具有超宽带无线通信功能的电子式个人剂量计及通信方法技术

本发明专利技术公开了一种具有超宽带无线通信功能的电子式个人剂量计及通信方法，包括辐射探测模块、主控模块、超宽带无线通信模块、电源管理模块和电源管理模块。其中，辐射探测模块用于将采集到的辐射粒子转化为高幅值脉冲信号发送给主控模块；主控模块用于对高幅值脉冲信号进行处理，并将处理结果发送给超宽带无线通信模块；超宽带无线通信模块用于将主控模块的处理结果发送给辐射控制区管理系统，并将实时产生的超宽带定位信号分别发送给多个定位基站；电源管理模块分别为辐射探测模块、主控模块和超宽带通信模块供电；报警指示模块用于产生声、光和振动报警信号。本发明专利技术在实现电子式个人剂量计的室内定位的同时也可完成远距离实时数据收发。实时数据收发。实时数据收发。

【技术实现步骤摘要】
具有超宽带无线通信功能的电子式个人剂量计及通信方法


[0001]本专利技术涉及辐射监控
，具体涉及一种具有超宽带无线通信功能的电子式个人剂量计及通信方法。

技术介绍

[0002]人员在进入涉核场所辐射控制区时，需佩戴电子式个人剂量计，对人员所处的工作场所的辐射水平进行监测，确保人员所承受的辐射剂量在允许的范围内。离开辐射控制区前，由读取装置读取电子式个人剂量计的相关数据，并由相关出口设备和辐射控制区管理系统判断人员能否离开辐射控制区。
[0003]传统电子式个人剂量计的通信方式多采用红外、NFC、蓝牙等近距离通信方式，在人员进入和离开辐射控制区的整个过程中，辐射控制区管理系统仅在入口、出口或固定地点读取电子式个人剂量计的相关数据，无法实时获取人员在辐射控制区中的位置、轨迹和辐射监测等数据。这会造成辐射控制区管理系统无法及时发现人员进入辐射控制区内的非法区域、剂量计使用中的故障、辐射剂量数据瞬时超标等异常，存在剂量计使用人员受到的辐射剂量超标等安全风险。
[0004]中国专利CN201710377024.2公开了一种用于室内无线定位个人辐射剂量仪的数据传输与控制方法，该专利只介绍了用于室内无线定位个人辐射剂量仪的数据传输和控制方法，未涉及电子式个人剂量计的超宽带无线通信功能的具体实现。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：现有的个人辐射剂量仪的数据通信方法只适用于对进入涉核场所辐射控制区的人员进行室内无线定位，不能实现电子式个人剂量计的超宽带无线通信功能。目的在于，提供一种具有超宽带无线通信功能的电子式个人剂量计，具备对进入涉核场所辐射控制区的人员进行室内无线定位功能的同时，实现电子式个人剂量计的远距离实时数据收发，提高电子式个人剂量计使用的安全性和便利性，以及提升辐射控制区管理的信息化程度。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种具有超宽带无线通信功能的电子式个人剂量计，包括辐射探测模块、主控模块、和超宽带无线通信模块。其中，辐射探测模块与主控模块通信连接，用于将采集到的辐射粒子转化为高幅值脉冲信号，并将高幅值脉冲信号发送给主控模块；主控模块与超宽带无线通信模块通信连接，用于对高幅值脉冲信号进行处理，并将处理结果发送给超宽带无线通信模块，同时控制超宽带无线通信模块工作；超宽带无线通信模块分别与多个分布在室内不同位置的定位基站和辐射控制区管理系统通信连接，将主控模块的处理结果发送给辐射控制区管理系统，并将实时产生的超宽带定位信号分别发送给多个定位基站；多个定位基站将接收到的超宽带定位信号发送给定位系统进行处理，定位系统将处理结果发送给辐射控制区管理系统绘制运动轨迹。
[0008]与现有技术相比，本专利技术主要通过超宽带无线通信模块实现与分别在室内的各定位基站和辐射控制区管理系统进行通信，由超宽带无线通信模块产生实时的超宽带定位信号，并将超宽带定位信号发送给分布在室内不同位置的各定位基站，经室内定位系统计算得出当前电子式个人剂量计的位置并实时传送给辐射控制区管理系统，以此实现实时定位功能。同时，由辐射探测模块和主控模块采集、滤波、计算后的脉冲信号，也可通过超宽带无线通信模块发送给辐射控制区管理系统，实现电子式个人剂量计的远距离实时数据收发。
