本實(shí)用新型涉及的是一種基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核輻射在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，具體為一種應(yīng)用在核輻射環(huán)境在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的匯聚節(jié)點(diǎn)模塊。

背景技術(shù)：

隨著傳感器和無(wú)線通信技術(shù)在環(huán)境監(jiān)控應(yīng)用中的不斷發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)的應(yīng)用也在逐漸得到普及。然而針對(duì)近年來(lái)的核能技術(shù)不斷地大力開發(fā)和利用所帶來(lái)的核輻射環(huán)境污染問(wèn)題，還存在著環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)上的不足。一種基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核輻射監(jiān)控裝置能夠有效解決現(xiàn)有監(jiān)測(cè)設(shè)備部署不便、設(shè)備之間的通信距離、體積大、成本高、電源消耗較大、計(jì)算存儲(chǔ)能力和安全管理能力有限等缺陷。ZigBee是一種功耗小、成本低、組網(wǎng)靈活、可靠性高、安全性好、覆蓋度廣、拓展性強(qiáng)、基于IEEE 802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的短距離無(wú)線通信技術(shù)；對(duì)主要用于核輻射現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域中的γ輻射劑量、劑量率值和大氣環(huán)境參數(shù)等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控及預(yù)警提供安全性和可靠性強(qiáng)的技術(shù)支持。這種可靠的監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)下一代核輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置的發(fā)展將有重要的意義。本實(shí)用新型基于以上核輻射監(jiān)控裝置而設(shè)計(jì)的匯聚節(jié)點(diǎn)模塊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種應(yīng)用在核輻射環(huán)境在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的匯聚節(jié)點(diǎn)模塊，安裝該匯聚節(jié)點(diǎn)模塊的自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置能夠更加快速、便捷的在核輻射環(huán)境中進(jìn)行在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)，保證監(jiān)測(cè)環(huán)境周邊民眾的生命安全，實(shí)現(xiàn)核輻射監(jiān)控系統(tǒng)的人性化、智慧化和安全性的管理。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：一種應(yīng)用在核輻射環(huán)境在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的匯聚節(jié)點(diǎn)模塊，匯聚節(jié)點(diǎn)模塊為微型的嵌入式系統(tǒng)，由若干專用傳感器模塊和若干外圍電路模塊組成；專設(shè)傳感器包括γ射線傳感器、閃爍探測(cè)器傳感器、半導(dǎo)體探測(cè)器傳感器、氡氣體探測(cè)器傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器中的一種或幾種；外圍電路模塊包括信號(hào)調(diào)理電路、ADC轉(zhuǎn)換電路、電源模塊、微處理器模塊、液晶顯示器、SD卡存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)接口和無(wú)線收發(fā)模塊組成；所述專設(shè)傳感器連接信號(hào)調(diào)理電路，信號(hào)調(diào)理電路連接ADC轉(zhuǎn)換電路，ADC轉(zhuǎn)換電路連接微處理器模塊，微處理器模塊分別和液晶顯示器、SD卡存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)接口和無(wú)線收發(fā)模塊連接，所述信號(hào)調(diào)理電路、ADC轉(zhuǎn)換電路連接電源模塊。

本實(shí)用新型所述微處理器模塊采用MCU芯片或是DSP芯片。

一種應(yīng)用匯聚節(jié)點(diǎn)模塊基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核輻射在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，主要包括傳感器節(jié)點(diǎn)模塊、ZigBee通信鏈路、匯聚節(jié)點(diǎn)模塊、互聯(lián)網(wǎng)模塊、監(jiān)控模塊，監(jiān)控模 塊由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和終端客戶機(jī)組成；若干個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)模塊通過(guò)ZigBee通信鏈路連接匯聚節(jié)點(diǎn)模塊，匯聚節(jié)點(diǎn)模塊連接互聯(lián)網(wǎng)模塊，互聯(lián)網(wǎng)模塊連接監(jiān)控模塊上的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接終端客戶機(jī)；傳感器節(jié)點(diǎn)模塊通過(guò)飛行器撒播方式部署于核輻射監(jiān)控區(qū)域中，每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)模塊通過(guò)ZigBee通信鏈路連接匯聚節(jié)點(diǎn)模塊；所述互聯(lián)網(wǎng)模塊或?yàn)閷Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)或?yàn)樾l(wèi)星模塊。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：一種應(yīng)用在核輻射環(huán)境在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的匯聚節(jié)點(diǎn)模塊，安裝該匯聚節(jié)點(diǎn)模塊的自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置能夠更加快速、便捷的在核輻射環(huán)境中進(jìn)行在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)，保證監(jiān)測(cè)環(huán)境周邊民眾的生命安全，實(shí)現(xiàn)核輻射監(jiān)控系統(tǒng)的人性化、智慧化和安全性的管理。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的應(yīng)用本匯聚節(jié)點(diǎn)模塊的核輻射在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置示意圖。

