Zigbee技术在核辐射环境监测中的应用

系统选用GM计数管作为γ辐射探测器的探头。GM管的输出信号大、功耗低、能够适应环境的温湿度范围宽和使用耐久性强等特点，符合监测需求；大气传感器包括：温、湿度的测量元件选用数字型插针式的DHT11温湿度传感器，该传感器具有抗干扰性强、精度高、反应快，可根据单片机的不同指令，来选择测量温度和湿度；风速、风向测量元件选用ZP-WVD型风速风向传感器，同时测量风速与风向，该传感器功耗低、抗干扰能力强、稳定性好。雨量的测量采用FY-Y2型雨量传感器，可同时测量降水量、降水强度等。

3系统软件设计

3.1传感器节点的软件设计

传感器节点主要是采集γ辐射剂量与各大气数据，通过路由器将采集的数据打包以无线的方式送达协调器，并完成协调器发来的指令。启动后先进行硬件和协议栈的初始化，然后开始信道扫描并通过协调器组建的无线网络，入网成功后各节点进行绑定且开始采集各数据，当传感器采集到γ辐射剂量与大气数据后将其发送给协调器。传感器节点的流程图如图5所示。


图5 传感器节点的流程图

图6 上位机软件流程图

3.2上位机软件设计

上位机为中央处理平台，采用VB编写，其软件流程图如图6所示。中央处理平台实现对网络节点实时监测，同时将监测数据传至中央监测平台，以实现对数据的储存、大气因素对γ辐射剂量影响的分析及报警。上位机实现了将无线传感网络中各节点发送来的数据储存至数据库，并能实时显示各监测数据及其波动曲线，可以查询历史数据及显示历史数据曲线等功能。核辐射监测系统的监控中心的主界面如图7所示。


图7 上位机监控界面

4结束语

本文阐述了一种基于Zigbee技术的核辐射监测系统的设计。该设计无需布线，传感节点可以移动位置以满足监测需要，新加入节点可轻松入网。相比之有线核辐射监测系统有成本低、数据采集频率高、在恶劣环境下的安全性高等优点。经过试验表明，本系统的性能可靠，能够很好地完成区域内核辐射的监测。