，為節約成本，最后集中至一個帶有GPRS模塊的主節點實現遠程信息傳輸，當主節點與某個放射源無線傳感器節點較遠時，采用簡易Zigbee節點作為中繼，擴大分布式傳感網絡的覆蓋范圍。[0038]結合圖2，環保局監控中心核與輻射無線監控信息(網)平臺是該區域核與輻射無線監控信息網的核心。該平臺涉及無線通訊技術、計算機技術、人工智能技術、數據庫技術、 互聯網等多種技術，把核與輻射監測點信息接入系統，結合報警處理應急指揮中心等系統， 實現集視頻、語音、智能數據終端、GIS空間數據庫于一體的綜合監測信息系統。該系統可對各種被監控信息進行查詢、分析和預測，生成各種報表和圖表，對整個監控狀況進行分析和評價，實現對各監測點進行全天候、全方位監控的系統。通過系統能夠準確、及時、連續地反映監控對象的變化狀況，并對各種事故及時采取應急預案，提高監察與管理效能，全面提升環境管理水平。[0039]本系統可對固定放射源進行實時監控，包括如下監控內容[0040]1、定位監控。通過監控放射源射線，判斷放射源的位置是否發生移動，可直接用開關量報警。[0041]2、劑量監控。對放射源的劑量進行實時數據采集，當劑量低于某一下限時，存在放射源丟失風險，進行報警，劑量高于某一上限時，存在放射源泄露風險，進行報警，可跟蹤某個放射源劑量變化曲線。[0042]3、視頻監控。對放射源所處的現場狀況進行視頻監控，能分析放射源發生報警的原因(正常或被盜)。[0043]4、紅外監控。用于輻照站等場合，一旦有人接近放射源或進入受控區域，則進行紅外報警，可依據實際情況設置為啟用監視與不啟用監視。[0044]5、企業現場聲光報警。考慮到放射源監管責任重大，除常規的軟件報警與手機報警外，在受控企業保衛處或門衛室等場所安裝聲光報警，起到最及時的報警作用。[0045]針對不同的固定放射源，組合使用如下監控策略[0046]1)對于固定放射源的I類、II類，采取以定位監控為主，紅外監控為輔的監控策略。[0047]2)對于III、IV、V類固定放射源，則采取定位監控為主，劑量監控為輔的監控策略。[0048]3)無論對于哪種固定放射源，均可依據實際需求，增加視頻監控。
權利要求1.一種核與輻射裝置無線監控管理系統，其特征在于包括Zigbee無線輻射傳感器節點、Zigbee中繼節點、Zigbee無線輻射傳感網絡主節點及放射源無線監控信息平臺；其中， 所述Zigbee無線輻射傳感器節點依次連接Zigbee中繼節點、Zigbee無線輻射傳感網絡主節點及放射源無線監控信息平臺。
2.根據權利要求1所述的核與輻射裝置無線監控管理系統，其特征在于，所述Zigbee 無線輻射傳感器節點包括放射源傳感器、Zigbee數據采集終端；其中，所述放射源傳感器包括GM管或CsL閃爍晶體類敏感元件；所述Zigbee數據采集終端包括第一處理器模塊、第一 Zigbee通信模塊、第一天線，其中第一處理器模塊接收放射源傳感器的信號并進行處理，通過第一 Zigbee通信模塊發送至Zigbee無線輻射傳感網絡主節點。
3.根據權利要求1所述的核與輻射裝置無線監控管理系統，其特征在于所述的 Zigbee中繼節點包括第二處理器模塊、第二 Zigbee通信模塊和第二天線；其中，第二 Zigbee通信模塊分別與第二處理器模塊、第二天線相連接。
4.根據權利要求1所述的核與輻射裝置無線監控管理系統，其特征在于所述Zigbee 無線輻射傳感網絡主節點包括第三處理器模塊、第三Zigbee通信模塊和GPRS/GSM模塊、 存儲模塊；其中，第三處理器模塊分別與第三Zigbee通信模塊和GPRS/GSM模塊、存儲模塊相連。
專利摘要本實用新型提供一種核與輻射裝置無線監控管理系統，包括Zigbee無線輻射傳感器節點、Zigbee中繼節點、Zigbee無線輻射傳感網絡主節點及放射源無線監控信息平臺；其中，所述Zigbee無線輻射傳感器節點依次連接Zigbee中繼節點、Zigbee無線輻射傳感網絡主節點及放射源無線監控信息平臺。本實用新型實現了當放射源出現非法移動或盜竊時能做到及時高效的處理，可大大提高環保執法部門對放射源及射線裝置的監管水平，提高輻射應急快速反應能力，避免各種事故和災難的發生。
文檔編號G05B19/418GK202275303SQ20112006540
公開日2012年6月13日 申請日期2011年3月14日 優先權日2011年3月14日
發明者周杏鵬, 徐凱, 李靖, 王曉俊 申請人:東南大學