核電站人員定位卡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種核電站人員定位卡，包括：內(nèi)部集成了超低功耗微處理器的核心控制單元(1)，控制單元外圍分別連接WIFI收發(fā)單元(2)、輻射劑量數(shù)據(jù)探測(cè)接口單元(3)、傳感器組件(4)及電源模塊(5)。核心控制單元外圍還連接人機(jī)交互按鈕(6)、定位卡充電及配置調(diào)試接口(7)、LED指示燈(8)及蜂鳴器(9)、振動(dòng)告警器(10)。本發(fā)明所公開(kāi)之定位卡應(yīng)用于核電站工作人員位置定位，通過(guò)輻射劑量數(shù)據(jù)探測(cè)接口模塊還可接收輻射劑量探測(cè)儀表發(fā)送的劑量數(shù)據(jù)并通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)胶穗娬究刂票O(jiān)測(cè)系統(tǒng)。適合核電站工作場(chǎng)所人員定位和輻射數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，提升核電站監(jiān)控中心綜合調(diào)度能力，提高對(duì)核電站現(xiàn)場(chǎng)工作人員的安全保障能力。
【專利說(shuō)明】核電站人員定位卡

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無(wú)線定位卡，特別涉及一種能快速、可靠的將核電站現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員所處位置及所處位置的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至核電站控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的多功能人員定位識(shí)別卡。

【背景技術(shù)】
[0002]核電站廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作人員進(jìn)入到廠房?jī)?nèi)后，廠房外監(jiān)控和管理人員目前缺乏有效手段和技術(shù)實(shí)時(shí)掌握廠房?jī)?nèi)部工作人員的位置信息及所在位置的輻射劑量數(shù)據(jù)等信息。一旦發(fā)生突發(fā)事故，核電站指揮中心難以快速準(zhǔn)確的確定廠房?jī)?nèi)部作業(yè)人員的數(shù)量、位置及所在位置是否有超限輻射劑量，從而延緩了事故處理的進(jìn)程。另外，廠房?jī)?nèi)部的環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)多采用定時(shí)采樣的方式，更新速度慢，采樣點(diǎn)數(shù)量有限，難以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)當(dāng)前環(huán)境的輻射劑量、溫度、濕度信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的旨在提供一種能快速、可靠的將核電站現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員所處位置及所處位置的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至核電站控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的多功能人員定位識(shí)別卡，以解決現(xiàn)有技術(shù)手段難以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的將核電站廠房?jī)?nèi)作業(yè)人員的位置信息和當(dāng)前位置的環(huán)境數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到核電站控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的問(wèn)題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種多功能定位卡，包括核心控制單元，用于定位卡的核心控制，通過(guò)接口控制外圍模塊和單元，并對(duì)采集的信息進(jìn)行整合，處理成符合定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)協(xié)議格式的數(shù)據(jù)包發(fā)送到定位和監(jiān)測(cè)服務(wù)器；WIFI收發(fā)單元，用于掃描周邊AP的MAC地址、SSID和無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度信息和接入到核電站W(wǎng)IFI網(wǎng)絡(luò)；輻射劑量數(shù)據(jù)探測(cè)接口，用于連接輻射劑量探測(cè)儀表，接收輻射劑量探測(cè)儀表發(fā)送的數(shù)據(jù)；傳感器組件，用于采集所述定位卡的姿態(tài)和環(huán)境數(shù)據(jù)信息，包括溫度、濕度、壓力、加速度、陀螺儀和磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；電源模塊，用于所述定位卡供電及提供充放電保護(hù)；充電及配置調(diào)試接口，用于對(duì)所述定位卡電池進(jìn)行充電，對(duì)所述定位卡進(jìn)行初始數(shù)據(jù)配置及固件升級(jí)；人機(jī)交互按鈕，用于操作人員對(duì)所述定位卡進(jìn)行控制和操作，例如對(duì)所述定位卡產(chǎn)生的振動(dòng)、蜂鳴或燈光告警進(jìn)行復(fù)位；振動(dòng)告警器、蜂鳴器，用于發(fā)出聲音和振動(dòng)告警提示；LED指示燈，用于發(fā)出光告警提示，同時(shí)復(fù)用為所述定位卡的工作狀態(tài)指示。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0006]A.定位卡通過(guò)核電站內(nèi)部部署的WIFI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行定位，支持802.llb/g/n協(xié)議，通過(guò)核電站控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)了解核電站內(nèi)部工作人員的具體位置，為核電站作業(yè)管理提供直觀快速的手段；
