[发明专利]高浓缩核材料贮存安全监管系统及方法

权利要求书

1.一种高浓缩核材料贮存安全监管系统，包括温湿度监测模块、语音报警模块、通信模块和电源管理模块，其特征在于，还包括：主控模块、移动监测模块、辐射监测模块和电子封条模块，其中，

所述移动监测模块，连接所述主控模块，用于采用由加速度计与陀螺仪构成的传感器组合对核材料进行姿态检测并采集所述核材料的运动数据，将所述核材料的运动数据发送至所述主控模块；

所述辐射监测模块，连接所述主控模块，用于对核材料贮存箱内的中子和γ射线进行探测，将探测获得的电信号转换成电脉冲信号，并将所述电脉冲信号发送至所述主控模块；

所述电子封条模块包括电子封条和唤醒器，所述电子封条安装在所述核材料贮存箱的箱体上，与主控模块连接，所述唤醒器由操作人员保管和使用，所述唤醒器用于对所述核材料贮存箱的操作人员进行身份识别、认证和权限管理，并接收完成了身份验证的操作人员的操作指令，所述电子封条用于接收操作人员通过唤醒器发送的操作指令，根据所述操作指令向所述主控模块发送相应的状态信息并执行与所述状态信息相对应的操作，并预防所述核材料贮存箱被非授权动用和开箱；

所述主控模块，用于根据所述电子封条发送的状态信息监测所述核材料贮存箱的机械封以及箱体内部的光线是否存在异常，基于所述核材料的运动数据判断所述核材料是否存在被移动的异常，基于所述电脉冲信号对所述核材料进行辐射剂量是否异常的判断，基于所述温湿度监测模块采集的温湿度数据进行所述核材料的贮存环境是否异常的判断，若判断获知任一异常，则进行中断并触发所述语音报警模块进行报警；

所述通信模块，连接所述主控模块，用于提供所述高浓缩核材料贮存安全监管系统与外部连接的通信接口；

所述电源管理模块，用于为所述高浓缩核材料贮存安全监管系统中的其他模块提供电源。

2.根据权利要求1所述的高浓缩核材料贮存安全监管系统，其特征在于，所述电子封条包括：第一射频电路、光线传感器和机械封监测单元，其中，所述光线传感器用于检测所述核材料贮存箱箱体内部的光线强度，并将所述光线强度发送至所述主控模块，所述机械封监测单元用于待所述核材料贮存箱封闭完成后，向所述主控模块发送驱使所述主控模块处于等待状态的信号；

所述唤醒器包括：第二射频电路、液晶显示单元、键盘、串行通信接口和微处理器，其中，所述微处理器中存储有对所述核材料贮存箱的操作人员进行身份识别、认证和权限管理的程序；

所述电子封条通过收发2.45G射频信号与所述唤醒器进行数据交互。

3.根据权利要求1所述的高浓缩核材料贮存安全监管系统，其特征在于，所述主控模块，具体用于：

若接收所述电子封条发送的施封状态信息，调用电子封印控制函数监测所述核材料贮存箱的机械封以及箱体内部的光线情况；

若所述机械封或箱体内的光线出现异常，则进行中断并触发所述语音报警模块进行报警，否则，采用卡尔曼滤波算法对所述由加速度计与陀螺仪构成的传感器组合中各传感器采集到的运动数据进行融合处理，并判断所述核材料是否存在被移动的异常，对所述电脉冲信息进行处理获得所述核材料贮存箱内的辐射剂量信息，并根据辐射剂量样本数据和统计规律动态设定辐射剂量报警阈值，根据所述辐射剂量报警阈值判断所述辐射剂量信息是否异常，基于所述温湿度监测模块采集的温湿度数据进行所述核材料的贮存环境是否异常的判断，若判断获知任一异常，则进行中断并触发所述语音报警模块进行报警。

4.根据权利要求1所述的高浓缩核材料贮存安全监管系统，其特征在于，所述主控模块为Arduino Mega 2560嵌入式控制器。

5.根据权利要求1所述的高浓缩核材料贮存安全监管系统，其特征在于，所述移动监测模块包括：MPU-6050芯片，所述MPU-6050芯片作为由加速度计与陀螺仪构成的传感器组合进行核材料的运动数据采集，所述MPU-6050芯片通过I²C总线与所述主控模块进行通信。

6.根据权利要求1所述的高浓缩核材料贮存安全监管系统，其特征在于，所述辐射监测模块包括：盖革-穆勒计数器和辅助电路，所述盖革-穆勒计数器用于对所述核材料贮存箱内的中子和γ射线进行探测，所述辅助电路用于将所述盖革-穆勒计数器的电信号转换为电脉冲信号。