通用型就地輻射處理單元的設計

在核輻射監測系統儀表中，設計一種通用型就地輻射處理單元，其采用 ARM 內核微控制器設計，具備顯示、采集、存儲、通信、報警等功能。在 CAP1400/CAP1000 關鍵輻射監測儀表中，就地輻射處理單元作為通用型的二次儀表。

中圖分類號：TN791；TL81 文章編號：1674-2583（2020）04-0016-02

DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2020.04.005

通用型就地輻射處理單元的設計［J］。集成電路應用， 2020， 37（04）： 16-17.

Design of Local Radiation Processing Unit

JIN Lei， LI Fei， ZHANG Luya

Abstract — In the instrument of nuclear radiation monitoring system， this paper designs a general-purpose local radiation processing unit， which is designed with ARM core microcontroller and has the functions of display， collection， storage， communication， alarm and so on. In the CAP1400 / CAP1000 key radiation monitoring instrument， the local radiation processing unit is used as the general secondary instrument.

Index Terms — general purpose unit， radiation treatment， secondary instrument.

0 引言

在現代化的核電站或其他核設施中，對周圍環境、氣體、液體和固體中放射性水平的測量是一項十分重要的工作，隨著技術的發展，核輻射監測系統逐步成為每一個核電站和核設施中必不可少的一種監測系統，它確保核電站和核設施的運行安全，對這些設施的各個部位的放射性水平進行可靠、自動、有效的測量，對測量結果進行顯示、報警和傳輸。在核輻射監測系統中，針對不同的監測對象，采用不同的輻射探測器，主要包括 GM 管探測器、電離室探測器、惰性氣體探測器、131I 探測器、氣溶膠探測器等，探測器接入到輻射處理單元（LRP），輻射處理單元采集探測器數據，實現輻射數據的顯示、存儲、報警及通信等功能。

1 硬件設計

系統框圖，就地輻射處理單元作為通用的二次儀表，其主要功能包括與輻射探測器進行連接，給探測器供電并通過 RS485 總線采集探測器數據、顯示輻射測量值并輸出報警信息、存儲歷史數據及異常事件、對外模擬量/數字量輸入輸出、RS485 數據通信、網絡通信等。

其硬件電路主要以 ARM CortexM4 內核的微控制器 STM32F429IGT6 為核心，采用動態內存 SDRAM、7 寸 TFT-LCD 顯示屏、實時時鐘、存儲器、RS232RS485 通信接口、網絡接口、數字量輸入輸出電路、模擬量輸入輸出電路等外圍電路設計。

2 軟件設計

就地輻射處理單元軟件，采用分層架構模型，分為驅動層、中間層、應用層。通過分層架構，將軟件功能與底層硬件接口進行隔離，便于軟件更新、維護等。其中驅動層主要用來編寫硬件設備的底層驅動，中間層主要提供通用的 GUI 庫、TCP/IP 協議棧、FAT 文件系統等，應用層根據軟件的功能模塊劃分為不同的功能任務，實現具體的功能。為軟件架構框圖。

3 外形設計

就地輻射處理單元作為核電站或核工業場所安裝的在線式輻射監測設備，外形設計時需對外殼防護等級、抗震等級、加工材質等因素進行考慮，具體外形設計。

4 結語

本文介紹了通用型就地輻射處理單元的設計，通過該產品的自主研發，為 CAP1400/CAP1000 三代核電的關鍵輻射儀表的開發，提供了通用的輻射監測單元，提升了核電設備國產化的技術水平。
責任編輯:pj