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Android 手持裝置之輻射偵測系統

Android 手持裝置之輻射偵測系統 Radiation Detection System Using Radiation Sensor in Android-based Handheld Device. Speaker: Li-Wei Wu Advisor: Dr . Kai-Wei Ke. Android 手持裝置之輻射偵測 系統 Radiation Detection System Using Radiation Sensor in Android-based Handheld Device. Speaker: Li-Wei Wu

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Android 手持裝置之輻射偵測系統

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Presentation Transcript

  1. Android手持裝置之輻射偵測系統 Radiation Detection System Using Radiation Sensor in Android-based Handheld Device Speaker: Li-Wei Wu Advisor: Dr. Kai-Wei Ke

  2. Android手持裝置之輻射偵測系統Radiation Detection System Using Radiation Sensor in Android-based Handheld Device Speaker: Li-Wei Wu Advisor: Dr. Kai-Wei Ke

  3. Outline • 相關背景知識 • 輻射&輻射偵檢器 • 系統設計 • 波型分析 • 脈波計數演算法 • 雜訊過濾機制 • Calibration • 拍照上傳&上傳 • 圖形顯示 • 參數設定 • 成果展示 • Reference • Q&A

  4. 相關背景知識介紹 • 輻射(Nuclear) • 一種能量，以波或粒子移動的方式來傳遞。 • 能量從某個源向四面八方放射出去的意思。 • 依照能量的高低或游離物質的能力，分為游離輻射與非游離輻射。

  5. 相關背景知識介紹 • 非游離輻射 • 相較於游離輻射，能量低、波長長、頻率低，無法使物質產生游離作用。例如:可見光、無線電波、微波、紅外線等。 • 游離輻射 • 相較於非游離輻射，能量高、波長短、頻率高，能夠使物質產生游離作用。例如:X射線、加碼射線(γ射線)等。

  6. 相關背景知識介紹 • 輻射單位 • 放射性活度單位:貝克(Bq) • 輻射劑量單位:戈雷(Gy) • 為了專用於游離輻射防護，考量到不同類型的輻射，在相同的劑量下對生物造成的效應有所不同，所以建立一個共同的標準，定義西弗(Sievert,Sv)來表達曝露於輻射中的生物所受游離輻射為害的量，其單位有「微西弗/小時」與「毫西弗/年」兩種。 • 國家游離輻射防護安全標準，一般民眾每年輻射劑量率的限度為5毫西弗。

  7. 相關背景知識介紹 • 游離輻射偵檢原理 • 充氣式 • 輻射游離充氣式偵檢器中的氣體，造成與游離度相當的電子與離子對，形成可度量之電流或脈波。 • 閃爍式 • 輻射與閃爍體作用產生螢光或磷光，產生的光由光陰極接收號，將光的信號轉成電子信號，形成可度量之脈波。 • 半導體

  8. 相關背景知識介紹 • 半導體偵檢 • 輻射游離半導體偵檢中的半導體介質，造成與游離度相當之電子與電洞對，形成可度量之電流或脈波。

  9. 相關背景知識介紹 • 半導體式輻射偵檢器 • 1cm*1cm的PIN光電二極體 • 3mm厚的碘化銫閃爍晶體 • 放大電路、整型電路、比較器 • 送出的訊號為: • 脈高300mVpp • 脈寬200μSec • 正向邏輯信號

  10. 相關背景知識介紹 • 輻射效率轉換因子(conversion factor) • 每個輻射測量儀器，出廠前必須送到標準游離輻射校正實驗室進行校正。經過校正後的儀器，會計算出一個屬於此輻射測量儀器的效率轉換因子。此轉換因子能夠將輻射偵檢器單位時間內所量測到的輻射脈波數(cpm)，轉換為輻射劑量率。 • 輻射劑量率 = conversion factor ×cpm

  11. 軟體設計分析 • 波型分析 • 正向/反向 HTC New One 紅米機

  12. 軟體設計分析 • 波型分析 • 訊號產生器 Samsung S4 HTC New One

  13. 軟體設計分析 • 波型分析 • 輻射偵檢器 Samsung S4 HTC New One

  14. 軟體設計分析 • 脈波計數演算法 • 設定有效準位 (3) (2) (1) (4)

  15. 軟體設計分析 • 雜訊過濾機制 • 假設外力因素只有短暫的影響

  16. 軟體設計分析 • 數據上傳 • 上傳測量的輻射數值與位置資訊 • 拍照上傳 • 開起相機拍照 • 拍照後自動上傳測量的輻射數值與照片以及位置資訊 • 自動上傳 • 每間隔一段時間自動上傳

  17. 軟體設計分析 • 拍照上傳遇到之問題 • ASUS廠牌的智慧型手機/平板電腦拍照後不會自動存檔 • 一般手機系統默認的照片儲存位置:∕sdcard∕DCIM • 指定儲存的位置與檔名 • 取得原始照片 • onActivityResult()回傳為經過壓縮的縮圖 • 由相簿中取得最後新增照片的路徑

  18. 軟體設計分析 • 拍照上傳遇到之問題 • 照片刪除 • 以檔案方式刪除 • 相簿中依然存在縮圖 • 發送掃描SD卡的廣播訊息 • Android 4.4 的限制 • 藉由Content Provider刪除

  19. 軟體設計分析 • 校準(Calibration) • 啟動校準到結束校準這段期間內所偵測到的最大脈波其數值的70%定為脈波偵側的有效準位

  20. 軟體設計分析 • 實驗目的:尋找適用於所有手機的脈波有效準位 • 訊號產生器送出脈波的頻率為1Hz，CPM的理論值為60

  21. 軟體設計分析 • 參數設定 • Conversion Factor • 自動上傳時間間隔 • 有效準位 • 脈波圖形暫停時間 • 輻射偵檢器ID

  22. 軟體設計分析 • 圖形顯示 • 使用achartengine函式庫 • 顯示uSv/hr • 顯示CNT

  23. 軟體設計分析 • 圖形顯示 • 顯示CPM • 顯示Wave

  24. 成果展示 2.先打開輻射偵檢器 再啟動輻射偵測軟體 • 偵測流程 1.輻射偵檢器插入智慧型手機的麥克風孔

  25. 成果展示 • 偵側流程 3.經過一段時間的測量 4.拍照上傳or一般上傳

  26. 成果展示 • 偵側流程 5.網頁查詢

  27. 成果展示 • 偵側流程 6.查詢結果

  28. Reference • http://www.aec.gov.tw/webpage/radtown/default.php • http://vm.nthu.edu.tw/science/shows/rad/index.html • http://ten-dimensions.blogspot.tw/2011/05/android-api.html • http://blog.duothinking.com/2014/03/android-android-44-kitkat-sd.html • Yang Ishigaki, Yoshinori Matsumoto, Ryo Ichimiya, and Kenji Tanaka, “Development of Mobile Radiation Monitoring System Utilizing Smartphone and Its Field Tests in Fukushima” Sensors Journal, Oct. 2013 IEEE

  29. Q&A Thanks for your listen

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