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核辐射预警监测系统监控软件设计研究
刘伟1姜玉伟2 (1,防化研究院第二研究所/2,防化指挥工程学院,北京,102205)
摘要:本文简单介绍桩辐射预警监洲系统概况和网络配置,依据可靠性实对性,实用-}生和暑全性原则提出了核辐射预警监测系统监控软件的功能需求,划分和描连了软件功能模块,为监控软件的实现提供了设计依据和技术连径.
1引言
20世纪60年代以来.国际恐怖活动日益猖撅,对国家和公众宜仝的威胁与日俱增.核与辐射恐怖袭击对人员杀伤作用和对环境的长期污染非常严重.其影响比传统恐怖袭击更为长远,而成为恐怖组织&期追求的目标:核技术及核物质的加速扩散,为恐怖组织获得核与辐射恐怖袭击手段提供了有利条t't:.随着2008年北京奥运会的运步临近,我国反恐形式日益严峻,对桩与辐射突发事什的防范和应急响应提出了更高的要求.针对我国反核与辐射恐怖的迫切需求.我们正在开展核辐射预警监测系统的研究.
2系统介绍
用1系统同络配置
核辐射预警监测系统包含1个车载监控指挥中心fVMC),14个固定监测点和2个机动监测点.
还有三种可选设备:通道人员检测设备f门梃式辐射污辩报警仪),车辆检测设备f放射性移动物体监测门)和核化一体报警器:另外.核辐射预警监测系统可增加1个奄内监控中心fIMC J,在室内对系统进行监视.为了满足各种情况需要,车载监控中心可以通过有线7串口).自组织无线网络和
GPRS网络(USB端El:USB总线接口芯片CH372)获得监测点数据.网络』司时并存或者只取其.
一般情况下,系统网络配置如图l所示.
3软件设计原则
对于计算机监控系统来说,软件起着至关重要的作用,在很大程度上决定了系统的先进性,可靠性,实用性Ⅲ.核辐射预警监测系统监控软件设计依据如下: 1.可靠性原则.可靠性不仅意味着系统工作的正确性,而且要求系统工作的连续性.核辐射预警监测系统监控软件采用模块化设计,软件系统又采用冗余性设计,在一台服务器出现故障时,可以启动备用服务器继续工作. 2.实时性原则.实时性要求系统能够实时反映监测量并及时做出控制决策,即具有较快的响应速度.为了减少通信数据量,一般情况下,核辐射预警监测系统监控软件周期性对监测点进行查询访问,但出现报警时则监测点主动上报,监控软件能够及时给出报警信息. 3.实用性原则.核辐射预警监测系统监控软件基于windows系统开发,界面风格采用人们熟悉的windows风格,软件并提供详细的帮助信息,使用户可以很容易地熟悉和掌握系统的使用方法. 4.安全性原则.监控软件的启动和数据库的查询访问都需要安全登录,根据不同的访问权限具有不同的操作权限,数据库定时自动进行增量备份和全备份.
4软件功能需求
根据系统网络结构需要,核辐射预警监测系统监控软件相应可以分为为室内监控中心监控软件 (IMCSoft)和车载监控中心监控软件(VMCSoft).车载监控中心监控软件(VMCSoft)安装在车载监控中心服务器和备份服务器,在服务器出现异常情况下人工启动备份服务器,对来自串口和USB 端口的监测点数据进行接收;室内监控中心监控软件(ⅡvICSoft)安装在室内监控中心服务器,通过 LAN或者Interact接收来自车载监控中心(VMC)的数据.如果没有车载监控中心,则可将VMCSoft 安装在室内监控中心,接收到的数据可以转发至另外的室内监
控中心或上级指定的数据服务器. VMCSoft软件功能需求如下: 1)辐射剂量数据管理通过有线,自组织无线网络和GPRS网络采集监测点的辐射剂量数据,进行有效,稳定,长期的存储. 2)电子地图显示
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软件地图采用电子地图,具有放大,缩小,漫游,搜索等简单功能,且在电子地图上显示各个监测点的位置信息,状态信息和测量数据. 3)设备管理和维护控制查询设备状态信息,并可以进行探测器的参数设置. 4)历史数据的查询和管理实现对历史测量数据和状态信息的存储管理,统计有关测量数据,并可以根据一定的查询条件对数据进行检索查询. IMCSoft通过局域网或者Internet网络接收车载监控中心发来的数据,基本功能同VMCSoft,但不能实现设备的管理和维护控制.
