一种海洋核辐射在线监测预警系统的制作方法

本实用新型涉及海洋核辐射、核污染在线监测技术领域，具体是一种海洋核辐射在线监测预警系统。

背景技术：

随着核电站和能源的广泛应用，人们对于海洋区域核安全越来越关注，现有检测都是将海水取样到监测站进行检测但是取样封存分析过程都是比较繁琐和危险。由于陆上检测的本底、分析模型与海洋海水相应的检测本底和模型差距很大，直接将陆路探头放入海中无法得到正确的检测结果，数据不能直接使用，传统海洋核辐射监测需要人工检测，因此会对操作人员造成健康上的伤害，而且监测不具有实时性。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种海洋核辐射在线监测预警系统，能够实时监控海洋核污染，对海洋核辐射进行实时监测，低功耗，能长距离传输数据。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种海洋核辐射在线监测预警系统，包括安装于数据中心的无线数据集中器和安装在海洋浮标上的监测基站、监测站，还包括安装在监测基站和监测站上的核辐射探测器；数据中心的无线数据集中器通过无线公共网络与监测基站连接，用于接收监测基站数据；监测基站通过无线自组网络与监测站连接。

所述的无线数据集中器包括CPU核心板，还包括分别与CPU核心板电性连接的无线主干网接入模块、LCD触摸屏、工作运行指示灯、以太网接口、WIFI接口、外部USB总线接口和功能键盘；无线数据集中器完成数据中心的服务器和各个监测基站数据转接，将各个监测基站数据收集缓冲，通过电性连接方式连接服务器，并将采集核辐射数据转发给中心的服务器。

所述的无线主干网接入模块为卫星通讯模块、2G通讯模块、3G通讯模块、4G通讯模块中的至少一种。

所述的监测基站包括主机板、主干网收发器、无线收发器、数据缓冲器、外部传感器接口、模拟海洋监测传感器、数字海洋监测传感器、电源变送器、基站电源汇流排、充放电模块、电池组和太阳能板；监测基站的主机板分别与主干网收发器、无线收发器、数据缓冲器、外部传感器接口和电源变送器电性连接；主机板通过外部传感器接口与模拟海洋监测传感器、数字海洋监测传感器连接；充放电模块分别与基站电源汇流排、电池组和太阳能板电性连接；基站电源汇流排还与电源变送器电性连接；电源变送器与用电组件通过输电电缆建立电性连接，根据各个组件电压和功率需求送电和提供用电安全保护；监测基站通过主干网收发器与无线数据集中器的无线主干网接入模块建立数据连接，监测基站通过无线收发器与监测站建立无线自组网实现双向通讯实时采集核辐射监测数据；监测基站的作用是管理周围的监测站无线通讯网络，定时读取所管理的监测站核辐射数据；并缓冲保存监测站的监测数据，将监测数据集中打包发送到无线数据集中器；同时定时采集所连接的核辐射探测器数据保存并发送到无线数据集中器。

所述的监测站均匀分布于监测基站附近，包括主机板、无线收发器、外部传感器接口、模拟海洋监测传感器、数字海洋监测传感器、电源变送器、站内电源汇流排、充放电模块、电池组、太阳能板；监测站的主机板分别与无线收发器、外部传感器接口和电源变送器电性连接；主机板通过外部传感器接口与模拟海洋监测传感器、数字海洋监测传感器连接；充放电模块分别与基站电源汇流排、电池组和太阳能板电性连接，基站电源汇流排与电源变送器电性连接；电源变送器和各个用电组件通过输电电缆建立电性连接并提供相应的工作电压和功率；监测站的作用是将所连接的核辐射探测器数据收集保存，按照设定时间定时发送监测数据；监测站的无线收发器具有无线数据中继功能，能够互相自动组网，以多跳方式将距离监测基站较远的监测站数据中继传递到监测基站。

所述的核辐射探测器为碘化钠晶体制作的人工核素探测器，安装在监测站以及监测基站上，通过数字传感器接口电性连接监测基站和监测站的主机板；探测器设置有数据预处理主板，探测器预处理主板分别电性连接供电系统，探测器数据预处理主板下端通过信号电缆连接有伸入海水的碘化钠晶体核辐射探测头，完成核辐射信号数字化；探测器预处理主板将人工核素射线电学反应信号数字化，生成电子效应图谱，通过信号电缆传递至监测站或者监测基站的主机板。

有益效果：一种海洋核辐射在线监测预警系统，该系统首创长期在线式海洋核辐射监测；通讯全无线覆盖，对外扩展口可以和北斗、2G/3G/4G以及卫星通讯对接；且降低核辐射监测成本低，预警反应快，后期维护成本低。

