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Android 手持裝置之輻射偵測系統

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Android 手持裝置之輻射偵測系統 - PowerPoint PPT Presentation


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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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Presentation Transcript
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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 radiation detection system using radiation sensor in android based handheld device

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

outline
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
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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。
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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。
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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。
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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
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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。
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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
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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
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軟體設計分析
  • 波型分析
    • 正向/反向

HTC New One

紅米機

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軟體設計分析
  • 波型分析
    • 訊號產生器

Samsung S4

HTC New One

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軟體設計分析
  • 波型分析
    • 輻射偵檢器

Samsung S4

HTC New One

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軟體設計分析
  • 脈波計數演算法
    • 設定有效準位

(3)

(2)

(1)

(4)

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

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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

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成果展示
  • 偵側流程

5.網頁查詢

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成果展示
  • 偵側流程

6.查詢結果

reference
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
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Q&A

Thanks for your listen