[0007]B.定位卡通過(guò)輻射劑量數(shù)據(jù)接口單元接收輻射劑量探測(cè)儀表的探測(cè)數(shù)據(jù)，包括劑量率、總劑量、劑量探測(cè)時(shí)長(zhǎng)，通過(guò)WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送到核電站控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，定位卡同時(shí)接收劑量探測(cè)儀表發(fā)出的輻射劑量率超限、輻射總劑量超限及測(cè)量時(shí)長(zhǎng)超限等告警信息，觸發(fā)自身的蜂鳴器、振動(dòng)告警器和LED燈發(fā)出告警，以提醒現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員注意。
[0008]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0010]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的定位卡的示意圖；
[0011]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的定位卡核心控制單元軟件處理的流程圖；
[0012]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用狀態(tài)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0014]下面參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的核電站人員定位卡。
[0015]核電站人員定位卡包括核心控制單元(I) ,WIFI收發(fā)單元(2)、輻射劑量數(shù)據(jù)探測(cè)接口單元(3)、傳感器組件(4)、電源模塊(5)、至少一個(gè)人機(jī)交互按鈕￠)、定位卡充電及配置調(diào)試接口(7)、LED指示燈(8)、蜂鳴器(9)和振動(dòng)告警器(10)。
[0016]下面分別對(duì)核電站人員定位卡的各個(gè)模塊單元的功能進(jìn)行描述。
[0017]核心控制單元(I)是整個(gè)定位卡的核心，通過(guò)外圍接口連接其他模塊和單元，用于控制定位卡信息的采集和發(fā)送，同時(shí)控制告警單元觸發(fā)告警動(dòng)作。核心控制單元(I)與WIFI收發(fā)單元(2)連接，接收WIFI收發(fā)單元(2)發(fā)送的定位采集信息；與輻射劑量數(shù)據(jù)探測(cè)接口單元(3)連接，接收輻射劑量探測(cè)儀表發(fā)送的劑量探測(cè)數(shù)據(jù)信息；與傳感器組件(4)連接，接收傳感器組件采集的溫度、濕度、壓力和加速度、角速度等數(shù)據(jù)；核心控制單元對(duì)采集的信息進(jìn)行整合，處理成符合定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)協(xié)議格式的數(shù)據(jù)包，并通過(guò)WIFI收發(fā)單元
(2)發(fā)送到定位和監(jiān)測(cè)服務(wù)器。為了使定位卡能夠滿足至少24小時(shí)的工作要求，采用超低功耗微處理器作為核心控制單元(I)的主控元件。
[0018]WIFI收發(fā)單元(2)包含2方面功能，一方面采集周邊AP的信號(hào)強(qiáng)度、MAC地址、SSID等信息，作為定位引擎定位依據(jù)；另一方面根據(jù)核心控制單元(I)的指令，將處理好的數(shù)據(jù)包通過(guò)核電站W(wǎng)IFI網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到定位和監(jiān)測(cè)服務(wù)器。WIFI收發(fā)單元采用高接收靈敏度WIFI模塊,其接收靈敏度在IMbps BPSK,8% PER時(shí)大于_89dBm。
[0019]輻射劑量數(shù)據(jù)探測(cè)接口單元(3)通過(guò)串行接口與輻射劑量探測(cè)儀表連接，接收輻射劑量探測(cè)儀表探測(cè)的輻射劑量數(shù)據(jù)，接口速率在1200bps?38400bps范圍。
[0020]傳感器組件(4)包括運(yùn)動(dòng)狀態(tài)傳感器組件及溫度、濕度傳感器等組件。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)采集功能是通過(guò)整合多軸運(yùn)動(dòng)感測(cè)追蹤組件來(lái)完成的，用IIC接口控制，根據(jù)運(yùn)動(dòng)組件的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模式姿態(tài)判別及輔助定位。溫度、濕度傳感器則用于采集現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的溫度、濕度等數(shù)據(jù)。
[0021]電源模塊(5)包含充電保護(hù)電路、電源管理芯片及聚合物鋰離子電池，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，為滿足定位卡長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)穩(wěn)定工作需要，聚合物鋰離子電池的容量需要大于2000mAho