在圖中，1、專設(shè)傳感器，2、信號(hào)調(diào)理電路，3、ADC轉(zhuǎn)換電路，4、電源模塊，5、微處理器模塊，6、液晶顯示器，7、SD卡存儲(chǔ)，8、數(shù)據(jù)接口，9、無(wú)線收發(fā)模塊，10、傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，11、ZigBee通信鏈路，12、匯聚節(jié)點(diǎn)模塊，13、互聯(lián)網(wǎng)模塊，14、監(jiān)控模塊，15、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，16、終端客戶機(jī)。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型是這樣來(lái)工作和實(shí)施的，一種應(yīng)用在核輻射環(huán)境在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的匯聚節(jié)點(diǎn)模塊，匯聚節(jié)點(diǎn)模塊為微型的嵌入式系統(tǒng)，由若干專用傳感器模塊1和若干外圍電路模塊組成；專設(shè)傳感器包括γ射線傳感器、閃爍探測(cè)器傳感器、半導(dǎo)體探測(cè)器傳感器、氡氣體探測(cè)器傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器中的一種或幾種；外圍電路模塊包括信號(hào)調(diào)理電路2、ADC轉(zhuǎn)換電路3、電源模塊4、微處理器模塊5、液晶顯示器6、SD卡存儲(chǔ)7、數(shù)據(jù)接口8和無(wú)線收發(fā)模塊9組成；所述專設(shè)傳感器1連接信號(hào)調(diào)理電路2，信號(hào)調(diào)理電路2連接ADC轉(zhuǎn)換電路3，ADC轉(zhuǎn)換電路3連接微處理器模塊5，微處理器模塊5分別和液晶顯示器6、SD卡存儲(chǔ)7、數(shù)據(jù)接口8和無(wú)線收發(fā)模塊9連接，所述信號(hào)調(diào)理電路2、ADC轉(zhuǎn)換電路3連接電源模塊4；所述微處理器模塊5采用MCU芯片或是DSP芯片。

一種應(yīng)用匯聚節(jié)點(diǎn)模塊基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核輻射在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，主要包括傳感器節(jié)點(diǎn)模塊10、ZigBee通信鏈路11、匯聚節(jié)點(diǎn)模塊12、互聯(lián)網(wǎng)模塊13、監(jiān)控模塊14，監(jiān)控模塊14由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器15和終端客戶機(jī)16組成；若干個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)模塊10通過(guò)ZigBee通信鏈路11連接匯聚節(jié)點(diǎn)模塊12，匯聚節(jié)點(diǎn)模塊12連接互聯(lián)網(wǎng)模塊13，互聯(lián)網(wǎng)模塊13連接監(jiān)控模塊14上的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器15，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器15連接終端客戶機(jī)16；傳感器節(jié)點(diǎn) 模塊10通過(guò)飛行器撒播方式部署于核輻射監(jiān)控區(qū)域中；所述互聯(lián)網(wǎng)模塊或?yàn)閷Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)或?yàn)樾l(wèi)星模塊。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)原理為：一種ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核輻射環(huán)境在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，它包括傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控中心；傳感器節(jié)點(diǎn)用于核輻射區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，傳感器節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)自組織方式組成ZigBee網(wǎng)絡(luò)和多跳路由方式延長(zhǎng)通信距離進(jìn)行無(wú)線傳輸，將所有采集的數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送到網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)把收集的數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)專網(wǎng)等外網(wǎng)途徑傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心。當(dāng)監(jiān)控中心系統(tǒng)接收到監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)后，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析和處理，并據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行各種控制操作，包括γ輻射放射源的位置信息、狀態(tài)信息、大氣環(huán)境參數(shù)信息、超限報(bào)警信息、故障告警信息等，并可隨時(shí)查看歷史數(shù)據(jù)；監(jiān)測(cè)中心的服務(wù)端的控制指令發(fā)往放射源區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)傳感器節(jié)點(diǎn)上，從而實(shí)現(xiàn)友好的人機(jī)界面交互運(yùn)作；所述的ZigBee技術(shù)具有很強(qiáng)的組網(wǎng)能力，可形成三種典型的自組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)類型，即星型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和樹狀結(jié)構(gòu)?？紤]到本監(jiān)測(cè)裝置的節(jié)點(diǎn)較多，規(guī)模較大，且網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不需要在建立網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候考慮網(wǎng)絡(luò)的形狀，節(jié)點(diǎn)間的通信選取最優(yōu)路徑。為提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕栽撓到y(tǒng)優(yōu)先采用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)通常是微型的嵌入式系統(tǒng)，包括微處理器模塊及外圍電路模塊構(gòu)成。該硬件平臺(tái)包括專用傳感器、信號(hào)調(diào)理/ADC轉(zhuǎn)換、結(jié)果顯示、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)接口、能量供電和無(wú)線收發(fā)等模塊；網(wǎng)絡(luò)中的所有傳感器節(jié)點(diǎn)采用電池供電，而匯聚節(jié)點(diǎn)和計(jì)算機(jī)采用連續(xù)供電和電池供電的兩種方式，保證節(jié)點(diǎn)不間斷地工作，由微處理器統(tǒng)一協(xié)調(diào)下完成監(jiān)測(cè)輻射數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，存儲(chǔ)和發(fā)送。基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的具有體積小，耗能小、低成本等優(yōu)勢(shì)使其能適用于規(guī)模較大場(chǎng)地的監(jiān)測(cè)及構(gòu)建的網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化使其具有組網(wǎng)靈活、自恢復(fù)、傳輸效率高、延遲小、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)等功能。