基于物聯(lián)網(wǎng)的輻射源安全監管系統的設計與實(shí)現

摘要：輻射源具有強烈的社會(huì )敏感性，無(wú)論是丟棄還是泄漏，都會(huì )給人類(lèi)社會(huì )和環(huán)境造成無(wú)法估量的損失和危害。為了使其能夠進(jìn)一步造福于人類(lèi)社會(huì )，對輻射源進(jìn)行規范使用，安全監管尤為重要。文章介紹了一套集輻射源劑量監測、RFID電子標簽、GPS地球定位、位移檢測、視頻監控和管理為一體的安全監管物聯(lián)網(wǎng)應用系統，以降低輻射源被盜的風(fēng)險，準確高效地實(shí)現輻射源安全監管的目標。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；輻射源；RFID；GPS；GPRS；視頻監控

0 引言
隨著(zhù)核技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，輻射源的應用市場(chǎng)日趨廣泛。通過(guò)在工業(yè)、農業(yè)、醫學(xué)和研究方面的應用，輻射源為人類(lèi)和社會(huì )提供了巨大利益，為科技進(jìn)步做出了重要貢獻。同時(shí)，因輻射源管理不善而對環(huán)境和人身健康造成了嚴重危害。輻射源傳統的監管方式為上鎖、警示和人為看護等，但因人為因素導致丟失和泄漏事故比比皆是，給社會(huì )和公眾安全帶來(lái)巨大威脅。因此，建立一套基于物聯(lián)網(wǎng)的輻射源安全監管系統，將輻射源與網(wǎng)絡(luò )連接起來(lái)進(jìn)行信息交換和通信，實(shí)現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理等目標具有重要的現實(shí)意義。

1 系統總體架構
基于物聯(lián)網(wǎng)的輻射源安全監管系統的總體架構由前端現場(chǎng)部分(感知層)、數據傳輸部分(傳輸層)和安全監管部分(應用層)等組成，圖1所示是其系統結構圖。其中，前端現場(chǎng)部分以輻射源為前提設置劑量檢測、RFID電子標簽識別、GPS定位跟蹤、視頻監控等裝置，以確保輻射源出現丟失、位移和泄漏等異常情況時(shí)通過(guò)傳輸層向監管中心發(fā)送實(shí)時(shí)數據和狀態(tài)信號并向現場(chǎng)本地和監管人員發(fā)送報警信號。數據傳輸部分是通過(guò)GPRS方式將劑量信息、電子標簽信息傳送到監控中心；將視頻監控信號通過(guò)3G、ADSL或專(zhuān)線(xiàn)等方式傳輸到監控中心；將移動(dòng)源位置信息通過(guò)GPS定位和GPRS傳送到監控中心；將移動(dòng)源視頻監控圖像通過(guò)GPRS以圖片形式傳輸到監控中心。由監控中心的安全監管系統完成信息的分析處理、智能化應用服務(wù)和控制決策。

2 現場(chǎng)前端感知層的設計
現場(chǎng)前端感知層主要由劑量檢測儀、防拆毀RFID標簽、RFID閱讀器、位移監測設備、高清網(wǎng)絡(luò )攝像機及網(wǎng)絡(luò )設備等硬件設備構成。
2．1 劑量檢測
使用不同型號的測量?jì)x對各個(gè)輻射源應用場(chǎng)所的輻射強度進(jìn)行測量。各監測儀通過(guò)光電傳感器收集被測放射源的測量數據，經(jīng)過(guò)A／D轉換后，測量?jì)x將所獲得的數字信號通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸到監控中心。監控中心可以判斷輻射源是否出現丟失或劑量外泄等事故。
2．2 RFID電子標簽及閱讀器
射頻識別RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù)是一種新興自動(dòng)識別技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。它采用無(wú)線(xiàn)射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數據通訊以達到目標識別并交換數據的目的。RFID具有遠距離、同時(shí)可識別多個(gè)標簽、識別速度快、標簽存儲容量大、數據安全等特點(diǎn)。在本方案中，利用RFID技術(shù)，實(shí)現了輻射源防盜報警，其原理如圖2所示。