放射源防盗报警手持机

1.放射源防盗报警手持机，包括电源模块、辐射剂量检测模块、电子标签读取模块、主控模块和MTK手机模块，其特征在于：主控模块与MTK手机模块通过异步串行接口连接，主控模块与电子标签读取模块通过SPI接口连接；辐射剂量检测模块得到的脉冲信号通过主控模块计数，计算出辐射剂量值；
所述的电源模块包括锂电池、高压模块和3.3V稳压单元；锂电池采用3.7V、700mAh的普通手机电池，高压模块采用HS956高压电源，3.3V稳压单元采用MIC5201芯片；锂电池直接给MTK手机模块供电，锂电池通过高压模块得到500V直流电压，用于G-M计数管供电，锂电池通过3.3V稳压单元后，用于电子标签读取模块与主控模块供电；
所述的辐射剂量检测模块包括G-M计数管、三极管、光电耦合器、NE555芯片；采用型号为J705γβ的G-M计数管，该管总长28mm，外径为5mm，适合手持机的辐射检测；把电源模块得到的500V直流电压加载到与电阻相连的G-M计数管上，得到脉冲信号，该脉冲信号通过三极管、施密特触发器、光电耦合器得到可用于主控模块计数的矩形脉冲信号；所述的施密特触发器由NE555芯片构成，具体连接关系是：电阻R1的一端接500V电源，另一端与G-M计数管的一端连接，G-M计数管的另一端分别与电阻R2的一端、电容C1的一端连接，电阻R2的另一端接地；电容C1的另一端分别与二极管D1的负极、电阻R3的一端连接，三极管Q1的基极与电阻R3的另一端连接，三极管Q1的发射极与二极管D1的正极连接并接地，三极管Q1的集电极分别与电阻R5的一端和NE555芯片的2脚连接，电阻R5的另一端分别与电容C2的一端、电容C3的一端连接，电容C2的另一端、电容C3的另一端均与3.7V电源连接；NE555芯片的1脚接地，NE555芯片的5脚接电容C4的一端，电容C4的另一端接地；
NE555芯片的6脚与电阻R4的一端、NE555芯片的7脚连接；电阻R4的另一端分别与NE555芯片的4脚、8脚以及3.7V电源连接；电容C5的一端与NE555芯片的7脚连接，光电耦合器光侧一端与电容C5的另一端连接并接地；NE555芯片的3脚与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与光电耦合器光侧另一端连接；光电耦合器电侧一端与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端接3.7V电源，光电耦合器电侧另一端与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端接地；
所述的电子标签读取模块由nRF24L01芯片及其外围芯片组成；工作频率为2.4GHz，天线通过SMA头外接；电子标签读取模块通过SPI接口与主控模块相连接，由主控模块控制它的工作状态；
所述的主控模块采用MSP430F149芯片，该主控模块用于同MTK手机模块和电子标签读取模块的通信，以及辐射剂量检测；当主控模块得到标签读取命令时，控制电子标签读取模块工作，并把读到的标签信息发送给MTK手机模块；当主控模块得到辐射剂量检测命令时，通过对辐射剂量检测模块所提供的脉冲信号进行计数，得到辐射剂量值，并把该值发送给MTK手机模块；
所述的MTK手机模块使用HUAYU旋风001手机开发模块。

放射源防盗报警手持机\n技术领域\n[0001] 本发明信息检测技术领域，特别是指一种包含辐射剂量检测、RFID电子标签信息读取、无线数据上传等功能的放射源防盗报警手持机。\n背景技术\n[0002] 放射源在科学、工农业、医学中有重要应用，一般集中在医院放射科、科研机构(高校或科研试验室、原子能研究院)、工业企业(造纸厂、冶炼厂、金属厂、电力企业)、农科院所(育种基地)等单位。但放射源发射出来的射线具有一定的能量，它可以破坏细胞组织，重则死亡，轻则伤人肌体。上个世纪70～80年代，平均一年就有45起放射性事故。\n根据卫生部的统计，中国大陆从1988年至1998年共发生放射性事故332起，受照射总人数\n966人。其中，放射源丢失事故约占八成，丢失放射源584枚，有256枚未能找回。近年来，环保部门对放射源加强了管理，但放射源事故仍然较多。因此加强对放射源的监测监管成了环保部门的一个重要课题。\n[0003] 目前，放射源管理方案中代表性成果如下：\n[0004] 1、发明专利“放射源远程监测系统及方法”（申请号：200710067854.1）提出利用无线传感器网络监测感知放射源及其环境的温湿度信息，并通过公共通讯网络将数据传递到管理控制中心。