放射性计数器 (IoT) 和监测生态系统

木易
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发布时间: 2025-07-18 14:48:26 | 阅读数 0收藏数 0评论数 0
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这个 D.I.Y 低成本的 C-GM 计数器项目提供了硬件和固件 ,用于构建盖革-穆勒计数器设备(又名 GM 计数器),用于连续测量放射性水平。它基于 Arduino Nano、20 字符 x 4 行 LCD 显示屏、W5100 以太网卡、400V 电源和很少的组件。组件数量保持在最低限度,便于组装并降低成本。
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生态系统

您可能对构建 C-GM 计数器感兴趣。 当然可以!

但您可能也愿意实施当地放射性测量点和痕量水平随时间的演变。这可以使用我们上面的生态系统来完成。

对于那些在构建硬件方面遇到困难的人,我找到了 GQ Electronics LLC© 的计数器,例如与我们的 A-GM Manager 兼容的 GMC-320V5(我与这家公司既没有兴趣也没有联系,所以不要问我更多关于他们的产品)。

注意:1.4 版修复了 PHP 7.3 的问题,可从 SourceForge 获得。


注意:有关 C-GM 计数器设备A-GM 管理器的综合文档以 PDF 格式提供,以指导您完成设备构建和生态系统实施。

组装 C-GM 计数器设备硬件和固件所需的所有信息都可以从 SourceForge 找到和下载


ZIP
FUQZYZ4JPQU3LIC.zip
3.16MB
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C-GM计数器设备

特征

  1. 辐射检测:β、γ、X 射线
  2. GM 管:STS-5(CTC-5)/SBM-20( 工作电压 400V
  3. 语言支持 : 仅英语
  4. 最大值 65 535 CPM / 425 μSv/h( 理论值
  5. 显示值 :
  6. 当前每千次展示费用
  7. 电流μSv/h
  8. 自启动以来的最大μSv/h
  9. 自启动以来的平均μSv/h
  10. 自启动以来经过的时间
  11. 条形图上的水平
  12. 报警
  13. 用户定义的阈值
  14. LCD 上的警报消息
  15. LCD 背光闪烁
  16. 每个 β/γ 辐射脉冲的 LED 闪光灯
  17. 如果 GM 管是侦探,LED 每秒闪烁一次
  18. 网络连接失败时 LED 仍亮
  19. 音频声音
  20. 每个 β/γ 辐射脉冲发出哔哔声
  21. 声音警报
  22. 设备控制来自:
  23. 设备内部菜单
  24. USB(需要串行控制台,例如 Termite)或以太网(使用 web 浏览器)
  25. 使用 DHCP 进行网络连接
  26. 支持 A-GM Manager Web 界面
  27. 用户定义的参数(从菜单或通过 Web 界面)
  28. GM 管换算系数(CPM 至 μSv/h)
  29. CPM 中的警报阈值
  30. 蜂鸣器开或关
  31. 显示超时
  32. 启用网络以与 A-GM Manager 进行通信
  33. A-GM 服务器 IP 定义(通过 USB 或 A-GM Manager)
  34. 内部 HV 电压表校准(通过 USB 或 A-GM 管理器)
  35. 参数可以永久保存到 EEPROM 中


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构建C-GM计数器

硬件

C-GM 计数器硬件的组装已使用最少的组件( 例如亚马逊或 eBay)和最少的布线使之尽可能简单。没有专用的印刷电路板 (PCB),而是一块廉价的单面点板( 又名 Perfboard),每个孔都有焊盘 (Veroboard)。

  1. GM 5.6MΩ 电阻器直接在 RCA 插座上出售。
  2. 以太网板使用 2x5 连接器连接到 Arduino Nano。
  3. 以太网板连接器引脚穿过 Perforboard 以确保其固定。
  4. Arduino Nano 焊接在 Perfboard 上。
  5. C1 电容(10nF/2kV)焊接在高压模块背面的输出连接器上。
  6. HV 模块背面的输入和输出 GND 之间有一个带线焊缝。
  7. R6 电阻(47KΩ)直接焊接在 LED 的接地引脚上。
  8. W5100 以太网模块 RST 未连接到 Arduino RST。在 W5100 模块引脚的 RST 引脚上有一个电阻和电容。如果连接到 Arduino RST,这会阻止在 Arduino 中下载新固件。缺点是需要关闭电源才能重置以太网。


软件

C-GM 计数器设备编程可以使用 C-GM 计数器设备十六进制文件完成。

您将需要一个 UpLoader 实用程序,例如 Xloader 作者的网站目前已关闭,副本可在此处获得)或 ArduinoSketchUploader 要编译的 C# 源代码 )。其他替代方案可以从 Arduino 网站获得。

  1. CGM_vx.x.x.十六进制 使用此文件保留 Arduino Nano 的本机引导加载程序。
  2. CGM_v1.x.x.x_bootloader.hex 使用此文件刷新 C-GM 固件及其引导加载程序。


新功能 v1.3 :要禁用网络,请在启动时按住按钮( 直到进入菜单,然后离开菜单 )。这避免了由于网络连接重试而被持续阻止,从而阻止进入设置新网络参数的菜单( 我很惊讶到目前为止没有人报告为此而烦恼!


