一种基于手环的电离辐射实时检测方法与流程

【技术领域】

本发明属于个人电离辐射检测领域，尤其涉及一种基于手环的电离辐射实时检测方法。

背景技术：

放射性在人们日常生活中的应用越来越广泛，如医院、海关、机场、地铁等场所都普遍使用了具有放射性的设备。这使得普通公众接触放射性的机会大大增加。随着人们生活水平的提高，越来越多的公众开始关心放射性，即电离辐射对自身的影响。

目前，市场上的个人电离辐射检测装置大多是为从事放射性的工作人员设计。这些专业装置并不适合公众使用，主要原因在于专业装置的多数功能均在本地实现，设计相对封闭。

封闭性设计使得仪器的功能难以扩展，限制了对其数据进行更深层次挖掘和利用的可能性。公众用户早已习惯了大数据和云计算技术快速发展,例如大多智能可穿戴设备几乎都具备了强大的网络相关的功能。个人电离辐射检测领域的专业仪器，由于设计的封闭性，仍然是一个数据孤岛，其所得的实时数据仅限于在本地显示，限制了对其数据的进一步挖掘和利用。

另一方面，封闭性设计一方面使得专业装置的绝大多数功能均需在本地实现，从而装置的硬件成本较大，这也不符合公众用户对装置成本的期望。

以市面上具有代表性的pm1621型个人剂量仪为例，该仪器主要为在辐射控制区域的工作人员设计。该仪器数据大部分功能均在本地实现，如显示和声光报警功能等。其设计相对封闭，仅能离线将数据记录传到电脑上，实时数据则无法交互。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种基于手环的电离辐射实时检测方法。

本发明采用的技术方案具体如下：

一种基于手环的电离辐射实时检测方法，所述检测方法针对同一个城市的所有手环进行检测，包括以下步骤：

(1)用户佩戴手环后，手环定时自动检测周围环境电离辐射数据，然后将辐射数据发送给用户的智能手机；

(2)所述智能手机检查所述辐射数据，判断所述辐射数据是否大于预定义的阈值，如果不大于，则转到步骤7，如果大于，则所述智能手机通过gps装置辐射位置，同时获取辐射时间，使用该辐射数据、辐射位置和辐射时间组装成一个辐射数据包，将该辐射数据包发送给远程服务器，同时所述智能手机发出警报；其中同一个智能手机同一天内发送的任意两个辐射数据包的辐射位置之间的距离必须大于预定距离；

(3)当远程服务器接收到一个辐射数据包后，从该辐射数据包中解析出辐射数据、辐射位置和辐射时间，如果该辐射位置不在检测的城市内，则忽略该辐射数据包，方法结束，否则将解析出的数据作为一次异常辐射记录存储在数据库中；

(4)远程服务器在数据库中设置该辐射位置的可信度为1；

(5)远程服务器设置以该辐射位置为圆心，预定距离为半径的区域，从数据库中查询所有辐射位置落于该区域内的异常辐射记录，并将这些异常辐射记录的可信度乘以2作为其新的可信度，并且如果新的可信度大于1，则新的可信度直接置为1；

(6)远程服务器将该辐射位置推送给该城市内所有该检测方法的智能手机；

(7)如果智能手机从手环接收的辐射数据不大于预定阈值，则该智能手机通过gps装置获取当前位置，基于当前位置和手机内存储的所有异常辐射的辐射位置，判断是否接近了一个异常辐射源，如果接近，则使用该辐射数据作为检测数据、以当前位置作为检测位置和检测时间组装成一个检测数据包，发送给远程服务器；

(8)如果远程服务器接收到一个检测数据包，解析该检测数据包，获取其中的检测数据、检测位置和检测时间，根据该检测位置从数据库中查询获得所有接近该检测位置的异常辐射记录，将这些异常辐射记录的可信度分别乘以0.5作为其新的可信度，并且如果新的可信度小于预定义的阈值，则新的可信度直接置为0；

