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无线辐射监测与视频监控系统的设计与开发

金戈  
【摘要】: 随着核技术在工业、农业、医疗、科研及教学等领域的广泛应用,放射源安全越来越受到重视。由于使用或管理不当,辐射事件或事故时有发生,已造成一定的人员伤亡。因此,放射源的安全管理至关重要。 为了满足放射源安全监控的需求,本文设计并实现了一种无线辐射监测与视频监控系统。本文介绍了该系统的主要功能,设计思想,实现方案,以及所用到的关键技术。研究了辐射探测仪器的计算机化数据处理,无线RF数据通信方法和通信协议,视频信号的无线微波传输、显示和采集,以及图像序列中的运动检测等问题。 硬件方面,设计了嵌入式控制器。控制器与X-γ剂量率仪、视频监控设备、数字数传电台,微波视频发射器等构成了系统的前端。控制器通过串行通信接口与其他设备连接,实现数据采集、缓冲,设备控制,通信等功能。系统的后端由PC,视频采集设备,数字数传电台,微波视频接收器等构成。 软件方面,设计并实现了兼容NMEA0183标准的通信协议,用于保证无线RF数据通信的可靠性。通信协议的内容有:报文格式定义;错误检验方法;通信机制,包括差错控制、拥塞控制等功能;地址功能,实现点对多点通信。PC客户端程序实现了剂量率数据的接收、解析、存储、查询显示和绘图等功能,还有摄像机镜头和云台的控制。视频采集程序基于MicrosoftDirectShow架构,实时显示视频图像,智能化地采集保存视频信号,视频信号的采集由运动检测结果和辐射检测结果自动触发。视频以MPEG-4压缩格式文件存储,节省磁盘存储空间。在对常用的视频运动目标检测算法的研究的基础上,提出了动态背景差分法,进行运动检测。 本系统集成了辐射监测和视频监控功能,能够连续自动监控。由于使用了无线通信和一体化控制,系统易于移动和部署。能够满足放射源安全监控的需求。


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