放射性材料及物品的防盜系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型開發(fā)了一種對放射性材料及物品的防盜系統(tǒng)?，F(xiàn)有的防盜系統(tǒng)其各監(jiān)測單元并聯(lián)連接，因受線路和接口的限制而不易擴展，同時采用無線技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，這使得數(shù)據(jù)信息有被竊取風(fēng)險且不穩(wěn)定易受干擾。本系統(tǒng)包括：監(jiān)測單元用于實時測量放射性材料或物品的輻射信息；與所述監(jiān)測單元相連的主控制器，用于監(jiān)測電流、給各監(jiān)測單元供電、智能處理監(jiān)測數(shù)據(jù)；與所述主控制器相連的報警器，用于聲光報警且受控于所述主控制器；與所述主控制器相連的服務(wù)器，用于運行管理軟件。本系統(tǒng)的各監(jiān)測單元以串聯(lián)形式相連便于擴展，采用有線以太網(wǎng)通訊避免被竊取信息的風(fēng)險且穩(wěn)定可靠。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于放射性材料及物品的安全防盜【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種對放射性 材料及物品的防盜系統(tǒng)。 放射性材料及物品的防盜系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 放射性材料及物品的應(yīng)用為發(fā)展國民經(jīng)濟、提高國家實力、保障人民健康做出了 重大貢獻(xiàn)。在醫(yī)學(xué)方面用于診斷、治療和消毒滅菌等，在農(nóng)業(yè)方面用于輻照育種來改良品 質(zhì)、增加產(chǎn)量及保鮮等，在工業(yè)方面用于石油煤炭等資源勘探、礦石成份分析和工業(yè)探傷 等。但也帶來很多危害，據(jù)衛(wèi)生部統(tǒng)計，1988年至1998年，放射事故主要發(fā)生在小型密封 源應(yīng)用的單位，約占全部事故的80%。該領(lǐng)域中的事故主要是丟失放射性材料或物品， 導(dǎo)致很多公眾受照，受照集體劑量和經(jīng)濟損失也均在各行業(yè)之首，分別約占總數(shù)的67%和 58%。因此，防止被盜，是關(guān)系到人民健康、安全的大事。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中對放射性材料及物品的防盜系統(tǒng)，其各監(jiān)測單元以并聯(lián)的形式連接， 這將因受到線路和接口的限制而不易擴展，若是擴展即需要更多的線路和接口；同時其數(shù) 據(jù)通訊采用的是無線通訊技術(shù)，這會使得數(shù)據(jù)信息有被竊取風(fēng)險，而且通訊不穩(wěn)定易受干 擾。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題有：監(jiān)測單元因受到線路和接口的限制而不易擴 展；無線數(shù)據(jù)通訊易受干擾和數(shù)據(jù)信息易被竊取。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0006] -種放射性材料及物品的防盜系統(tǒng)，包括監(jiān)測單元、屏蔽準(zhǔn)直器、與所述監(jiān)測單元 相連的主控制器、與所述主控制器相連的警報器、與所述主控制器相連的服務(wù)器。
[0007] 所述監(jiān)測單元包括G-Μ管、高壓模塊、CAN模塊和STC15單片機，用于實時測取放 射性材料或物品的輻射信息，所述監(jiān)測單元采用CAN協(xié)議通訊將輻射信息傳至所述主控制 器。
[0008] 所述CAN協(xié)議通訊是通過STC15單片機操控CAN協(xié)議棧芯片MCP2515和TJA1050 來實現(xiàn)的。采用嵌入式系統(tǒng)控制專門的CAN協(xié)議棧芯片實現(xiàn)CAN總線數(shù)據(jù)的收發(fā)，對每一 個數(shù)據(jù)包采用CRC16校驗，可以從根本上避免數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e。CAN總線通信走線少，只需 2根總線，即可串聯(lián)起主控器和所有監(jiān)測單元，便于擴展，通信帶寬最高1Mbps時，對應(yīng)傳輸 距離可達(dá)40m，通信帶寬500kbps時通信距離可達(dá)1000m。
[0009] 所述主控制器包括電流監(jiān)測模塊、交直流轉(zhuǎn)換模塊、CAN模塊、以太網(wǎng)模塊和 STC15單片機，用于監(jiān)測電流、給各監(jiān)測單元供電、智能處理監(jiān)測數(shù)據(jù)若有異常則啟動警報 器，所述主控制器采用有線以太網(wǎng)通訊將數(shù)據(jù)傳至所述所述服務(wù)器。
