基于CAN总线技术的辐射监测系统的研制

摘要

近几年来，随着核技术的进步和核电的大力发展，放射性物质对环境的污染已越来越受到人们的关注。为了有效的防止放射性物质对环境的污染和核事故的发生以及减小核事故对社会稳定和公共生命财产安全的危害，研制完善的环境辐射监测仪显得尤为重要。CAN 总线属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络，基于CAN 总线的分布式控制系统在监测领域具有广泛的应用前景。
　　 本文设计了基于CAN 总线技术的辐射监测仪，该系统以C805F020 作为节点处理器，G-M 计数管作为辐射探测器，采用Time-To-Count技术作为测量方法。
　　 整个系统由辐射检测节点、CAN传输总线、控制器和PC 机系统等组成。各个检测节点完成辐射剂量的测量后，通过CAN 总线传输至控制器，控制器接收到各个检测节点测量的数据后，通过USB(Universal Serial Bus)总线上传至PC 机做进一步处理。PC 机则实现对控制器上传数据的统计、存储、打印等处理。
　　 该系统以AVR 微处理器为核心，充分的利用了CAN 总线的优势性能，实现了对待测点的γ强度进行了远程、实时的监测。将CAN 总线网络技术引入到环境辐射监测系统中来，能有效的提高数据传输的可靠性和稳定性。该系统使用了一种基于G-M 管的新型测量方法即Time-To-Count测量方法来进行测量，从而极大的提高了G-M 计数管的测量范围和测量精度。
　　 该系统的现场辐射强度测量是以美国Cgynal公司的C8051F020 单片机为主要控制单元，通过CAN 总线控制器SJA1000 将数据发送到CAN 总线上；
　　 ATmega162 单片机是CAN-USB 模块的控制单元，外接FT245BM USB 通信芯片和SJA1000 CAN 控制器，该模块能将数据在USB 与CAN之间转换。整个系统终端设备为PC 机，监测中心系统软是在VC++6.0 编程环境中完成，软件界面能实时地显示出每个节点的辐射强度并具有实时报警功能。
　　 系统设计完成后，在现场进行了长期的测量。测试结果表明，该系统能正常的完成各个节点的辐射监测，并实时将数据上传给监控软件。传输稳定可靠，系统运行无误，同时充分的证明了Time-To-Count测量方法的可行性。