(9)远程服务器将可信度被置为0的异常辐射记录的辐射位置通知所有智能手机，从而各智能手机将通知的辐射位置从手机存储中删除。

进一步地，手环检测的时间间隔在出厂时默认设置，并可由用户通过智能手机修改。

进一步地，所述步骤7中的判断接近的方法采用距离判定，即判断两者之间的距离是否小于预定距离，如果小于，则认为两者接近。

进一步地，所述检测数据包和辐射数据包之间通过类型标识符来区别两种包的类型。

进一步地，远程服务器通过以下方法估计移动辐射源及其移动路径：

远程服务器从数据库提取出每个可信度被置为0的异常辐射记录，基于这些异常辐射记录的辐射时间进行分类，将辐射时间为同一天的异常辐射记录分为一类，基于同一类里的异常辐射记录的辐射位置，估计这一天出现的移动辐射源，以及每个移动辐射源的大致移动路径。

进一步地，该手环由腕带和电离辐射实时检测装置组成，该腕带上开一中空的腰型空腔，用于安装电离辐射实时检测装置。

进一步地，所述电离辐射实时检测装置包括电离辐射探测器、控制器、供电单元和通信单元。

进一步地，所述探测器为闪烁体探测器或者盖革探测器。

进一步地，所述控制器对所述探测器输出脉冲计数，获取探测器的检测数据，然后将检测数据发送给所述通信单元。

进一步地，所述通信单元将检测数据传输到智能手机。

本发明的有益效果为：使得手环可以与智能手机连接，并以此接入云计算系统，从而可以完成辐射源追踪等复杂功能；手环的数据不再是一个孤岛，其数据可以得到进一步的挖掘和应用，大大丰富了装置的应用场合。

【附图说明】

此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是本发明手环的结构图。

图2是是本发明手环检测网络图。

【具体实施方式】

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参见附图1，其示出了本发明手环的一个实施例的结构，该手环由腕带1和电离辐射实时检测装置3组成。腕带具有弹性，为完整的环形，不可拆卸为带状。腕带上开一中空的腰型空腔2，用于安装电离辐射实时检测装置。电离辐射实时检测装置为一独立整体，可通过弹性嵌入腕带内部，从而固定在腕带中，亦可借助腕带弹性取出。固定之后，电离辐射实时检测装置的各个表面均被腕带部分包裹。

电离辐射实时检测装置3不包括外部按键，显示屏和报警单元等硬件。这些部分的功能均通过实时通信借助手机完成。电离辐射实时检测装置3包括电离辐射探测器、控制器、供电单元和通信单元。

所述探测器可以采用体积很小的闪烁体探测器或者盖革探测器，也可以采用任意一种本领域公知的辐射探测器。

电离辐射实时检测装置3上不含外部充电接口，由供电单元进行供电，其中，供电单元可以选择可充电电池供电，可以选择通过无线充电方式对电池进行充电，也可以选择其他充电方式。

控制器对探测器输出脉冲计数，获取探测器的检测数据，然后将检测数据发送给手环通信单元。

通信单元可以采用蓝牙技术，将检测数据传输到智能手机上的人机交互单元上显示。手环的参数可通过该人机交互单元进行显示和设置。

用户使用本发明，需要佩戴本发明的手环，同时携带相应的智能手机，手环与该智能手机建立通信连接，从而可相互传输数据。此外，本发明还具有一个远程服务器，可以与所述智能手机进行通信，并相互传输数据。

在上述各装置的基础上，参见附图2，本发明的检测方法可以将同一个城市内的所有手环连接成一个检测网络，由远程服务器进行数据分析，建立一个城市级别的辐射监测和追踪。

本发明的检测方法是针对同一个城市内的所有手环，在此基础上对本发明检测方法进行详细说明如下：

(1)用户佩戴手环后，手环定时自动检测周围环境电离辐射数据，然后将辐射数据发送给用户的智能手机。

手环检测的时间间隔可以在出厂时默认设置，例如可以设置成每隔10秒钟检测一次，该时间间隔也可以由用户通过手机修改，智能手机上可以安装相应的app来设置手环，以及接收和处理本发明的各个数据。