[0010] 所述電流監(jiān)測模塊：正常工作時，負(fù)載電流是一個較為穩(wěn)定的值，如果某部件或供 電電纜發(fā)生短路、斷路或供電(通訊)電纜遭剪斷破壞，則電流值會發(fā)生較大變化。為此采用 高精度的電流傳感器MAX9634對總負(fù)載電流進(jìn)行實時采樣，STC15單片機通過DAC 口讀取 MAX9634采集的數(shù)據(jù)，獲取當(dāng)前的負(fù)載電流值，根據(jù)獲取的正常電流值智能設(shè)定上下閾值， 一旦電流值不在閾值內(nèi)立即啟動警報器。
[0011] 所述交直流轉(zhuǎn)換模塊：用于將外接交流220V轉(zhuǎn)直流12V，給主控板及各監(jiān)測單元 供電。
[0012] 所述有線以太網(wǎng)通訊是通過STC15單片機操控以太網(wǎng)協(xié)議芯片W5300來實現(xiàn)的。
[0013] 所述W5300與主機的接口有直接地址模式和間接地址模式兩種，總線又分為16位 和8位兩種。該系統(tǒng)采用在8位數(shù)據(jù)總線模式，ADDR[9:0]都有效，'BIT16EN'接低電平(接 地)。數(shù)據(jù)線DATA [ 15:8]懸空。采用W5300內(nèi)部物理（PHY)層工作模式即使TEST_M0DE [3:0] 接低電平，為使內(nèi)部PHY與隔離變壓器之間很好地阻抗匹需要一個50Ω (±1%)的電阻和一 個0. lyF的電容。配置內(nèi)部PHY為并全功能自動握手運行模式。STC15單片機通過控制線 (CS\RD\WR\INT)、地址總線、數(shù)據(jù)總線直接對W5300內(nèi)部的各個寄存器或存儲器進(jìn)行訪問， 使Internet的連接變得非常簡單。
[0014] W5300的初始化分三個步驟：主機接口設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)信息設(shè)置和內(nèi)部TX/RX存儲器的 分配。
[0015] 第1步：設(shè)置主機接口
[0016] (1)設(shè)置數(shù)據(jù)總線寬度，主機接口模式和時序(參考MR寄存器，地址10' hOOO);
[0017] (2)設(shè)置主機中斷(參考MR，地址10' h004)。
[0018] 第2步：設(shè)置網(wǎng)絡(luò)信息
[0019] (1)設(shè)置數(shù)據(jù)通信的基本網(wǎng)絡(luò)信息(參考：本機硬件地址SHAR(10' h008)、網(wǎng)關(guān)IP 地址6八5(10'11010)、子網(wǎng)掩碼58皿（10'11014)和本機1?地址51?1?(10'11018));
[0020] (2)設(shè)置重復(fù)發(fā)送的時間間隔和重復(fù)發(fā)送的次數(shù)，用于數(shù)據(jù)包發(fā)送失敗時的重復(fù) 發(fā)送（參考RTR(10' h01C)和RCR(10' h01E))，本機硬件地址通過SHAR設(shè)置，這是一個以 太網(wǎng)設(shè)備的唯一的硬件地址（以太網(wǎng)的MAC地址)，應(yīng)用于以太網(wǎng)的MAC層。
[0021] 第3步：分配SOCKETn的內(nèi)部TX/RX存儲器空間
[0022] (1)定義內(nèi)部TX/RX存儲器大?。▍⒖糓YTPER);
[0023] (2 )定義SOCKETn的TX/RX存儲器大?。▍⒖糡MR和RMSR)。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：
[0025] 各監(jiān)測單元和主控制器用一根四芯線串聯(lián)起來，其中兩線用于供電，另兩線用于 通訊，這樣可便于擴展且不需另外增加線路和接口；主控器與服務(wù)器用一根網(wǎng)線進(jìn)行通訊， 可保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠且不易被竊取。并且，系統(tǒng)可智能的根據(jù)放射性材料或物品的 強弱動態(tài)的定時設(shè)定上下閾值，放射性材料或物品的輻射值在閾值外時即刻發(fā)出聲光報 警；管理員還可通過服務(wù)器端的管理軟件下發(fā)指令自動測量G-Μ管坪曲線、給出推薦工作 電壓值并智能設(shè)定。將服務(wù)器接入單位局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，管理員只需在與服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)的PC 上，通過瀏覽器登錄服務(wù)器，即可完成狀態(tài)查詢、授權(quán)、數(shù)據(jù)報表等相關(guān)功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1是放射性材料及物品的防盜系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0027] 圖2是主控制器硬件結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0028] 以下結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作詳細(xì)說明。
[0029] 圖1是放射性材料及物品的防盜系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖，包括：
[0030] 監(jiān)測單元1、監(jiān)測單元2、監(jiān)測單元3……，用于實時測量放射性材料或物品的輻射 信息；
