[GD32E231 作品提交]环境辐射剂量监测设备设计

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[GD32E231 作品提交]环境辐射剂量监测设备设计 [复制链接]

 

       在日常生活中，人们常常无法远离放射性辐射的影响，例如到医院做CT，特别是专门从业人员，常常需要对环境中的辐射剂量率进行有效的监控，现在常用的有小型个人剂量值，通过个人配带，定期上交后统计一段时间内的累积剂量值。本项目拟设计基于GD32国产芯片的环境剂量监测设备模型样机，通过盖革管计数，以数码管实时显示剂量信息，当剂量率达到或超过阈值时，产生声光报警，后期考虑加上GPRS模块后还可将数据上传至中心管理。

        1、系统框图

       如上图系统框图所示，项目以GD32E231为核心处理器，按照功能模块可分为蜂鸣器模块、数码管模块、指标灯模块、GPRS模块（采用SIM800，预留接口）、放射性传感器模块、管理串口模块等。使用看门狗复位电路来防止程序跑偏。

       2、功能介绍

      下面将各模块功能进行简要介绍

      2.1蜂鸣器模块

     该模块用于报警时，产生报警声，使用GPIO接口驱动三极管下拉电路，当需要报警时，GPIO口输出低电平，三极管导通使得蜂鸣器负极接地产生鸣响。

      2.2 OLED显示模块

      该模块用于实时显示当前条件下的剂量率，剂量率通过放射性传感器（盖革管计数器）按一定的算法计算得出。OLED采用模拟IIC模式定时刷新，其显示界面如下图所示。

      2.3计数管计数模块

     本项目使用两个TIM定时器，一个是TIM2，一个是TIM5。TIM2用于捕获输入，TIM5用于产生1秒计时。计数值通过TIM2定时捕获输入来获取计数值，这里简要介绍一下盖革管的工作原理，盖革管全称是盖革-米勒计数器，也叫GM管，是一种专门探测电离辐射(α粒子、β粒子、γ射线和X射线)强度的记数仪器。由充气的管或小室作探头，当向探头施加的电压达到一定范围时，射线在管内每电离产生一对离子，就能放大产生一个相同大小的电脉冲并被相连的电子装置所记录，由此测量得单位时间内的射线数。本项目中将TIM2工作在输入捕获模式下，在TIM5产生的1秒的定时周期内进行计数，并通过专门算法计算后在主函数中循环显示。

       2.4看门狗模块

      设置独立看门狗，防止程序跑飞。

      2.5心跳模块

      设置心跳LED，用于指示电路板工作正常，正常工作时心跳LED按1秒速率闪烁。这里使用开发板上的LED1作为心跳LED。

      2.6串口模块

       管理串口使用串口1，可以用于输出调试信息。同时可预留串口2用于连接SIM800 GPRS模块，这部分功能可后续扩展。

        2.7 RTC模块

      用于显示时间，能够在OLED上显示，显示格式为hh:mm:ss。

3. 硬件平台搭建

  硬件平台上使用以GD32E2301-START开发板为核心板，通过杜邦线连接盖革管计数器模块，由于盖革管计数器模块上需要使用高压模块，START开发板供电能力不足，这里借用之前使用的驱动模块为盖革管计数器模块供电，这样的好处是不需要另外再设计电路，且不影响功能的实现。

4. 软件模块介绍

  软件流程图如下所示

   主要的工作代码

   初始化代码段

     主函数的while循环

  定时器2捕获代码

  定时器5用于产生秒中断

  中断处理函数

     5、实物演示

 

     6、代码

RationalDose.rar (1.02 MB, 下载次数: 20)

2019-6-20 12:56 上传

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    7、文档

环境辐射剂量监测设备设计.docx (244.01 KB, 下载次数: 6)

2019-6-21 10:48 上传

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lightxixi

楼主，还需要提交完整作品的word文档哈。

cxmin

lightxixi 发表于 2019-6-20 21:53 楼主，还需要提交完整作品的word文档哈。

已修改，谢谢

lightxixi

cxmin 发表于 2019-6-21 10:49 已修改，谢谢

辛苦了~