(2)所述智能手机检查所述辐射数据，判断所述辐射数据是否大于预定义的阈值，如果不大于，则转到步骤7，如果大于，则所述智能手机通过gps装置获取用户的当前位置，同时获取当前时间，使用该辐射数据、辐射位置(即用户的当前位置)和辐射时间(即当前时间)组装成一个辐射数据包，将该辐射数据包发送给远程服务器，同时所述智能手机发出警报，以警告用户附近出现了一个异常辐射源。

需要说明的是，为了避免同一手机重复发送相近位置，本发明设置同一个智能手机同一天内发送的任意两个辐射数据包的辐射位置之间的距离必须大于预定距离(例如30米)。

由于城市内的所有手环及其对应的智能手机都在执行步骤(1)和(2)，并且将发现的异常辐射数据都发送给远程服务器，远程服务器就可以知道在某个时间点，在城市的某个位置，出现了一个异常的辐射源。

(3)当远程服务器接收到一个辐射数据包后，从该辐射数据包中解析出辐射数据、辐射位置和辐射时间，如果该辐射位置不在检测的城市内，则忽略该辐射数据包，方法结束，否则将解析出的数据作为一次异常辐射记录存储在数据库中。

(4)远程服务器在数据库中设置该辐射位置的可信度为1。

在实际使用过程中，由于多种原因，例如探测器检测错误，或者检测到的辐射源是个移动辐射源，都可能导致该辐射位置并不是一个可靠的辐射点，因此本发明使用可信度来表示该辐射位置存在辐射的可信程度，该可信度是一个0和1之间的数值，在初始将其设置为1，默认其为可信的。

(5)远程服务器设置以该辐射位置为圆心，预定距离为半径的区域，从数据库中查询所有辐射位置落于该区域内的异常辐射记录，并将这些异常辐射记录的可信度乘以2作为其新的可信度，并且如果新的可信度大于1，则新的可信度直接置为1。

上述步骤5通过每一次的新的辐射数据包，来加强其附近的辐射记录的可信度。

(6)远程服务器将该辐射位置推送给该城市内所有运行本发明方法的智能手机。

由于远程服务器每次发现城市内的异常辐射，都进行推送，这样每个智能手机里都保存了历史上所有检测到异常辐射的辐射位置，可以基于历史数据进行运行和处理。

(7)如果智能手机从手环接收的辐射数据不大于预定阈值，则该智能手机通过gps装置获取当前位置，基于当前位置和手机内存储的所有异常辐射的辐射位置，判断是否接近了一个异常辐射源。如果接近，则使用该辐射数据作为一个检测数据、检测位置(即当前位置)和检测时间(即当前时间)组装成一个检测数据包，发送给远程服务器。

具体判断是否接近的方法可以采用简单的距离判定，即判断两者之间的距离是否小于预定距离，如果小于，则认为两者接近。所述检测数据包与步骤2中的辐射数据包具有不同的包类型，可以使用一个类型标识符来区别两种包的类型，以方便远程服务器识别。

(8)如果远程服务器接收到一个检测数据包，解析该检测数据包，获取其中的检测数据、检测位置和检测时间，根据该检测位置从数据库中查询获得所有接近该检测位置的异常辐射记录，将这些异常辐射记录的可信度分别乘以0.5作为其新的可信度，并且如果新的可信度小于预定义的阈值，则新的可信度直接置为0。

(9)远程服务器将可信度被置为0的异常辐射记录的辐射位置通知所有智能手机，从而各智能手机将通知的辐射位置从手机存储中删除。

通过上述过程，远程服务器可以构造出整个城市的当前的辐射源地图，在城市地图上标记出每个异常的辐射区域。

另一方面，远程服务器还可以追踪城市里的移动辐射源，因为每个可信度被置为0的异常辐射记录很可能就是一个移动辐射源在移动的时候被检测到的。因此，远程服务器从数据库提取出每个可信度被置为0的异常辐射记录，基于这些异常辐射记录的辐射时间进行分类，将辐射时间为同一天的异常辐射记录分为一类，基于同一类里的异常辐射记录的辐射位置，就可以大概估计这一天出现了多少个移动辐射源，以及每个移动辐射源的大致移动路径。虽然这个估计可能不是很准确，但是可以在很大程度上帮助管理人员进行追踪，减轻其工作量。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。