基于无线网络的核辐射监测系统设计

摘要

核能的开发与和谐利用是目前公众十分关注的，近年来已发生多起核能事故，因此通过外围核辐射监测系统，可以掌握核能外围运行的情况，确保公共的安全;另外核设施的运行和退役也会产生大量的放射性固体物质，需要对核设施库存厂房进行监测，确保工作人员的安全。通过分析系统记录的数据，为辐射防护等相关部门制定相关的保护政策措施提供了很有利的依据。
　　本课题所研究的基于无线网络的核辐射监测系统能对环境中放射性辐射等其他环境参数进行不间断在线监测。系统扩展性强，并支持多点监测。设计的通信协议保证现场采集的数据具有可靠性和完整性。客户端系统支持不同数据显示方式观测数据。
　　本文主要介绍了基于无线网络的核辐射监测系统的研究和设计方法。具体大致可分为如下三个部分:
　　1、现场采集点系统设计
　　通过对采集系统的功能分析，选择合适的传感器器件，如测量核辐射强度的闪烁计数器、测量温度的温度传感器等，使用单片机将传感器采集的数据处理后通过串口发送到无线网络模块，各个采集模块独立。设计现场采集点服务器，用于将各个无线网络模块发送过来的采集数据进行汇聚、暂存并通过因特网将数据发送出去。
　　2、远程数据服务器设计
　　设计远程数据服务器用于接收现场采集点发送的采集数据、客户端连接，为现场采集点和客户端架起一条连接，为客户端提供检测服务，响应客户端的控制命令，并对数据进行存储。为系统设计数据传输协议，包括心跳包协议、监控数据协议、控制数据协议，使通信能正常稳定进行。
　　3、客户端设计
　　在客户端设计方面，设计客户端的功能，用户可根据自己的需求选择不同的展示方式，向现场采集点发送控制命令。设计两个模式的客户端，一是在windows平台下运行的客户端，二是在Android平台下运行的客户端。在设计上保持了两者风格上的一致性。
　　现场监测点、远程数据服务器、客户端通过网络连接、自定义协议形成基于无线网络的核辐射监测系统。该系统具有组网快速，能够在较短的时间内形成较大范围的核辐射监测系统。可以广泛应用于核电厂核辐射监测、核设施核辐射监测以及核安全领域核辐射监测。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 监测系统的发展现状

1．2．2 核监测系统国内研究动态

1．3 课题提出的意义

1．4 课题来源

1．5 论文主要研究内容

第2章 基于无线网络的核辐射监测系统理论基础

2．1 现场采集点测量原理

2．1．1 核辐射测基础

2．1．2 传感器与检测技术基础

2．2 TCP／IP协议简介

2．3 无线网络理论基础

2．4 套接字基础

2．5 网络服务器基础

第3章 现场采集点系统设计

3．1 现场测量模块系统架构

3．2 探测器模块设计及选型

3．2．1 单片机模块设计

3．2．2 核辐射测量模块设计

3．2．3 其他传感器选型

3．3 无线传输模块设计

3．3．1 无线传输模块简介及特点

3．3．2 无线网络模块电路设计

3．3．3 无线网络模块组网设计

3．3．4 无线网络模块参数配置

3．4 现场监测点软件设计

3．4．1 现场监测点软件概述

3．4．2 C#服务器套接字

3．4．3 现场采集点服务软件实现

第4章 远程数据服务器设计

4．1 远程数据服务器概述

4．1．1 远程数据服务器功能简介

4．1．2 Epoll模型概述

4．2 数据传输协议设计

4．2．1 数据协议简介

4．2．2 心跳包协议

4．2．3 监测数据传输协议

4．2．4 控制协议

4．3 远程数据服务器程序实现

第5章 客户端设计

5．1 Windows平台客户端设计

5．1．1 Windows平台客户端技术简介

5．1．2 Windows平台客户端界面设计

5．1．3 Windows平台客户端后台设计

5．2 Android平台客户端设计

5．2．1 Android平台客户端技术简介

5．2．2 Android平台客户端界面设计

5．2．3 Android平台客户端后台设计

第6章 相关测试

6．1 核辐射探测器数据测试

6．2 无线网络模块透传测试

6．3 网络服务器测试

6．4 整体监测数据测试

结论

致谢

参考文献