放射源监测二次仪表软件设计本科论文.doc

本科毕业论文(设计) 题目： 放射源监测二次仪表软件设计 学院： 物理与电子科学学院 班级： 姓名： 指导教师 王振义 职称： 副教授 完成日期： 2014 年 5 月 25 日 放射源监测二次仪表软件设计摘要： 该文章详细论述了基于STM32F407ZET6的MCU与 RS485接口及ZigBee模块的通信程序，以及串行智能LCD显示和界面设计，还有相关数据处理程序的软件设计。具体就是将探头测量得到的数据通过RS485或者ZigBee传送到MCU进行处理，然后将处理结果显示到LCD上。可以对出现的故障进行报警和做出相应的程序调整。整个过程利用OPC server管理。本文分别论述了各模块的定义及应用，主要介绍了二次仪表的软件设计以及在实际应用时出现的结果。 关键词放射源RS485；ZigBee；OPC server 目 录 一、背景 1 二、 放射源监控系统涉及到的模块简介 1 2.1放射源检测探头 1 2.2 RS485接口 1 2.3 ZigBee 2 2.4 LCD 2 2.5 OPC server软件模块或放射源监控管理系统件 2 三、系统的通信过程 3 3.1探头与MCU的通信过程 3 3.2 ZigBee的通信过程 3 3.3 LCD的通信过程 4 3.4二次仪表和PC的通信过程 4 3.5报警的通信过程 4 四、各模块实现其功能的部分程序 4 4.1 LCD的部分程序 4 4.2与ZigBee和RS485通信的程序 5 五、 系统使用时显示屏出现的画面以及其原因 8 5.1开机 8 5.2测量 8 5.3通讯故障显示及实现的程序 9 5.4数据网关显示 12 5.5故障处理部分程序 13 参考文献 16 致谢 17 一、背景：如今在工农生产方面，放射源应用已经非常广泛，例如，过程的控制，工业探伤，测井，医疗，辐射加工以及科学研究等诸多部门。与此有个——长期以来，放射源的监控工作一直处于人工监管的落后，全国各地是出现放射源物质和放射源的新闻报道 [1]放射源的或使用不当容易造成极大的社会恐慌和环境危害。因此，使用放射性源的过程不仅需要必要的安全措施，有合格的防护装备，而且最重要的是有效的和严格的监督和放射源的控制，以确保人身安全和环境安全。 国家相关部门专门针对放射源的管理颁布了诸多法律法规和规章制度，这些法律法规都严格规范了放射源的使用和管理的所有过程，对放射源的买卖，储存，运输，使用等都严格的要求，并且明确了监管机构和责任部门。 建立放射源监控系统，要依靠那些放射源使用企业现有的生产监管平台，建设一个信息管理系统，这个系统具有的功能要包括监控、传输和报警等功能。其中监控功能应该包括位置、剂量、和状态监控。传输则要求对监控数据进行实时传输。出现事故会报警。这样就可以对使用企业的放射源进行实时在线监管，做到对放射源管理自动化，信息化，使对放射源的监管更有实效性和科学性。 二、 放射源监控系统 本文主要涉及通讯和显示单元的二次仪表软件设计。具体包括二次仪表与探头、RS485接口及Zigbee模块的通信程序，以及串行智能LCD显示和界面设计，还有相关数据处理程序。下面将分别介绍放射源检测探头用来采集放射源射线强度由GM/SiPIN辐射探测器，数据处理模块，高压模块，电源和通信模块等构成。主要功能是：将工作场所放射源的辐射剂量实时转化成数字信号传送给后续设备，作为监测，报警和综合管理的基础数据。RS485接口 RS485使用差分信号负逻辑，+2 ~ +6说“0”，6V ~ -2V说“1” 。RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。3 ZigBee ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协定，底层是采用 IEEE 802.15.4 标准规范的媒体存取层与实体层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支援大量网络节点、支援多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。4 LCD LCD 的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态