\n[0005] 2、发明专利“一种对放射源自动监管及实时监控的方法和系统”（申请号：\n200810056795.2）提出在放射源上安装包含GPS和CDMA的定位终端，判断放射源的位置是否在许可范围内。\n[0006] 3、发明专利“放射源报警、定位、跟踪系统装置”（申请号：200910067524.1）提出在放射源上安装包含GSM移动模块、GPS模块及RFID模块等的跟踪器，当跟踪器离开一定范围时通过GSM发出报警信号。\n[0007] 4、实用新型专利“放射源监控管理平台”（申请号：200920110319.4）提出通过把视频监控和定位监控、辐射剂量监控结合的方法，对放射源进行远程实时监控。\n[0008] 5、发明专利“一种放射源监控系统”（申请号：201010200429.7）提出了放射源监控系统在使用外部交流电网作为电源时，还需要进行交流断电检测及断电报警。\n[0009] 上述有益探索的技术路线是正确的，但存在一定局限，需要作进一步改进。首先，这些系统都以远程监控为主，缺乏现场巡检功能。而现场巡检是企业和环保部门对放射源管理的重要一环，定期巡检是对放射源监管能力的体现。当现场管理人员或环保局检查人员需要对该现场放射源进行确认时，这些系统都比较无力。其次，受工作现场布线环境的限制，大多数系统的探测器都采用无线的方式布置在放射源上，但探测器体积较大，与放射源紧密安装有困难，并且缺乏探测器和放射源分离时的报警，可能出现漏报，存在安全隐患。\n本放射源防盗报警手持机配套使用的RFID有源电子标签体积小，并具有防撕揭功能，一旦把标签从放射源上撕下，手持机就会收到报警信号。最后，虽然一些系统具有辐射剂量检测功能，但都安装在固定位置，无法满足对现场工作环境辐射剂量移动检测的需要。\n发明内容\n[0010] 本发明针对现有技术的不足，提出了一种放射源防盗报警手持机。该手持机满足对放射源现场巡检和工作环境辐射剂量检测的需要，具有标签被撕下报警的功能；既能够独立工作，也可以通过手持机的GPRS功能进行数据上传，与放射源监控管理平台实现对接。\n[0011] 本发明解决技术问题所采取的技术方案为：\n[0012] 放射源防盗报警手持机包括电源模块、辐射剂量检测模块、电子标签读取模块、主控模块和MTK手机模块。其中主控模块与MTK手机模块通过异步串行接口连接，主控模块与电子标签读取模块通过SPI接口连接；辐射剂量检测模块得到的脉冲信号通过主控模块计数，计算出辐射剂量值。\n[0013] 所述的电源模块包括锂电池、高压模块、3.3V稳压部分。锂电池采用3.7V、700mAh的普通手机电池，高压模块采用HS956高压电源，3.3V稳压部分采用MIC5201芯片。锂电池直接给MTK手机模块供电；锂电池通过高压模块得到500V直流电压，用于G-M计数管（型号：J705γβ）供电；锂电池通过3.3V稳压，用于电子标签读取模块、主控模块供电。\n[0014] 所述的辐射剂量检测模块主要由G-M计数管、三极管、光电耦合器、NE555芯片及其外围电路组成。采用型号为J705γβ的G-M计数管，该管总长28mm，外径为5mm，适合手持机的辐射检测。把电源模块得到的500V直流电压加载到与电阻相连的G-M计数管上，得到脉冲信号，该脉冲信号通过三极管、施密特触发器（NE555定时器构成）、光电耦合器得到可用于主控模块计数的矩形脉冲信号。\n[0015] 所述的电子标签读取模块由nRF24L01芯片及其外围芯片组成。工作频率为\n2.4GHz，天线通过SMA头外接。通过SPI接口与主控模块相连接，由主控模块控制它的工作状态。\n[0016] 所述的主控模块采用MSP430F149芯片，该主控模块主要用于同MTK手机模块和电子标签读取模块的通信，以及辐射剂量检测。当主控模块得到标签读取命令时，控制电子标签读取模块工作，并把读到的标签信息发送给MTK手机模块。当主控模块得到辐射剂量检测命令时，通过对辐射剂量检测模块所提供的脉冲信号进行计数，得到辐射剂量值，并把该值发送给MTK手机模块。\n[0017] 所述的MTK手机模块使用HUAYU旋风001手机开发模块，它是一款基于MT6225手机平台开发的核心模块，该模块包含2.8inch触摸彩色TFT LCM，支持GPRS无线数据传输，具有128个外接引脚，支持JAVA语言开发。