[0009]作为对本专利技术的进一步描述，电子式个人剂量计包括电源管理模块，该电源管理模块分别与辐射探测模块、主控模块和超宽带通信模块连接；电源管理模块用于对电子式个人剂量计的输入电源进行转换，并分别为辐射探测模块、主控模块和超宽带通信模块供电。
[0010]作为对本专利技术的进一步描述，电子式个人剂量计还包括报警指示模块，该报警指示模块与主控模块连接，用于产生声、光和振动报警信号。
[0011]作为对本专利技术的进一步描述，辐射探测模块包括Si
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PIN探测器、I/V变换电路、成形放大电路和比较电路。其中，Si
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PIN探测器分别与电源管理模块和I/V变换电路连接，用于采集辐射粒子并产生电流信号；I/V变换电路与成形放大电路连接，电流信号依次经过I/V变换电路和成形放大电路形成脉冲信号；成形放大电路与比较电路连接，比较电路用于过滤掉所述脉冲信号中的低幅值干扰信号，保留高幅值脉冲信号，并将高幅值脉冲信号发送给所述主控模块。
[0012]作为对本专利技术的进一步描述，主控模块包括MCU芯片、段码显示屏和驱动电路；MCU芯片分别与所述比较电路、所述断码显示屏、所述驱动电路和所述超宽带无线通信模块连接；所述MCU芯片对所述高幅脉冲信号进行处理，并将处理结果分别发送给所述段码显示屏和所述超宽带无线通信模块，所述断码显示屏用于显示处理结果，所述超宽带无线通信模块用于将处理结果发送给所述辐射控制管理系统；所述MCU芯片控制所述驱动电路工作；所述驱动电路用于驱动所述报警指示模块发出声、光及振动信号。
[0013]作为对本专利技术的进一步描述，所述电源管理模块包括电池和电源管理电路；所述电源管理电路与所述电池连接，用于对所述电池输出的电源进行升压和滤波，并将升压和滤波后的电源分为3.3V电源和9V电源，3.3V电源用于为所述辐射探测模块、所述主控模块和所述超宽带通信模块供电，9V电源用于为所述Si
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PIN探测器提供偏置电压。
[0014]作为对本专利技术的进一步描述，所述超宽带无线通信模块包括超宽带芯片和超宽带天线；所述超宽带芯片分别与所述MCU芯片和所述超宽带天线连接；所述超宽带芯片用于超宽带通信和定位；所述超宽带天线用于与所述辐射控制区管理系统通信。
[0015]作为对本专利技术的进一步描述，所述报警指示模块包括蜂鸣器、指示灯和振动电机，所述蜂鸣器、所述指示灯和所述震动电机与所述驱动电路连接。
[0016]作为对本专利技术的进一步描述，所述MCU芯片通过SPI接口与所述超宽带无线通信模块连接。
[0017]一种具有超宽带无线通信功能的电子式个人剂量计的通信方法，包括以下步骤：
[0018]步骤1：利用电源管理电路将电池输出的电源进行升压和滤波，并将升压和滤波后的电源分为3.3V电源和9V电源；将3.3V电源用作辐射探测模块、主控模块和超宽带通信模块的工作电源，将9V电源做为Si
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PIN探测器的偏置电压；
[0019]步骤2：利用Si
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PIN探测器采集辐射粒子并产生电流信号，将所述电流信号依次通过I/V变换电路和成形放大电路，形成脉冲信号，然后利用比较电路滤掉所述脉冲信号中的低幅值脉冲信号，保留高幅值脉冲信号，并将所述高幅值脉冲信号发送给主控模块中的MCU芯片；
