基于Qt5/Embedded的网络化辐射环境监测信息系统设计与实现
发布时间：2021-11-13 05:37
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...
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究课题来源
1.4 论文主要研究内容和论文结构
2 辐射环境监测系统开发相关技术及理论
2.1 放射性污染物分析
2.1.1 γ 辐射
2.1.2 氡气
2.1.3 气溶胶
2.2 核辐射探测理论
2.3 实现系统功能所涵盖技术栈
2.3.1 数据层
2.3.2 多线程与多进程
2.3.3 系统网络架构选择
2.3.4 Qt框架
2.3.5 开发环境选择
2.4 本章小结
3 辐射环境监测系统软件总体架构设计
3.1 系统的开发目标
3.2 系统的需求分析
3.3 系统体系结构设计
3.4 系统功能模块划分
3.4.1 现场监测终端
3.4.2 服务器
3.4.3 客户端
3.5 数据库设计
3.5.1 数据库概念结构设计
3.5.2 数据库逻辑结构设计
3.6 本章小结
4 网络化辐射环境监测系统详细设计与实现
4.1 辐射环境监测仪器技术指标及参数
4.1.1 测氡仪
4.1.2 X-γ 剂量率仪
4.1.3 气溶胶采集器
4.1.4 γ 能谱仪
4.2 监测仪与现场监测终端通讯协议
4.2.1 测氡仪通讯协议
4.2.2 X-γ 剂量率仪通信协议
4.2.3 气溶胶采集器通信协议
4.2.4 γ 能谱仪通信协议
4.2.5 4G模块ME909s-821 的AT通信协议
4.2.6 自定义加密网络传输协议
4.3 系统相关类图
4.4 软件原型设计
4.5 系统处理流程
4.5.1 X-γ 剂量率仪采集处理
4.5.2 现场采集终端系统处理流程
4.5.3 服务器系统处理流程
4.5.4 服务器多线程处理模块
4.6 核心功能实现
4.6.1 能谱数据预处理方法及软件实现
4.6.2 数据库的连接线程池
4.6.3 数据的曲线显示
4.6.4 多种数据导出功能
4.6.5 多线程串口读写
4.6.6 地理位置信息显示
4.6.7 AES加解密与及自定义数据包
4.6.8 服务器Socket线程池
4.6.9 解析氡仪数据
4.6.10 串口数据粘包处理
4.7 本章小结
5 网络化辐射环境监测信息系统测试
5.1 测试用例
5.2 部分测试结果显示
5.2.1 现场采集终端界面
5.2.2 服务器界面
5.2.3 客户端界面
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录: 攻读学位期间取得的学术成果
本文编号：3492426
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究课题来源
1.4 论文主要研究内容和论文结构
2 辐射环境监测系统开发相关技术及理论
2.1 放射性污染物分析
2.1.1 γ 辐射
2.1.2 氡气
2.1.3 气溶胶
2.2 核辐射探测理论
2.3 实现系统功能所涵盖技术栈
2.3.1 数据层
2.3.2 多线程与多进程
2.3.3 系统网络架构选择
2.3.4 Qt框架
2.3.5 开发环境选择
2.4 本章小结
3 辐射环境监测系统软件总体架构设计
3.1 系统的开发目标
3.2 系统的需求分析
3.3 系统体系结构设计
3.4 系统功能模块划分
3.4.1 现场监测终端
3.4.2 服务器
3.4.3 客户端
3.5 数据库设计
3.5.1 数据库概念结构设计
3.5.2 数据库逻辑结构设计
3.6 本章小结
4 网络化辐射环境监测系统详细设计与实现
4.1 辐射环境监测仪器技术指标及参数
4.1.1 测氡仪
4.1.2 X-γ 剂量率仪
4.1.3 气溶胶采集器
4.1.4 γ 能谱仪
4.2 监测仪与现场监测终端通讯协议
4.2.1 测氡仪通讯协议
4.2.2 X-γ 剂量率仪通信协议
4.2.3 气溶胶采集器通信协议
4.2.4 γ 能谱仪通信协议
4.2.5 4G模块ME909s-821 的AT通信协议
4.2.6 自定义加密网络传输协议
4.3 系统相关类图
4.4 软件原型设计
4.5 系统处理流程
4.5.1 X-γ 剂量率仪采集处理
4.5.2 现场采集终端系统处理流程
4.5.3 服务器系统处理流程
4.5.4 服务器多线程处理模块
4.6 核心功能实现
4.6.1 能谱数据预处理方法及软件实现
4.6.2 数据库的连接线程池
4.6.3 数据的曲线显示
4.6.4 多种数据导出功能
4.6.5 多线程串口读写
4.6.6 地理位置信息显示
4.6.7 AES加解密与及自定义数据包
4.6.8 服务器Socket线程池
4.6.9 解析氡仪数据
4.6.10 串口数据粘包处理
4.7 本章小结
5 网络化辐射环境监测信息系统测试
5.1 测试用例
5.2 部分测试结果显示
5.2.1 现场采集终端界面
5.2.2 服务器界面
5.2.3 客户端界面
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录: 攻读学位期间取得的学术成果
本文编号：3492426
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/3492426.html