HEX
FGE926EJWOSW78M.hex
86.36KB
HEX
FFX93Q6JWOSW790.hex
82.93KB
4

使用C-GM计数器

C-GM 计数器设备计算一分钟内的辐射脉冲 (CPM) 数量(移动窗口 ),并使用 GM 管转换系数将该计数转换为每小时微西弗特 (μSv/h) 值。

  1. 启动时,启动画面显示 C-GM 计数器设备固件的版本和版权。
  2. 通电后约 5 秒,启动画面关闭,计数器开始辐射测量。

用户界面非常简单,只有一个大头针开关用于控制设备屏幕和菜单。

根据按钮按下的持续时间,有两种可能的作。

  1. 短按 = 选择 用户按下按钮不到半秒。
  2. 长按 = NEXT 用户按下按钮半秒以上。


进入菜单或验证菜单条目,请长按一次。

唤醒显示器 ,请跳转到下一个屏幕或菜单条目,短按一次。


有 5 个信息屏幕:

1 - 辐射屏

默认信息屏幕显示当前辐射值,例如当前μSV/h 测量值、上电后的最大μSV/h 值、当前 CPM 值和上电后的平均μSV/h。消息显示在底行。

2 - 剂量计屏幕

该屏幕显示自通电以来的值,包括经过的时间、总计数和以微西弗特和微雷姆表示的等效剂量。

3 - GM 管筛

显示 GM 管 CPM 到 μSv/h 的转换系数、当前高压值(从内部电压表读取)和报警阈值(以 CPM 为单位)。

4 - 网络屏幕

显示设备 (Dev) IP 地址(由 DHCP 服务分配)和 A-GM 远程服务器 (Svr) IP 地址。

5 - 制作人员名单屏幕

显示固件版本和日期以及版权。


配置菜单

有 7 个菜单屏幕用于配置设备。某些参数必须使用通信端口 (串行或网络) 进行设置。


PDF
FIYG8WFJPQU2ROF.pdf
2.65MB
5

实施整个生态系统

A-GM 项目旨在提供放射性水平的长期连续测量 。它包括一个开源 Web 应用程序 (A-GM Manager),该应用程序在 SOHO 服务器( 例如 QNAP 的 NAS for Small Office Home Office 服务器 )上运行,连接到 Geiger-Muller 放射性计数器设备,例如 C-GM 计数器或 GQ Electronics LLC 的兼容计数器。

总结整个系统:

  1. A-GM 管理
  2. 在本地服务器上持续监测和存储从盖革-穆勒计数器获取的 Beta/Gamma 辐射水平的 Web 应用程序。数据可以重定向到 GMC。MAP 网站,用于使用用户帐户共享全球数据。
  3. C-GM 计数器
  4. 由 Ad'Novea® 开发和提供的以太网 GM 计数器的开源硬件和固件,与 A-GM 管理器一起运行。
  5. GMC-320 设备
  6. GMC-320/5xx/6xx 设备由 GQ Electronics LLC© 销售,并允许将措施重定向到 GMC。MAP 网站使用 WiFi 连接直接从设备。A-GM Manager 支持这些设备在服务器上记录辐射测量并确保重定向到 GMC。MAP 网站。


特征

  1. 支持英语、法语、日语、俄语和中文
  2. 支持 C-GM 计数器和 GQ Electronics LLC 盖革-穆勒计数器或兼容设备
  3. 在用户定义的保留期( 最长 90 天 )或每月( 见图 )内监测放射性
  4. 如果电平超过用户定义的阈值;电子邮件最多发送 5 个电子邮件地址
  5. 显示当前辐射水平(以 μSv/h 为单位)和保留期内的最大水平( 记录
  6. 具有缩放和平移功能的绘图跟踪(1 小时、6 小时、24 小时、1 周和 4 周
  7. 可以下载保留期内的日志,并下载每月数据(如果可用)
  8. 下载和配置受登录名和密码保护
  9. 检测 GM 管故障并向管理员发送电子邮件
  10. 数据重定向到 GMC。MAP 网站(需要 gmcmap 的用户帐户
  11. 支持台式电脑、平板电脑和智能手机屏幕。


下载

下面的 ZIP 可以解压到 SOHO 服务器的 Web 目录中。对于 QNAP NAS 所有者,SourceForge 提供了一个 QPKG 包。

最新版本 1.3 可以从 SourceForge 下载


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物联网集成

完全独立的 Node-RED 限量版 A-GM 可用于 QNAP IoT 环境。它是一个不同的、有限的 A-GM Manager 应用程序,只能用于监控。

由于 C-GM 计数器能够以 JSON 格式提供测量数据,因此它是物联网集成的简单候选者。一些 SOHO/NAS 提供商(例如 QNAP)在其机器上为支持 JSON 数据格式的物联网设备提供物联网框架。

这里附上了一个 NodeRED 文件,我开发了该文件,用于集成到 QNAP IOT 框架中。它可以从任何计算机或移动设备访问 C-GM 计数器数据。


JSON
FF75I0TJPQU2X4H.json
16.71KB
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