附图说明

图1是本实用新型的海洋核辐射无线监测系统的网络拓扑结构图；

图2是本实用新型的无线数据集中器的功能框架图；

图3是本实用新型的无线监测基站功能框架图；

图4是本实用新型的无线监测站功能框架图；

图5是基于碘化钠探测器的海洋核辐射监测系统功能结构图；

图中，1.无线数据集中器 2.监测基站 3.监测站 4.CPU核心板 5.工作运行指示灯 6.无线自组网主干网 7.LCD触摸屏 8.功能键盘 9.外部USB总线接口 10.WIFI接口 11.以太网接口 12.主干网收发器 13.主机板 14.数据缓冲器 15.外部传感器接口 16.模拟海洋监测传感器 17.数字海洋监测传感器 18.电源变送器 19.基站电源汇流排 20.电池组 21.充放电模块 22.太阳能板 23.无线收发器 24.站内电源汇流排 25.探测器数据预处理主板 26.碘化钠晶体核辐射探测头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型内容作进一步的阐述，但不是对本实用新型的限定。

如图1所示，一种海洋核辐射在线监测预警系统，所述系统包含安装于数据中心的无线数据集中器1和安装在海洋浮标上的监测基站2、监测站3，还包括安装在监测基站2和监测站3上的核辐射探测器；数据中心的无线数据集中器1通过无线公共网络与监测基站2连接，用于接收监测基3站数据；监测基站2通过无线自组网络与监测站3连接。

如图2所示，所述的无线数据集中器包括CPU核心板4，还包括分别与CPU核心板4电性连接的无线自组网主干网6、LCD触摸屏7、工作运行指示灯5、以太网接口11、WIFI接口10、外部USB总线接口9和功能键盘8；无线数据集中器1完成数据中心的服务器和各个监测基站2数据转接，将各个监测基站2数据收集缓冲，通过电性连接方式连接服务器，并将采集核辐射数据转发给中心的服务器。

所述的无线主干网接入模块为无线自组网主干网6，是卫星通讯模块、2G/3G/4G通讯模块中的至少一种。

如图3所示，所述的监测基站2包括主机板13、主干网收发器12、无线收发器23、数据缓冲器14、外部传感器接口15、模拟海洋监测传感器16、数字海洋监测传感器17、电源变送器18、基站电源汇流排19、充放电模块21、电池组20和太阳能板22；监测基站2的主机板13分别与主干网收发器12、无线收发器23、数据缓冲器14、外部传感器接口15和电源变送器18电性连接；主机板13通过外部传感器接口15与模拟海洋监测传感器16、数字海洋监测传感器17连接；充放电模块21分别与基站电源汇流排19、电池组20和太阳能板22电性连接；基站电源汇流排19还与电源变送器18电性连接；电源变送器18与用电组件通过输电电缆建立电性连接，根据各个组件电压和功率需求送电和提供用电安全保护；监测基站2通过主干网收发器12与无线数据集中器1的无线自组网主干网6建立数据连接，监测基站2通过无线收发器12与监测站3建立无线自组网实现双向通讯实时采集核辐射监测数据；监测基站2的作用是管理周围的监测站3无线通讯网络，定时读取所管理的监测站3核辐射数据；并缓冲保存监测站3的监测数据，将监测数据集中打包发送到无线数据集中器1；同时定时采集所连接的核辐射探测器数据保存并发送到无线数据集中器1。

如图4所示，所述的监测站3均匀分布于监测基站2附近，包括主机板13、无线收发器23、外部传感器接口15、模拟海洋监测传感器16、数字海洋监测传感器17、电源变送器18、站内电源汇流排24、充放电模块21、电池组20、太阳能板22；监测站3的主机板13分别与无线收发器23、外部传感器接口15和电源变送器18电性连接；主机板13通过外部传感器接口15与模拟海洋监测传感器16、数字海洋监测传感器17连接；充放电模块21分别与站内电源汇流排24、电池组20和太阳能板22电性连接，站内电源汇流排24与电源变送器18电性连接；电源变送器18和各个用电组件通过输电电缆建立电性连接并提供相应的工作电压和功率；监测站3的作用是将所连接的核辐射探测器数据收集保存，按照设定时间定时发送监测数据；监测站3的无线收发器23具有无线数据中继功能，能够互相自动组网，以多跳方式将距离监测基站2较远的监测站数据中继传递到监测基站2。

如图5所示，所述的核辐射探测器为碘化钠晶体制作的人工核素探测器，安装在监测站3以及监测基站2上，通过数字传感器接口电性连接监测基站2和监测站3的主机板13；探测器设置有探测器数据预处理主板25，探测器预处理主板25分别电性连接供电系统，探测器数据预处理主板下端通过信号电缆连接有伸入海水的碘化钠晶体核辐射探测头26，完成核辐射信号数字化，如图5所示；探测器预处理主板25将人工核素射线电学反应信号数字化，生成电子效应图谱，通过信号电缆传递至监测站3或者监测基站2的主机板13。