關(guān)于GD32F207ZE+蓋革計數(shù)器的簡易核輻射監(jiān)測系統(tǒng)的介紹和應(yīng)用

1方案介紹

生活中的建筑材料或多或少都有核輻射。如建筑上用的花崗巖就含有微量的鈾，潛在的影響著人們的生活和壽命。所以需要對建筑材料中的核輻射予以測量從而判斷是否危險。目前使用單片機方案對核輻射進行檢測在很多情況下有應(yīng)用，雖然原理簡單，但是在生活中十分有用的。同樣可以應(yīng)用到其他很多的場合，對人們的日常生活是十分有幫助的。

本設(shè)計基于GD32F207ZE+蓋革計數(shù)器，利用蓋革計數(shù)器測量得到的當前核輻射量以及蓋革計數(shù)器特性曲線，綜合SPI協(xié)議與LCD彩屏驅(qū)動算法設(shè)計核輻射顯示算法將當前核輻射量顯示出來并提示當前核輻射是否安全。整個系統(tǒng)簡潔易隨身攜帶，可用于生活乃至其他很多場合的核輻射測量與預(yù)警。

2方案框圖

3設(shè)計應(yīng)用描述及心得總結(jié)

1．首先，從點亮LED燈開始，程序編寫不算難，但是在下載程序時，Colibri_GD32F207這個板子沒有將BOOT0和BOOT1接出來，于是只能使用穩(wěn)壓器旁邊的那個USB口進行調(diào)試。還好能用，板子上還引出了6個ADC接口，比較實在，使用其中一個ADC接口將采集到的核輻射數(shù)據(jù)輸入進MCU中進行處理即可。

2．然后，需要將當前核輻射量顯示出來，所以需要LCD屏幕。購買一個使用SPI協(xié)議驅(qū)動的1.8寸彩色LCD。使用片上硬件SPI或者模擬SPI都可以使得這款LCD屏幕正常工作。那么這樣可以節(jié)省很多的 IO，故建議接下來的開發(fā)板中將LCD接口IO全部引出或者將硬件SPI單獨設(shè)立相應(yīng)LCD接口引出從而方便開發(fā)者參與調(diào)試。

3．接著，本設(shè)計發(fā)揮了GD32F207的最大的速度，主頻配置了120MHz。有效刷新當前的核輻射數(shù)值，有效保證了數(shù)據(jù)實時更新。

4．進而再設(shè)計采用M4011蓋格管以及對應(yīng)的蓋革計數(shù)器硬件電路。硬件電路設(shè)計較為簡單，能夠測量當下的空間中20mR/h～120mR/h的γ射線及100～1800脫變數(shù)/分?厘米2的軟β射線的輻射量。輻射當量顯示并提示的設(shè)計算法基于M4011蓋格管的特性曲線。再在實際調(diào)試中做了些許參數(shù)的修正。

5.在軟件算法中，本設(shè)計中核輻射的參數(shù)換算基于1990年的我國所采用的國際標準，能夠有效并實時更新當下的核輻射值并做出判斷是否安全，搭配5V充電寶進行電源供電，可以隨身攜帶，可自由測量各處的核輻射值。

6.總結(jié)一下，這款MCU功能十分強大，為充分展現(xiàn)其全部功能，可以使用GD32F207I-EVAL全功能評估板，引出boot0和boot1，以及豐富的外設(shè)模塊，如以太網(wǎng)，LCD，GSM，藍牙，NRF24L01等等，同時配備了豐富相應(yīng)的庫函數(shù)并提供了操作寄存器的相應(yīng)代碼。相信廣大開發(fā)者也會十分喜歡的。

4作品實物圖+視頻

實物照片如下圖，從左到右依次是LCD，小紅板，蓋革計數(shù)器

下圖這是在LCD上顯示當前的輻射值 以及當前的輻射是否安全。

可以看出，當前輻射量為0.12uSv/h，為安全值。