[发明专利]一种基于CPS的辐射监测设备

说明书

本发明涉及一种基于CPS的辐射监测设备，属于工业安全保障技术领域。本发明包括降压稳压电源模块、STM32L MCU模块、通信模块、LoRa网关、LCD1602显示模块和M4011盖革计数器模块。STM32L MCU模块分别与通信模块、M4011盖革计数器模块，LCD1602显示模块连接，STM32L MCU模块与通信模块通信连接，降压稳压电源模块为STM32L MCU模块、通信模块、M4011盖革计数器模块、LCD1602显示模块供电。本发明能够通过M4011盖革管测量辐射脉冲和STM32L MCU模块处理辐射脉冲信号然后实时显示当前辐射量，并通过LoRa通信模块或NB‑IOT通信模块与云端相连，云端同时支持LoRa WLAN协议和电信CoAP/NB‑IoT协议，并把云端数据显示至远程用户端WEB和微信，在一定程度上可以在辐射高危地带提供远程监控，同时携带人员也能探知辐射量具体大小。

技术领域

本发明涉及一种基于CPS的辐射监测设备，属于工业安全保障技术领域。

背景技术

关于辐射影响的危害，小到大理石辐射和电磁辐射，大到核辐射和各种高危行业(对辐射量接触较大的工业生产)，已知长期受辐射照射，会使人体产生不适，严重的可造成人体器官和系统的损伤，导致各种疾病的发生，如：白血病、再生障碍性贫血、各种肿瘤、眼底病变、生殖系统疾病、早衰等。而刊登在美国期刊的另一项研究显示，辐射远端监控比实际人员近距离测量更安全。

如果由人工使用盖革计数器对辐射较高地区进行例行检查，尽管有防护服(且部分防护服造价昂贵，使用寿命短)的保护也会吸收一定量的辐射，长此以往也会对身体造成危害，如果使用一定的监测传感网络可以有效减少人员的出动次数，也可对相关行业人员的身体健康起到一定的保护作用。

本发明的技术来源于云南省基础研究计划重点项目(202001AS070064)；云南省技术创新人才项目(2019HB113)；云南省“万人计划”产业技术领军人才项目(云发改人事[2019]1096 号)资助。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于CPS的辐射监测嵌入式实时传输设备与系统，以期在实现小型化与低功耗的同时，解决辐射检测和监控安全的问题，同时也可以起到对于偏远地区会产生辐射的设备运行是否完好，是否存在超负荷运行的可能，并且避免了长期人工检测高辐射区对人体造成的影响。

本发明的技术方案是：一种基于CPS的辐射监测设备，包括降压稳压电源模块、STM32L MCU模块、通信模块、LoRa网关、LCD1602显示模块和M4011盖革计数器模块。

STM32L MCU模块分别与通信模块、M4011盖革计数器模块，LCD1602显示模块连接，STM32L MCU模块与通信模块通信连接，降压稳压电源模块为STM32L MCU模块、通信模块、M4011盖革计数器模块、LCD1602显示模块供电。

所述M4011盖革计数器模块可以检测各种电离性放射源，像α、β、中子等粒子以及γ射线，包括M4011盖革管U11、电阻R11、电阻R12、变阻器R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C11、电容C12、电容C13、CMOS11晶体管、HVW5P-500NG1 变压稳压芯片。

传统盖革电路通常采用多级放大电路，如使用多个MOS元件，这会导致电路整体的构造复杂化，同时也增加了不稳定因素。