本文關(guān)鍵詞：基于無線傳感技術(shù)的核電站輻射場三維可視化技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 核電站 WirelessHART 雙層網(wǎng)絡(luò) 超聲波 三維重建

【摘要】：近年來,隨著核技術(shù)在核電站輻射監(jiān)測領(lǐng)域的發(fā)展以及無線傳感技術(shù)在智能監(jiān)控領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,智能化的輻射監(jiān)測系統(tǒng)也成為各科研院所以及核電業(yè)主的研究對象。如何有效、全面的對核電站工作環(huán)境下的各區(qū)域及工藝流程進(jìn)行輻射監(jiān)測,減少事故工況下人工工作量等設(shè)計(jì)目標(biāo)也極大的推動了無線傳感技術(shù)在核電站的應(yīng)用。為了滿足核電站內(nèi)輻射場范圍更大,穩(wěn)定性要求更強(qiáng),安全性要求更高的監(jiān)測需求,本文以無線傳感技術(shù)在核電站的應(yīng)用現(xiàn)狀及國內(nèi)外各科研院所研究狀況為可行性的理論基礎(chǔ),在充分分析核電站無線輻射監(jiān)測系統(tǒng)特性的基礎(chǔ)上,提出了一種基于無線傳感網(wǎng)技術(shù)的核電站輻射場三維監(jiān)測方法并搭建了系統(tǒng)模型。該系統(tǒng)著重解決了兩點(diǎn)問題：一是設(shè)計(jì)、搭建了無線傳感網(wǎng)絡(luò),優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及節(jié)點(diǎn)部署策略。比對研究后選擇WirelessHART技術(shù)搭建無線網(wǎng)絡(luò)模型,理論分析了其mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的可靠性、安全性及穩(wěn)定性,試驗(yàn)驗(yàn)證了所研發(fā)的WirelessHART模塊具有極低的功耗且組網(wǎng)操作簡單的特性。針對于核電站輻射監(jiān)測儀位置固定的情況,設(shè)計(jì)了雙層網(wǎng)絡(luò)模型,使用ILP(整數(shù)線性規(guī)劃)方法定性分析了該網(wǎng)絡(luò)功耗小、鏈路完整及數(shù)據(jù)傳輸不丟包的約束條件,從而解決最少中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目的部署策略問題。該網(wǎng)絡(luò)模型可實(shí)現(xiàn)大范圍的輻射劑量無線測量,能夠保證各有效測量位置的測量結(jié)果可準(zhǔn)確可靠的發(fā)送至數(shù)據(jù)接收終端。二是采用先進(jìn)的超聲波技術(shù)實(shí)現(xiàn)安全殼內(nèi)外的無線通信。針對鋼制安全殼對無線信號的屏蔽作用,分析了其通信距離短且速率要求低的無線通信需求,設(shè)計(jì)了以超聲波為信號載體的無線通信系統(tǒng)。研發(fā)的頻率40kHz、波特率2400bps的超聲波發(fā)射及接收模塊,在模擬核電站安全殼的工況下,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該技術(shù)的可行性。該技術(shù)突破了無線技術(shù)在安全殼應(yīng)用的瓶頸,避免了增加貫穿件對安全殼完整性的破壞。在以上兩點(diǎn)技術(shù)的支撐下,結(jié)合所開發(fā)的三維實(shí)時(shí)重建軟件,本文初步實(shí)現(xiàn)了“安全殼內(nèi)數(shù)據(jù)監(jiān)測——無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸——超聲波技術(shù)通信”的輻射場無線監(jiān)測技術(shù)解決方案。
【關(guān)鍵詞】：核電站 WirelessHART 雙層網(wǎng)絡(luò) 超聲波 三維重建
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM623;TL751
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.2 核電站無線監(jiān)測技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 外國研究的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 我國研究現(xiàn)狀12
• 1.3 核電站無線通訊技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀12-15
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容15-17
• 第2章 核電站輻射場無線監(jiān)測模型設(shè)計(jì)17-24
• 2.1 核電站輻射監(jiān)測技術(shù)17-19
• 2.1.1 核電站內(nèi)核輻射種類17
• 2.1.2 核電站輻射監(jiān)測技術(shù)特點(diǎn)17-18
• 2.1.3 核電站輻射探測器18-19
• 2.2 用于NPP輻射場無線監(jiān)測技術(shù)性能分析及要求19-21
• 2.2.1 核電站無線傳感技術(shù)的SWOT分析19-20
• 2.2.2 無線監(jiān)測技術(shù)關(guān)鍵指標(biāo)20-21
• 2.3 無線通信技術(shù)應(yīng)用的可行性分析21-22
• 2.4 輻射場無線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 核電站無線傳感網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)24-34
• 3.1 無線傳感技術(shù)的比較與選擇24-25
• 3.2 WirelessHART技術(shù)介紹25-27
• 3.3 WirelessHART技術(shù)特性分析27
• 3.4 WirelessHART網(wǎng)絡(luò)的搭建與實(shí)現(xiàn)27-33
• 3.4.1 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架及組成27-28
• 3.4.2 WirelessHART模塊的設(shè)計(jì)28-31
• 3.4.3 WirelessHART評估套件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)31-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第4章 基于ILP法的網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)方案34-41
• 4.1 核電站無線網(wǎng)絡(luò)布局需求分析34
• 4.2 雙層網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì)34-35
• 4.3 符號定義及變量說明35-36
• 4.3.1 符號定義35
• 4.3.2 變量說明35-36
• 4.4 中繼節(jié)點(diǎn)的ILP規(guī)劃方法36-40
• 4.4.1 目標(biāo)函數(shù)36
• 4.4.2 約束條件36-39
• 4.4.3 約束條件說明及分析39-40
• 4.5 本章小結(jié)40-41
• 第5章 安全殼通信系統(tǒng)及可視化平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)41-50
• 5.1 安全殼無線通信可行性分析41
• 5.2 超聲波通信系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)41-42
• 5.3 系統(tǒng)開發(fā)及實(shí)現(xiàn)42-47
• 5.3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與開發(fā)43-46
• 5.3.2 系統(tǒng)測試與評價(jià)46-47
• 5.4 三維可視化平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)47-49
• 5.4.1 可視化平臺的開發(fā)基礎(chǔ)47-48
• 5.4.2 可視化平臺工作流程及演示48-49
• 5.5 本章小結(jié)49-50
• 第6章 結(jié)論與展望50-52
• 6.1 總結(jié)50-51
• 6.2 展望51-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果55-56
• 致謝56

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