[0020]步骤3：利用MCU芯片对所述高幅值脉冲信号进行处理，将处理结果发送给所述主控模块中的断码显示屏进行显示，并将处理结果通过SPI接口发送给超宽带无线通信模块，同时所述MCU芯片控制驱动电路工作，所述驱动电路用于驱动报警指示模块中的蜂鸣器、指示灯和振动电机工作，产生声、光及振动信号；
[0021]步骤4：利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有超宽带无线通信功能的电子式个人剂量计，其特征在于，包括辐射探测模块(1)、主控模块(2)、和超宽带无线通信模块(3)；所述辐射探测模块(1)与所述主控模块(2)通信连接，用于将采集到的辐射粒子转化为高幅值脉冲信号，并将所述高幅值脉冲信号发送给所述主控模块(2)；所述主控模块(2)与所述超宽带无线通信模块(3)通信连接，用于对所述高幅值脉冲信号进行处理，并将处理结果发送给所述超宽带无线通信模块(3)，同时控制所述超宽带无线通信模块(3)工作；所述超宽带无线通信模块(3)分别与辐射控制区管理系统和多个分布在室内不同位置的定位基站通信连接，用于将所述主控模块(2)的处理结果发送给所述辐射控制区管理系统，并将实时产生的超宽带定位信号分别发送给多个所述定位基站；多个所述定位基站将接收到的超宽带定位信号发送给定位系统进行处理，所述定位系统将处理结果发送给所述辐射控制区管理系统绘制运动轨迹。2.根据权利要求1所述的一种具有超宽带无线通信功能的电子式个人剂量计，其特征在于，包括电源管理模块(4)，所述电源管理模块(4)分别与所述辐射探测模块(1)、所述主控模块(2)和所述超宽带通信模块(3)连接；所述电源管理模块(4)用于对所述电子式个人剂量计的输入电源进行转换，并分别为所述辐射探测模块(1)、所述主控模块(2)和所述超宽带通信模块(3)供电。3.根据权利要求1所述的一种具有超宽带无线通信功能的电子式个人剂量计，其特征在于，包括报警指示模块(5)，所述报警指示模块与所述主控模块(2)连接，用于产生声、光和振动报警信号。4.根据权利要求2所述的一种具有超宽带无线通信功能的电子式个人剂量计，其特征在于，所述辐射探测模块(1)包括Si
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PIN探测器(11)、I/V变换电路(12)、成形放大电路(13)和比较电路(14)；所述Si
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PIN探测器(11)分别与所述电源管理模块(4)和所述I/V变换电路(12)连接，用于采集辐射粒子并产生电流信号；所述I/V变换电路(12)与所述成形放大电路(13)连接，所述电流信号依次经过所述I/V变换电路(12)和所述成形放大电路(13)形成脉冲信号；所述成形放大电路(13)与所述比较电路(14)连接，所述比较电路(14)用于过滤掉所述脉冲信号中的低幅值干扰信号，保留高幅值脉冲信号，并将所述高幅值脉冲信号发送给所述主控模块(2)。5.根据权利要求3所述的一种具有超宽带无线通信功能的电子式个人剂量计，其特征在于，所述主控模块(2)包括MCU芯片(21)、段码显示屏(22)和驱动电路(23)；所述MCU芯片(21)分别与所述比较电路(14)、所述断码显示屏(22)、所述驱动电路(23)和所述超宽带无线通信模块(3)连接；所述MCU芯片(21)对所述高幅脉冲信号进行处理，并将处理结果分别发送给所述段码显示屏(22)和所述超宽带无线通信模块(3)，所述断码显示屏(22)用于显示处理结果，所述超宽带无线通信模块(3)用于将处理结果发送给所述辐射控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天佑，刘勇，姚飞，廖鹏，李林珊，杨奕昕，王伟，李定聪，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：