基于Qt5/Embedded的网络化辐射环境监测信息系统设计与实现

来源 :东华理工大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:zhangchao1011
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随着我国核技术、核工业和建设行业的迅速发展,环境放射性污染对环境保护、公众安全的影响增加,其逐渐被民众重视。为有效减少放射性核素的危害,建立辐射环境监测系统对区域环境质量监测显得尤为重要。本课题设计了一种网络化辐射环境监测信息系统,配以测氡仪、气溶胶采集器、γ剂量率仪、γ能谱仪等辐射探测装置;在软件上运用标准C++11、高速Socket传输服务、MySQL/SQLite开源数据库、高效AES加密算法、多线程锁机制与信号机制、Qt5核心库、Qt信号槽机制、高性能libev网络库等关键技术及方法,完成各项功能开发。最终通过局域网和4G网络模块实现数据传输及仪器远程控制。其系统设计及实施期间完成的主要核心工作如下:(1)针对企业对终端性能与操作系统选择差异,而监测仪器服务商仅能提供指定平台的软件,导致多仪器多平台兼容问题。系统通过使用Qt框架实现Linux、Windows、Android等多平台开发问题,达到跨平台目的。(2)针对目前辐射环境监测仪器多样性导致数据冗余、数据容错性差、多套监测系统独立与数据格式不统一的问题。系统通过实现各种数据采集的同时,采用自协议定义方式实现数据表达及格式统一,解决了多监测信息系统相互独立的问题,达到多监测仪器使用同一监测系统的目标,并降低多套系统维护成本。(3)针对目前仪器多以离线方式采集,自动化监测需依赖DTU模块进行网络化。因DTU模块多无加密功能,进而易导致数据安全性低、仪器接口易于暴露、服务器性能弱化等问题。系统通过采集终端进行数据采集与解析,使用SQLite进行存储。并使用AES算法资源消耗小和Socket传输速度快的特点,从而达到降低服务器功能复杂度,提高性能。保障了传输、仪器远程控制的数据安全,防止伪造或篡改数据。最后,该系统在真实仪器与虚拟串口模拟条件下对其各个功能模块进行用例测试。结果表明该辐射环境监测信息系统,可移植性强、数据冗余小、数据高容错、数据安全性较强,数据传输可靠,各模块运行稳定。基本满足实际应用中网络化区域环境辐射监测的需求,能够及时了解辐射水平的变化而避免发生意外辐照事故。
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