基于三层架构的肺部内污染检测软件设计与实现

摘要

核技术发展一个多世纪以来，各种核事故频繁发生，容易引发核与辐射突发事故，给公众造成辐射危害。当事故突发时，应迅速开展现场医学救援，同时防止辐射（污染）对救援人员和公众的不良影响，并对辐射伤员进行有效的早期医学救治和处理，为此，各国研究人员陆续开始研究放射性内污染活体测量技术，而我国在这方面还处于起步阶段，各科研院校陆续研制出各种肺部内污染检测仪器，硬件必须与软件结合，才能产生出预期的效果。
　　数据库技术的发展，在某种程度上推动了软件架构的发展。传统的两层架构逐渐被三层架构替代。由于当前国内的核信号采集分析软件普遍采用了C/S结构中的两层架构。架构简单明了，表现层直接操作数据层，使数据的保密性不强。同时而C/S工具市场的迅速增长，给两层结构系统带来了实现上的复杂性和潜在的远期冲突。软件要想移植，会造成投资的浪费。因为不同工具之间的代码是互不兼容的。而三层架构中标准化的组件可以被多个应用重复使用，降低了二次开发的劳动强度，减轻了维护工作的负担。
　　因此本文以人体肺部γ放射性内污染检测为基础，开展γ能谱测量、γ能谱分析研究工作。采用三层架构对人体肺部内污染检测系统的上位机软件进行了设计。使肺部内污染检测系统能够在当核事件突发时，对人体肺部γ放射性内污染监测和筛查，为人员的分类诊治提供科学依据。采用三层架构能够使人体肺部内污染检测系统的上位机软件有效地保护数据，通过中间的逻辑层可以做更多的操作，同时可以预留各类接口以便应用程序的扩展，提高了软件复用程度。本文完成的主要工作如下:
　　(1)人体肺部内污染检测系统软件架构设计
　　针对本课题要开发的软件，做了详细的需求分析。在此基础上，用三层架构对人体肺部内污染检测系统软件做了架构设计。
　　(2)人体肺部内污染检测系统软件实现
　　主要开展γ能谱分析工作，并在VS2010编程环境下通过C＃语言完成了软件开发，实现了数据采集、能谱显示、谱线光滑、寻峰、峰面积计算、核素识别、效率刻度、能量刻度、以及人体待积有效剂量计算等功能。同时在VS2010环境下成功开发了SQL数据库，对人体肺部内污染检测软件中各种信息进行存储与调用。检测结束后，可以查询被检测人员的信息并打印出来。
　　(3)软件测试
　　软件编写完成后，首先做了单元测试和集成测试。配合硬件电路进行了测试，并在此基础上开展实验研究，对40K、241Am、60Co、137Cs等放射源进行测试，验证整个软件系统的可靠性和准确性，结果表明软件系统能快速的检查到γ放射性活度，各项技术指标均达到预定设计。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题背景及意义

1．2 三层架构技术

1．3 国内外研究情况

1．4 论文主要内容和创新点

1．5 论文章节安排

第2章 软件需求分析

2．1 需求概述

2．2 任务概述

2．2．1 产品功能

2．2．2 运行环境

2．3 功能需求

2．3．1 功能划分

2．3．2 功能描述

2．4 非功能需求

2．4．1 性能要求

2．4．2 数据管理能力要求

2．4．3 安全保密性要求

2．4．4 关键质量需求

2．5 技术需求

2．5．1 易用性

2．5．2 可靠性

2．5．3 可移植性

2．5．4 可扩展性

2．5．5 可维护性

2．6 运行需求

2．6．1 用户界面

2．6．2 硬件接口

2．6．3 软件接口

2．6．4 故障处理

第3章 软件架构设计

3．1 肺部内污染检测软件总体设计

3．2 软件架构表示方式

3．2．1 建模语言

3．2．2 建模工具

3．3 软件关键功能架构设计与约束

3．3．1 关键功能设计

3．3．2 约束分析

3．3．3 开发策略

3．4 用例视图

3．4．1 实现步骤

3．4．2 用例描述

3．5 肺部内污染检测软件逻辑视图

3．5．1 系统层次模型

3．5．2 主要的设计包和子系统

3．6 肺部内污染检测软件进程视图

3．7 肺部内污染检测软件实施视图

3．8 肺部内污染检测软件部署视图

第4章 软件实现与测试

4．1 整体方案实现

4．1．1 整体方案概述

4．1．2 整体方案实现

4．2 功能模块实现

4．2．1 功能模块实现

4．2．2 三层架构实现

4．2．3 通信协议实现

4．2．4 数据库实现

4．3 软件测试

4．3．1 单元测试

4．3．2 集成测试

4．4 实验测试

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果

附录