基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的放射性核素水土污染監(jiān)測定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于放射性鈾尾礦庫污染監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的放射性核素水土污染監(jiān)測定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]放射源能夠放射出穿透力很強的射線，應(yīng)用范圍廣泛:醫(yī)療上它可照射人體腫瘤，殺死癌細胞；農(nóng)業(yè)上它可照射農(nóng)產(chǎn)品，滅菌防腐；金屬工業(yè)上它可用來尋找焊接金屬的瑕疵，進行工業(yè)探傷；用放射源制成的料位計、核子秤等計量儀表受溫度、濕度等環(huán)境因素影響的程度較小，運行可靠；但放射源也是一柄雙刃劍，如果在應(yīng)用過程中操作或保管不當(dāng)，就有可能發(fā)生事故，造成放射性污染，將對環(huán)境造成嚴重危害，且必將影響人的健康和安全。
[0003]鈾作為重要的核原料被廣泛應(yīng)用于核電站、軍工等許多領(lǐng)域，近年來核電和軍工的快速發(fā)展，也加快了鈾礦資源的開采，產(chǎn)生了大量鈾尾礦，在其周邊存在放射性核素水土污染問題。因此，對放射性核素水土污染程度的監(jiān)測和污染范圍的定位等實時管理就顯得非常重要，目前國內(nèi)對鈾尾礦庫放射性核素水土污染的在線無線實時監(jiān)測定位還沒有成熟的方法及相應(yīng)的設(shè)備，傳統(tǒng)的有線監(jiān)測放射性核素水土污染的方法繁瑣、低效、成本高。
[0004]GPS是Globle Posit1ning System的縮寫，意思為全球定位系統(tǒng)，它是由美國政府歷經(jīng)20多年，耗資120億美金而實施的一項龐大的宇宙及航天工程。該系統(tǒng)可以在全球范圍內(nèi)全天候地為地面目標(biāo)提供信息，從而確定該目標(biāo)在地面上的精確位置、速度、運行方面等參數(shù)。
[0005]現(xiàn)在，人們越來越意識到GPS作用的重大及其應(yīng)用領(lǐng)域的廣闊，除軍事應(yīng)用外，它已被廣泛應(yīng)用于航天、航空、航海、測量、勒探等諸多領(lǐng)域，隨著GPS接收板價格的不斷下降和其性能的不斷提高，GPS適用范圍越來越廣。
[0006]目前，現(xiàn)有的GPS定位裝置的結(jié)構(gòu)包括:計算機與控制單元，計算機與控制單元控制GPS芯片，GPS芯片與衛(wèi)星接收天線相連，另外計算機與控制單元還設(shè)有外部控制與各種接口、LED顯示器和電源。其工作原理是:首先衛(wèi)星接收天線接收到衛(wèi)星信號，然后把信號傳遞給GPS芯片得到具體的坐標(biāo)信息，坐標(biāo)信息再由計算機與控制單元轉(zhuǎn)換，顯示在LED顯示器上。其缺點在于只能工作于衛(wèi)星信號較好的場合，一旦信號衰減，或者信號丟失，GPS也就失效了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的之一是為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種能實時監(jiān)測、定位放射性污染的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的放射性核素水土污染監(jiān)測定位系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的放射性核素水土污染監(jiān)測定位系統(tǒng)，包括定位監(jiān)測節(jié)點、基站節(jié)點及綜合處理服務(wù)器；所述基站節(jié)點用于與所述定位監(jiān)測節(jié)點進行通信；所述綜合處理服務(wù)器通過有線網(wǎng)絡(luò)連接所述基站節(jié)點；所述定位監(jiān)測節(jié)點與基站節(jié)點之間采用ZIGBEE標(biāo)準通信；
[0009]所述定位監(jiān)測節(jié)點布設(shè)在鈾尾礦庫及其周邊區(qū)域，包括少量的信標(biāo)節(jié)點和大部分非信標(biāo)節(jié)點。信標(biāo)節(jié)點含有GPS定位模塊、第一微處理器模塊、第一存儲模塊、第一 ZIGBEE模塊、第一傳感器模塊、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊及第一電源模塊；所述GPS定位模塊與所述第一微處理器模塊串口相連，用于將接收的定位數(shù)據(jù)發(fā)送給所述第一微處理器模塊進行處理；所述第一微處理器模塊連接所述第一 ZIGBEE模塊，將所述定位數(shù)據(jù)通過第一 ZIGBEE模塊傳輸至其它非信標(biāo)節(jié)點；所述第一微處理器模塊通過所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接所述第一傳感器模塊；所述第一微處理器模塊還連接所述第一電源模塊及第一存儲模塊；所述第一電源模塊為所述GPS定位模塊，第一微處理器模塊、第一存儲模塊、第一 ZIGBEE模塊、第一傳感器模塊及第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進行供電，提供節(jié)點正常運行所需的能量；所述非信標(biāo)節(jié)點包括第二微處理器模塊、第二存儲模塊、第二 ZIGBEE模塊、第二傳感器模塊、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊及第二電源模塊，所述非信標(biāo)節(jié)點通過接收周邊少數(shù)信標(biāo)節(jié)點的GPS定位信息，由ZIGBEE無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法來定位自身位置。
