基于物联网技术的移动放射源监控系统的设计与实现

武万奎

摘 要：辐射源具有强烈的社会敏感性，无论是丢弃还是泄漏，都会给人类社会和环境造成无法估量的损失和危害。为了使其能够进一步造福于人类社会，对辐射源进行规范使用，安全监管尤为重要。文章介绍了一套集辐射源剂量监测、RFID电子标签、GPS地球定位、位移检测、视频监控和管理为一体的安全监管物联网应用系统，以降低辐射源被盗的风险，准确高效地实现辐射源安全监管的目标。

关键词：物联网；放射源；监控；

引 言

随着核技术和信息技术的快速发展，辐射源的应用市场日趋广泛。通过在工业、农业、医学和研究方面的应用，辐射源为人类和社会提供了巨大利益，为科技进步做出了重要贡献。同时，因辐射源管理不善而对环境和人身健康造成了严重危害。辐射源传统的监管方式为上锁、警示和人为看护等，但因人为因素导致丢失和泄漏事故比比皆是，给社会和公众安全带来巨大威胁。因此，建立一套基于物联网的辐射源安全监管系统，将辐射源与网络连接起来进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等目标具有重要的现实意义。

1 需求分析

随着核辐射技术在地质探测、医疗卫生、工业探伤等相关领域的大量使用，对移动放射源的监控管理需求日益见增。由于放射源的特殊性，监控的辐射剂量数据不能让人为测量，因此利用现代物联网的相关技术监测，有效的提高了监控的效率和实时性，避免了人身安全隐患，降低核安全事故的发生。

2 系统架构组成

整个系统主要分为硬件监测模块、通信传输模块、数据服务器，软件监控平台。通过硬件监测终端对数据进行采集，通信传输模块将数据发送到数据服务器对数据进行处理存储，通过软件监控平台调用数据，实时进行显示。

2.1 硬件监测平台

硬件监测平台主要对数据进行实时的采集监测，由不同的监测节点组成，如辐射剂量监测节点、温湿度监测节点、视频实时监控节点组成，各个节点之间通过ZigBee协议、网络通讯协议等把采集接收到的数据通过通讯系统，通过Internet网络将数据回传到服务器中，方便软件监控平台进行数据查看处理。

2.1.1 辐射剂量监测模块

放射源监测中辐射量作为本系统重要的一个监测量。本模块的硬件主要的放射源辐射量检测主要是检测放射源周边环境的辐射信息量。 通过放射源强度传感器和ZigBee无线通信模块组成监测节点，定时对采集到的是辐射剂量数据发送至ZigBee协调节点。ZigBee节点主要用于近距离无线连接，传输可靠，安全性高，低功耗高性能。

2.1.2 RFID电子标签

对放射源内置RFID电子标签，存储放射源基本的信息，如所属单位、用途等。

RFID无线射频识别标签通过硬件监控平台的自带读卡器进行自动识别并获取数据，无需人工干预。快速便捷的对所监控的移动放射源进行识别。RFID电子标签具有防水、防尘、等功能，适合和放射源一起在恶劣环境下工作。

2.1.3 GPS定位模块

对放射源内置GPS定位模块，为放射源提供地理位置的数据，能够在PC监控平台上对放射源的位置进行实时定位和轨迹查看。对放射源的使用起到一定的监督作用。

2.2 软件平台设计

本系统的软件平台客户端基于Delphi7.0开发平台进行编程实现的，数据库采用SQLserver 2014。

整个软件系统平台主要运行流程：

（1）通过身份权限验证进入系统客户端；

（2）选择查看放射源监测平台的子监控模块；

（3）查看相应的模块的监测数据；

（4）对数据可以进行备份和导出；

（5）按照正确方式退出系统客户端。

3 系统的意义与作用

基于物联网技术的移动放射源系统完善了放射源监管使用的各个方面，建立长期有效的安全机制。保证了使用人员的安全，提高了对放射源监控的针对性和有效性，能够提高工作人员的效率。当出现放射源安全事故时候，可以通过数据回溯查阅整个过程，分析原因，采取有效的补救措施。

4 系统软件功能

基于物联网的辐射源安全监管系统主要包括辐射源信息管理系统、实时数据接收系统、辐射源实时监控系统等几个模块。其中，辐射源信息管理系统用于辐射源相关信息的管理；实时数据接收系统用于管理实时接收的数据；辐射源实时监控系统可对辐射源进行视频监控和实时剂量检测，并在发生事故时实时报警。

4.1 辐射源信息管理系统

輻射源信息管理系统可以分为涉源单位信息管理、辐射源信息管理、辐射源生命周期管理、电子地图、专业技术人员管理、数据查询统计等六部分。

辐射源单位信息管理完成对涉源单位的基本信息注册登记、管理和查询。

辐射源信息管理用于完成对辐射源基本信息的管理和查询统计。

辐射源生命周期管理完成环评登记、申购申请、竣工验收、执法监察、送储报废等流程的统一管理，用户可查询其监管流程、历史剂量监测数据、执法监察和巡检数据、事故措施和应急预案等管理。监督辐射源的转移情况并跟踪每个辐射源在其使用寿期终了时的去向，使所有辐射源长期得到监管和控制。

系统提供电子地图功能，地图标注所有固定使用辐射源和存放辐射源的位置，标注移动辐射源和运输辐射源应行驶路线，电子地图显示各种辐射源包括移动、运输辐射源的当前位置。可按需提供专题图分析功能，可通过点击电子地图上的各监测点直接查阅企业信息和辐射源信息。

专业技术人员管理即对专业技术人员进行管理。

数据查询统计包括剂量检测数据、报警信息、GPS定位信息等的历史数据查询和对各种历史数据进行统计、分析和汇总并生成报表，为事故分析和决策提供依据。

4.2 实时数据接收系统

实时数据接收系统主要实现的功能：一是实时接收剂量监测数据、RFID电子标签状态信息、GPS地球定位坐标数据，并存储到数据库服务器中；二是对接收到的数据进行处理，并增加日志记录功能，若发现异常需要报警时，则通过短信平台将报警信息发送到相关人员手机上；另外，实时数据接收系统还具有数据补传功能，可对网络故障情况下未及时上传的数据进行补传。

4.3 辐射源实时监控系统

辐射源实时监控系统分为视频监控、实时剂量检测和实时报警功能三部分。

视频监控用来实时显示现场各个点的视频图像，具有视频录像、图像抓拍功能；对装有云台的摄像机可实现远程控制；视频监控图像可在手机移动办公系统中直接查看。

实时剂量检测用来读取实时数据接收系统获取的剂量检测数据。

系统具备多种报警管理功能，以各种方式通知相关人员采取相应措施，为事故应急处理争取时间，有效降低危害程度。能够以声光进行现场报警，以电话、短信、邮件、视频等多种方式进行远程报警；具有剂量超标报警、辐射源位移报警、源丢失报警、源泄露报警、移动源偏离预定路线报警、非法破坏等异常报警；具有报警信息统计、查询、汇总管理等功能。

5 总结

本系统将物联网相关技术融入到放射源的监控系统中。实现了实时放射源数据采集监测，记录放射源状态，超出预期设定进行报警提示。本系统的全过程记录，能够提高放射源的使用安全，省时省力，而且具有可靠安全的特性，对从业人员和人民群众的生命安全得到极大的保障。

参考文献：

[1]张学忠，蔡琛.物联网技术在放射源在线监管中的利用[J].物联网技术，2015， 5（04）：27-29.

[2]陈小兵，张艮龙.基于物联网的全方位放射源管理设计与实现[J].山西电子技术， 2014（06）：20-22.endprint