[0022]人機(jī)交互按鈕(6)通過(guò)GP1與核心控制單元連接，定位卡使用人員通過(guò)人機(jī)交互按鈕控制定位卡工作，例如查看定位卡特定信息及對(duì)定位卡產(chǎn)生的告警信息進(jìn)行復(fù)位等。
[0023]充電及配置調(diào)試接口(7)用于對(duì)定位卡電池進(jìn)行充電，采用觸點(diǎn)和/或Mini USB接口形式，同時(shí)利用此接口對(duì)定位卡進(jìn)行初始數(shù)據(jù)配置及軟件升級(jí)。
[0024]LED指示燈⑶、蜂鳴器(9)、振動(dòng)告警器(10)均可以在定位卡收到/產(chǎn)生告警信息后，產(chǎn)生告警信號(hào)提醒定位卡使用人員進(jìn)行關(guān)注和處理。LED指示燈(8)復(fù)用作為定位卡工作狀態(tài)指示。
[0025]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的核電站人員定位卡應(yīng)用示例如圖2所示。核電站工作人員佩戴/持有定位卡進(jìn)入到核電廠房，定位卡將采集到的所有的WIFI接入點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度、MAC地址及服務(wù)集標(biāo)識(shí)SSID發(fā)送到定位及輻射監(jiān)測(cè)服務(wù)器，定位及輻射監(jiān)測(cè)服務(wù)器根據(jù)特有的定位算法計(jì)算出佩戴/持有定位卡的工作人員位置信息，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，同時(shí)將工作人員的位置信息實(shí)時(shí)在核電站控制監(jiān)測(cè)中心顯示屏進(jìn)行顯示。定位卡還將采集到的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的輻射劑量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及溫度、濕度等數(shù)據(jù)一并發(fā)送到定位及輻射監(jiān)測(cè)服務(wù)器，定位及輻射監(jiān)測(cè)服務(wù)器根據(jù)實(shí)際情況需要進(jìn)行顯示和觸發(fā)告警。典型的告警觸發(fā)條件包括:輻射劑量超限、溫度值超限、濕度值超限、現(xiàn)場(chǎng)人員在特定區(qū)域作業(yè)時(shí)間超限等。
[0026]采用定位卡能夠?qū)崟r(shí)得到核電站工作人員的位置信息，根據(jù)此位置信息可以靈活擴(kuò)展?jié)M足核電站運(yùn)營(yíng)管理要求的應(yīng)用，例如當(dāng)佩戴定位卡的工作人員進(jìn)入到非授權(quán)區(qū)域時(shí)，核電站控制監(jiān)測(cè)中心能夠及時(shí)得到告警信息并進(jìn)行處理。
[0027]在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0028]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于核電站的定位卡，其特征在于，內(nèi)部集成超低功耗微處理器的核心控制單元(1)，控制單元外圍分別連接WIFI收發(fā)單元(2)、輻射劑量數(shù)據(jù)探測(cè)接口單元(3)、傳感器組件(4)及電源模塊(5)。核心控制單元外圍還連接人機(jī)交互按鈕￠)、定位卡充電及配置調(diào)試接口(7)、LED指示燈(8)及蜂鳴器(9)、振動(dòng)告警器(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的定位卡，其特征在于，利用所述WIFI收發(fā)單元(2)掃描周邊AP的信號(hào)強(qiáng)度、MAC地址和SSID信息，發(fā)送到無(wú)線定位系統(tǒng)定位引擎進(jìn)行定位計(jì)算，得出所述定位卡當(dāng)前位置信息。
3.如權(quán)利要求1所述的定位卡，其特征在于，利用所述輻射劑量數(shù)據(jù)探測(cè)接口單元(3)接收劑量探測(cè)儀表發(fā)送的劑量探測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)所述WIFI收發(fā)單元(2)接入到核電站W(wǎng)IFI網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶穗娬究刂票O(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求1所述的定位卡，其特征在于，所述核心控制單元(1)接收所述傳感器組件(4)發(fā)送的狀態(tài)數(shù)據(jù)，包含溫度、濕度、壓力、陀螺儀、加速度、磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，通過(guò)所述WIFI收發(fā)單元(2)接入到核電站W(wǎng)IFI網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到核電站控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求1所述的定位卡，其特征在于，所述核心控制單元(1)分析從所述傳感器組件(4)、WIFI收發(fā)單元(2)、輻射劑量數(shù)據(jù)探測(cè)接口單元(3)接收到的數(shù)據(jù)，達(dá)到告警條件后，控制所述LED指示燈(8)、蜂鳴器(9)和振動(dòng)告警器(10)發(fā)出光、聲和振動(dòng)告警。
6.如權(quán)利要求1所述的定位卡，其特征在于，所述核心控制單元(1)還連接電源模塊(5)、人機(jī)交互按鈕￠)、定位卡充電及配置調(diào)試接口(7)。
【文檔編號(hào)】E21F17/18GK104295319SQ201410535265
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】傅培成, 席偉 申請(qǐng)人:志勤高科(北京)技術(shù)有限公司