[0031] 報警器02用于聲光報警；
[0032] 主控制器01用于接收處理所述監(jiān)測單元1、2、3等的輻射信息并當(dāng)輻射信息異常 時啟動所述報警器02,同時可通過CAN總線下發(fā)指令及參數(shù)至各監(jiān)測單元和通過有線以太 網(wǎng)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳至服務(wù)器03 ;
[0033] 服務(wù)器03用于通過有線以太網(wǎng)接收所述主控制器01的數(shù)據(jù)還可下發(fā)指令及參 數(shù)。
[0034] 所述監(jiān)測單元1、2、3等用CAN線以串聯(lián)形式連接，通過CAN協(xié)議進(jìn)行通訊，不需額 外增加線路和接口即可擴展以監(jiān)控更多放射性材料或物品，還可通過CAN線接收所述主控 制器01下發(fā)的指令及參數(shù)，并執(zhí)行相應(yīng)操作。
[0035] 所述主控制器01亦用CAN線與所述監(jiān)測單元1相連，再用一根網(wǎng)線與所述服務(wù)器 03相連，并根據(jù)所述監(jiān)測單元1、2、3等測得的輻射信息來控制相連接的所述報警器02。
[0036] 圖2是主控制器硬件結(jié)構(gòu)示意圖，包括：
[0037] 交直流轉(zhuǎn)換模塊11用于將交流220V轉(zhuǎn)換成直流12V。
[0038] 電流監(jiān)控模塊12用于監(jiān)控整個系統(tǒng)負(fù)載電流。
[0039] CAN模塊13用于和所述監(jiān)測單元1、2、3等進(jìn)行CAN通訊。
[0040] STC15單片機14用于處理所述監(jiān)測單元1、2、3等測得的輻射信息和所述電流監(jiān)控 模塊12測得的數(shù)據(jù)并根據(jù)處理結(jié)果來控制所述報警器02。
[0041] W5300芯片15是一款0. 18Mm CMOS工藝的單芯片器件，內(nèi)部集成10/100M以太網(wǎng) 控制器，MAC和TCP/IP協(xié)議棧。
[0042] 所述交直流轉(zhuǎn)換模塊11產(chǎn)生的直流12V供給所述主控制器01和所述監(jiān)測單元1、 2、3 等。
[0043] 所述STC15單片機14操作所述W5300芯片15實現(xiàn)以太網(wǎng)通訊，將數(shù)據(jù)結(jié)果通過 有線以太網(wǎng)上傳至所述服務(wù)器03同時可接收所述服務(wù)器03下發(fā)的指令及參數(shù)，并執(zhí)行相 應(yīng)操作。
[〇〇44]由上所述是本實用新型的實施方式，系統(tǒng)可實時監(jiān)測放射性材料或物品的輻射信 息及負(fù)載電流，當(dāng)輻射信息異?；蚓€路被破壞時啟動所述報警器02。所述監(jiān)測單元1、2、3 等用一根CAN線串聯(lián)起來便于擴展，同時采用有線以太網(wǎng)穩(wěn)定可靠的傳輸數(shù)據(jù)且不易被竊 取。
【權(quán)利要求】
1. 一種放射性材料及物品的防盜系統(tǒng)，包括監(jiān)測單元、與所述監(jiān)測單元相連的主控制 器、與所述主控制器相連的警報器、與所述主控制器相連的服務(wù)器，其特征在于 ： 所述監(jiān)測單元與所述主控制器采用CAN協(xié)議通訊； 所述主控制器與所述服務(wù)器采用有線以太網(wǎng)通訊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防盜系統(tǒng)，其特征在于， 所述CAN協(xié)議通訊是通過STC15單片機操控CAN協(xié)議棧芯片MCP2515和TJA1050來實 現(xiàn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防盜系統(tǒng)，其特征在于， 所述有線以太網(wǎng)通訊是通過STC15單片機操控以太網(wǎng)協(xié)議芯片W5300來實現(xiàn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防盜系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測單元包括： 用于實時測量放射性材料或物品輻射信息的G-Μ管； 用于給G-Μ管提供高壓的高壓模塊； 用于所述監(jiān)測單元與所述主控制器通訊的CAN模塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防盜系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器包括： 用于監(jiān)測所述系統(tǒng)的負(fù)載電流的電流監(jiān)測模塊； 用于獲取工作電壓的交直流轉(zhuǎn)換模塊； 用于所述主控制器與所述監(jiān)測單元通訊的CAN模塊； 用于所述主控制器與所述服務(wù)器通訊的以太網(wǎng)模塊。
【文檔編號】G08B13/00GK203882397SQ201420318823
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】周榮, 楊朝文, 占楊煒 申請人:四川大學(xué)