[0010]進一步的，所述第一 ZIGBEE模塊上還設(shè)有接收天線及發(fā)送天線；用于建立ZIGBEE無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，與其他節(jié)點進行數(shù)據(jù)的接收及發(fā)送。
[0011]進一步的，所述第一傳感器模塊及第二傳感器模塊均包括核輻射傳感器、濕度傳感器及溫度傳感器。
[0012]進一步的，所述的第一存儲模塊及第二存儲模塊內(nèi)存儲有與其位置唯一對應(yīng)的位置編碼信息。
[0013]進一步的，所述的第一電源模塊及第二電源模塊電壓范圍在6V?12V。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明提供的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的放射性核素水土污染監(jiān)測定位系統(tǒng)，布設(shè)多個定位監(jiān)測節(jié)點覆蓋整個監(jiān)測區(qū)域形成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，使系統(tǒng)實現(xiàn)了實時在線核素污染放射性監(jiān)測定位，無需人員去現(xiàn)場檢測，降低了成本又方便，相比傳統(tǒng)技術(shù)大大提高了監(jiān)測系統(tǒng)的時效性、安全性；基于GPS和ZIGBEE的雙模定位技術(shù)，平臺擴展性極強，可同時加載多個節(jié)點，還可以加載各種傳感器；由于ZIGBEE標(biāo)準為免費使用的無線通信標(biāo)準，因此節(jié)省了大量許可使用費，進而降低了成本。同時具有低耗能、超長待機、體積小、重量輕、無線布設(shè)方便和適應(yīng)各種惡劣環(huán)境的特點。
【附圖說明】
[0015]圖1所示為本發(fā)明基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的放射性核素水土污染監(jiān)測定位系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓補圖。
[0016]圖2所示為本發(fā)明中信標(biāo)節(jié)點模塊示意圖。
[0017]圖3所示為本發(fā)明中非信標(biāo)節(jié)點模塊示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下文將結(jié)合具體附圖詳細描述本發(fā)明具體實施例。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實施例中描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認為是孤立的，它們可以被相互組合從而達到更好的技術(shù)效果。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的放射性核素水土污染監(jiān)測定位系統(tǒng)，包括定位監(jiān)測節(jié)點3、基站節(jié)點2及綜合處理服務(wù)器I ;基站節(jié)點2用于與定位監(jiān)測節(jié)點3進行通信；綜合處理服務(wù)器I通過有線網(wǎng)絡(luò)連接基站節(jié)點2 ;定位監(jiān)測節(jié)點3之間、定位監(jiān)測節(jié)點與基站節(jié)點2之間均采用ZIGBEE標(biāo)準通信；
[0020]如圖2及圖3所示，定位監(jiān)測節(jié)點3分為信標(biāo)節(jié)點4和非信標(biāo)節(jié)點5，少量的信標(biāo)節(jié)點4和大部分非信標(biāo)節(jié)點5布設(shè)在鈾尾礦庫及其周邊區(qū)域，信標(biāo)節(jié)點4包括有GPS定位模塊450、第一微處理器模塊410、第一存儲模塊430、第一 ZIGBEE模塊460、第一傳感器模塊420、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊470及第一電源模塊440 ;GPS定位模塊450與第一微處理器模塊410串口相連，用于將接收的定位數(shù)據(jù)發(fā)送給第一微處理器模塊410進行處理；第一微處理器模塊410連接第一 ZIGBEE模塊460，將定位數(shù)據(jù)通過第一 ZIGBEE模塊460傳輸至其它節(jié)點；第一微處理器模塊410通過第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊470連接第一傳感器模塊420 ;第一微處理器模塊410還連接第一存儲模塊430 ;第一電源模塊440為GPS定位模塊450、第一微處理器模塊410、第一存儲模塊430、第一 ZIGBEE模塊460、第一傳感器模塊420及第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊470進行供電，提供節(jié)點正常運行所需的能量。非信標(biāo)節(jié)點5包括第二微處理器模塊510、第二存儲模塊530、第二 ZIGBEE模塊550、第二傳感器模塊520、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊560及第