\n[0018] 本发明与现有技术相比具有有益效果：1）该放射源防盗报警手机小巧实用，显示方便，具有可移动的特点，方便对现场工作环境辐射剂量检测；2）满足了对放射源进行现场巡检的需求；3）配套使用的电子标签体积小巧，适合与放射源一体化安装，并具有防止标签与放射源分离的功能；4）系统开放性好，既可独立使用，又可与放射源监控管理平台实现对接。\n[0019] 附图说明：\n[0020] 图1是放射源防盗报警手持机的结构框图；\n[0021] 图2是主控模块与MTK手机模块、电子标签读取模块之间连接的电路图；\n[0022] 图3是的辐射剂量检测模块电路图；\n[0023] 图4是放射源防盗报警手持机的软件流程图。\n[0024] 具体实施方式：\n[0025] 为使本发明描述清楚，下面将结合附图对本发明实施方法做详细说明。\n[0026] 如图1所示，放射源防盗报警手持机包括电源模块、辐射剂量检测模块、电子标签读取模块、主控模块、MTK手机模块。用户通过MTK手机模块上的按键控制放射源防盗报警手持机工作，当需要测量现场辐射剂量值时，MTK手机模块向主控模块发送辐射剂量检测命令，主控模块通过定时计数的方法，计算现场辐射剂量值，并把计算得到的剂量值向MTK手机模块发送，通过液晶屏显示。当需要读取电子标签信息时，MTK手机模块向主控模块发送标签读取命令，主控模块控制电子标签读取模块工作，读取标签信息，标签信息包含与对应放射源绑定的编号、标签与放射源的状态（放射源是否在位以及标签是否从放射源上被人为撕下）。主控模块把读取的标签信息向MTK手机模块发送。如果对放射源进行巡检，则读取的标签信息需要与保存在手持机内的信息进行比较，判断放射源是否被盗和标签是否被撕下。\n[0027] 如图2所示，主控模块采用MSP430F149芯片，电子标签读取模块采用nRF24L01芯片。电子标签读取模块与主控模块通过SPI接口连接，MSP430F149芯片的P3.3管脚与nRF24L01芯片的SCK管脚相连接，MSP430F149芯片的P3.2管脚与nRF24L01芯片的MOSI管脚相连接，MSP430F149芯片的P3.1管脚与nRF24L01芯片的MISO管脚相连接，MSP430F149芯片的P2.7管脚与nRF24L01芯片的IRQ管脚相连接，MSP430F149芯片的P2.5管脚与nRF24L01芯片的CE管脚相连接，MSP430F149芯片的P2.4管脚与nRF24L01芯片的CSN管脚相连接，主控模块的SPI接口由I/O口模拟得到；MTK手机模块与主控模块通过异步串行接口连接，手机开发模块外接引脚中的UTXD1（右30引脚）与MSP430F149芯片的URXD1（引脚35）相连接，手机开发模块外接引脚中的URXD1（右31引脚）与MSP430F149芯片的UTXD1（引脚34）相连接。当主控模块得到由MTK手机模块发出的读标签指令时，通过SPI接口控制nRF24L01芯片工作，并通过该接口获取nRF24L01芯片读取的标签信息，最后把该信息向MTK手机模块传输。\n[0028] 如图3所示，放射源防盗报警手持机的辐射剂量检测模块主要由G-M计数管、三极管、光电耦合器、NE555芯片及其外围电路组成。G-M计数管产生的脉冲信号通过三极管输入由NE555芯片构成的施密特触发器，得到矩形脉冲，该脉冲信号经过光电耦合器接入到MSP430F149芯片的TBCLK管脚（引脚43）。\n[0029] 如图4所示，放射源防盗报警手持机的软件采用JAVA程序语言开发，主要包括辐射检测、下载数据、数据上传、放射源录入、巡检等五部分。其中辐射检测功能主要是检测手持机所在现场环境的辐射剂量值，并把该数值显示在屏幕上；其中下载数据、数据上传主要用于系统集成时，当放射源防盗报警手持机与某个特定放射源监控管理平台进行集成时，根据系统需要把现场放射源信息进行下载，以及把平台所需的数据进行上传；其中放射源录入主要用于扫描现场所有放射源的信息，并把该信息进行存储，该信息作为现场放射源的初始信息，供现场巡检使用；其中巡检功能主要用于现场放射源的巡检，把读到的标签信息与手持机保存的初始信息进行比较，判断放射源是否被盗和标签是否被撕下，所得结果在手持机液晶屏幕进行显示。\n[0030] 上述具体实施方式以较佳实施例对本发明进行了说明，但这只是为了便于理解而举的一个形象化的实例，不应被视为是对本发明范围的限制。同样，根据本发明的技术方案及其较佳实施例的描述，可以做出各种可能的等同改变或替换，而所有这些改变或替换都应属于本发明权利要求的保护范围。