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5软件模块划分与描述
核辐射预警监测系统监控软件分为7个模块:用户管理模块(USER),通信管理模块(COMMUNICATION),系统监控模块(MONITOR),图形显示和管理模块(GRAPHIC),数据管理模块(MANAGEMENT)和帮助信息查询模块(HELP),结构如图3所示.
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1)用户管理模块信息.
图2模块结构关系图
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用户管理模块为用户提供监控系统的用户管理功能,主要包括: 用户登陆管理:为了保证系统的安全性,每个用户具有唯一的用户名和密码,每次登陆系统时均需要输入用户名和密码,校验成功后则顺利登陆,否则登陆失败,同时在日志中记录相应的登陆用户信息管理:软件系统为最高权限的管理员用户提供增添,删除,修改用户等功能. 2)系统监控模块系统监控模块主要用于对系统的运行情况进行监控,在电子地图上显示监测点状态信息,监测点布置和传感器分布图.利用鼠标点击分布图中传感器位置,可以查看监测点的各种信息,包括监测点编号,仪器类型,埋设位置,参数等,同时可以对监测点设备进行参数设置,并对探测器进行远程实时状态检测及提供报警状态显示窗口和分级报警功能. 3)通信管理模块通信管理模块主要用于系统通信网,数据传输链路的管理和数据采集管理,实现无线数传链路或GSM/GPRS链路数据通信,巡回采集所有监测点的数据,也可以按照监测点的编号,单独选择采集某个监测组的数据或单个监测点的数据.通信管理模块同时实现对组网参数,数据采集间隔进行设置,并能查询组网方式. 4)数据管理模块数据管理功能为用户提供测量数据的查询和统计输出,主要包括: 历史数据查询:根据用户输入的查询时间和查询类型可以查询相关信息,并可以在曲线图中实现历史数据的比较. 报表生成:根据选择数据类型,生成相应报表,备查和打印. 数据备份:测量数据需要长期存储于系统中,备日后查询之用,数据管理模块可以实现数据增量备份和全备份. 5)图形显示和管理模块该模块主要实现系统相关的图形和视频管理功能,其主要功能包括: 监测点分布图显示,采用电子地图显示各监测点的分布位置和状态信息,并能动态显示各个监测点的测量数据曲线:
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视频管理功能,实现对视频文件检索,剪辑和回放功能. 6)信息发布和查询模块综合信息查询和发布模块可以通过有线和无线方式登录Intoner互联网,查询远程信息,也可远程访问上级部门提供的数据库,查询相关信息等.车载监控中心通过综合信息查询和发布模块向室内监控中心传输监测数据,并能通过其提供Intemet页面链接登录上级有关网络,进行远程数据查询, 并可以将监测数据汇报给上级,并按要求存入上级有关数据库. 7)帮助信息查询模块帮助信息查询功能为用户提供核辐射环境监测预警系统的简要介绍和监控软件的各种功能的使用说明, 方便用户使用和维护系统.
6软件实现技术
在本系统中,核辐射预警监测系统监控软件所用操作系统为windows XP,使用开发语言为Visual C++,电子地图的开发基于mapinfo的mapX控件的二次开发,数据库采用Oracle9.0i.软件开发过程中采用面向对象(OOP)的思想进行建模和流程设计,考虑到软件的更新及系统功能的变化,软件开发采用动态链接库(DDL)与COM技术,使用类的封装,继承和多态性来实现模块的可移植性,并在开发过程中采用多线程技术进行系统进程的管理.对于Oracle数据的访问,查询和检索通过数据库ADO技术及SQL语句来实现【2l.通信模块对串El访问采用标准的Windows API接口【3】, 对USB端口的访问通过USB总线接口芯片CH372的Windows 驱动程序提供的API接口访问.
7总结
本文简单介绍核辐射预警监测系统概况和网络配置,依据可靠性,实时性,实用性和安全性原则提出了核辐射预警监测系统监控软件的功能需求,划分和描述了软件功能模块,为核辐射预警监测系统监控软件的实现提供了设计依据和技术途径. 参考文献: 【11师素娟等主编.软件工程教程.黄河水利出版社,1999.
[2]Visual C++6.0数据库开发技术与工程实践.人民邮电出版社.2004. 【3]Visual C++实践与提高——串口通信与工程应用篇.中国铁道出版社.2006.
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