一 研究背景
《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012—2030年）》其中“总体部署”中“能源科学领域”指出：我国中长期核能源开发与安全运行要注重与新能源、新材料和网络技术相结合。《核电厂营运单位核与辐射安全信息公开工作指南》，要求推进辐射环境信息的公开透明。《福岛事故后核电厂改进行动通用技术要求》，强调了辐射监测数据传输应具有备用通讯方式，并且能在失去外部电源的情况下，自动监测中央站应能保证大于72小时的数据传输。因此，如何利用信息网络技术提高核电厂在极端自然灾害下的应急响应能力，如何利用信息网络技术增加公众对核电厂运行情况的了解，以及如何利用信息网络技术提高核电厂内部的管理水平等等都将是核能项目开发重点关注的问题。
二 无线技术和辐射监测系统的国内外研究历史与现状
（一）无线技术在工业领域的应用
无线技术尤其是射频无线技术的进步促进了移动通讯和无线网络的普及，并加速工业无线技术的发展和应用。美国艾默生的Smart Wireless产品(智能无线)、美国霍尼韦尔（Honeywell）的One Wireless、思科和尘埃网络公司联合推出了Secure Wireless Plant 工业无线技术产品，都已成功在国外工业广泛应用。无线技术在国内石油化工、火力发电、钢铁冶炼、森林火警监测以及水文气象信息等领域都有大量的应用实践。
美国阿肯色州一号核电站（ANO）已经安装了多用途的无线网络。Com anche Peak核电站是世界上无线技术应用最为广泛的核电站之一。而目前我国核电站的无线网络仅仅应用在无线通讯、安保视频监控等方面。
（二）辐射监测系统在我国核电站的应用现状
截止到2021年10月，我国大陆已建成并投入商业运行的核电站有51座。我国核电站先后都建立了辐射环境监测系统，总体来说从功能上大致可分为三个系统，即辐射监测系统、气象环境监测系统和外围辐射环境监测系统。由于在运行核电站投产建设时期不同，以及采用技术路线不同，各电站在系统功能细分和数字自动化水平有一定差别。
由于核电厂辐射和环境监测的特殊性以及网络安全性要求，目前的辐射监测和环境系统在满足全厂辐射与环境监测的统一管理以及严重事故核应急管理要求上，还是存在很多需完善的地方。
（三） 无线终端的应用
随着无线终端在日常生活及办公领域的广泛应用，笔记本、PAD、手机的通用的无线终端也逐渐出现在工业控制领域，这类终端较之前在工业控制领域专用的无线终端相比具有很好的通用性以及价格优势。例如之前在火电厂广泛使用的无线巡检仪，现在已经可以通过内置在安卓手机中的软件实现巡检数据的取和存储。
三 系统设计与实现
（一）福岛事故后的新要求
《福岛事故后核电厂改进行动通用技术要求》，要求对辐射环境监测、环境实验室设置、环境监测站点位设置以及数据传输能力都提出了具体的要求，尤其强调了辐射监测数据传输应具有备用通讯方式，并且能在失去外部电源的情况下，自动监测中央站应能保证大于72小时的数据传输。
（二）结合三代核电开展系统设计与实现
结合监测系统和核应急指挥系统的系统特点，以及AP1000核电站的数字化仪控系统架构，在第三代AP1000核电现有设计的辐射监测系统上，提出了系统硬件网络布置和辐射处理器设计、软件架构和功能设计、数据库设计的目标系统。
1．系统硬件网络布置和传感器设计
目标系统是按照WEB服务层、数据采集层和现场测量仪表层三层架构设计。
WEB服务层包括了数据库服务、WEB服务以及厂内信息网络和固定及移动客户端。数据采集层包括了中央辐射处理器以及环境γ监测计算机，该层具有无限接受数据功能，能够把从现场监测就地辐射监测处理设备采集的数据进行存储，并能实现向WEB服务层数据库传输数据的能力，实现辐射监测数据的存储和转发功能。现场测量仪表层是辐射监测数据测量的最低层，主要实现辐射监测数据的测量和传输功能，根据其测量对象的不同主要包括区域监测仪、工艺监测仪、气载监测仪、排除流监测仪、大气γ辐射监测仪、环境监测车、环境试验室、气象观测站，由于各测量对象分布的不同，厂内通讯采用无线基站的通讯方式，而厂区周边的环境监测点，采取了与移动基站的GPRS的通讯方式。
辐射监测传感就地数据采集系统由就地辐射处理器（和LPR）中央辐射处理器（CRP）组成，就地辐射处理器是基于控制器的微机处理器，安装在安装台架或探测器附近，能对探测器和取样系统提供就地控制。因此，只需要对就地辐射处理器进行设计改造，增加无线通讯模块和内置高效电池系统就可以实现无线就地辐射监测数据的无线传输功能。
2. 软件总体架构和功能模块设计
系统采用三层的B/S结构(Browser/Server,浏览器/服务器模式)，B/S结构紧密结合了Internet Explorer 技术，是WEB兴起后的一种网络结构模式，客户端上主要安装WEB浏览器，系统主要功能实现都放在WEB服务器上实现，这种模式统一了客户端，开发了系统，简化了维护和使用，具有许多传统C/S体系结构不具备的优点。
3. 数据库设计
本系统采用新奥尔良(New Orl eans)方法与基于E－R模型的方法相结合进行数据库设计，通过数据库设计的四个阶段：需求分析(分析用户要求)、概念设计(信息分析和定义)、逻辑设计(设计实现)和物理设计(物理数据库设计)，并结合E-R图进行分析数据库关系，完成数据库设计。
4. 系统实现
对系统软件网站实现的一个全过程介绍：在Visual Studio 2008中采用面向对象的设计理念，通过编程进行软件公共类的设计，实现数据库操作类、项目公共类、用户信息类、辐射信息类的设计，然后运用了母版页技术、站点导航技术、ADO.NET技术、水晶报表等技术，全面实现了从数据层、功能层到表示层的各功能模块和数据流的运行，从而全面完成了系统软件功能的设计要求。
四 结束语
本文主要取得以下进展：
1．根据三代核电辐射与监测系统和仪控系统的特点，结合无线技术在工控领域的成熟运用实例，进行了系统的需求分析，提出了一套切实可行的实现方案。
2．根据AP1000现有仪控系统情况以及其他相关论文的研究结论，确定了AP1000核电站无线网络的布置方案和网络通讯协议，提出了WI-FI 和WirelessHART 协议在核电站的应用方案。
3．根据福岛事故的经验教训，提出了内置高效电池、增加无线通讯模块的辐射监测就地设备改装方案，并论述了该方案的可行性，以及在核应急情况下高效电池和无线通讯模块使得核电站的辐射监测设备仍能可用，大大提高核应急能力。
五 参考文献
1. 朱晓翔, 王凤英. 田湾核电站环境辐射连续监测告警系统设计探讨[ J]. 中国辐射卫生,
2.张新波. 田湾核电站无线监控案例[N ] . 中国公共安全: 市场版, 2007.
3. 毕道伟、章俊武 核电站无线技术应用及其关键问题研究 上海核工程研究设计院