DIY自制智能辐射监测终端开源项目介绍

    科创经济 朗峰江湖 2026-08-17 4247 次浏览

    辐射无处不在。

    你脚下的花岗岩、手腕上的夜光表、甚至高空飞行时穿透机舱的宇宙射线——它们时刻存在,只是你的眼睛看不见。

    但如果有一台巴掌大的设备,能"听见"这些射线的声音,把每一次粒子撞击都变成屏幕上的数字和图表呢?

    这就是OpenRad,一个让你亲手把"不可见"变成"可见"的开源项目。

    科幻片里的道具,你桌上也能有

    如果你看过《切尔诺贝利》《绝命毒师》或者任何一部核题材电影,一定对那种"咔哒咔哒"响个不停的手持设备有印象——那就是盖革计数器(Geiger Counter)。

    它的原理并不神秘:

    一根密封的盖革-米勒管(GM管)里充满低压惰性气体。当γ射线或高能β粒子穿入管内,会电离气体分子,引发一次短暂的放电脉冲。每"咔哒"一声,就代表有一个粒子被捕获。

    OpenRad 做的,就是把这个百年原理,用2026年的开源硬件重新做了一遍。

    而且做得更便宜、更智能、更联网。

    硬件拆解:四大模块,各司其职

    OpenRad 的电路板被清晰地划分为四个功能模块,哪怕你是硬件新手,也能一眼看懂信号流向。

    高压发生电路

    GM管工作需要几百伏的高压(SBM-20的额定工作电压在400V左右)。但设备由USB锂电池供电,只有5V。

    所以板子上有一个升压电路,把5V抬升到GM管需要的直流高压。这是整个设备最"危险"也最关键的部分——当然,是对电路而言,对人体完全安全(电流极小)。

    脉冲检测电路

    GM管每次放电都会产生一个微弱的脉冲信号。这个模块负责放大、整形、滤波,把杂乱的电信号变成干净的标准脉冲,送给主控芯片计数。

    主控单元:TTGO ESP32

    核心大脑是一颗集成Wi-Fi蓝牙的ESP32开发板。它干的事很多:

    实时计数脉冲

    换算成辐射剂量率(μSv/h 或 mR/h)

    驱动LCD屏幕显示

    管理Wi-Fi通信

    处理按键菜单

    人机交互外设

    三个实体按键:上、下、确认,纯物理导航

    蜂鸣器:辐射超标时声光报警,也可以开启"咔哒"模拟

    LCD彩屏:实时显示剂量、波形、统计信息

    整套硬件的BOM成本极低。SBM-20盖革管二手价几十块,TTGO ESP32十几块,外围电路加在一起,总成本控制在200元以内。

    不只是计数,更是一套物联网终端

    OpenRad 的固件基于PlatformIO开发,用LVGL图形库做UI,界面精致得不像开源项目。

    本地功能:脱机也能用

    实时剂量率显示:屏幕主界面直接显示当前环境的辐射水平

    可配置采样参数:窗口大小、采样周期可调——想要稳定读数就拉长平均时间,想要快速响应就缩短周期

    深度睡眠模式:不测量时自动休眠,功耗压到极低,适合野外长时间监测

    本地统计:记录一段时间内的辐射变化,生成基础趋势数据

    网络功能:这才是重头戏

    OpenRad 不只是一台手持设备,它是一个物联网节点。

    Wi-Fi AP 热点模式:设备自己发射Wi-Fi,手机直连,浏览器打开就能看数据。不需要路由器,不需要装App,有浏览器就行。

    Wi-Fi STA 局域网模式:接入家里或实验室的Wi-Fi,通过IP地址远程访问。你可以把它放在阳台、地下室、实验室角落,坐在沙发上刷网页看数据。

    MQTT 推送:辐射数据可以实时推送到你的物联网服务器(比如Home Assistant、Node-RED、自建Broker)。这意味着你可以:

    智能家居大屏上显示环境辐射值

    设置自动化规则:辐射异常时推送到手机

    长期记录数据,绘制年度环境辐射曲线

    固件内置的网页前端还集成了图表组件,辐射变化趋势一目了然。而且网页资源直接打包烧进ESP32的闪存里,不需要外接SD卡。

    从零复刻:你需要什么?

    硬件准备:

    PCB板(Gerber已提供,直接发工厂打样)

    SBM-20盖革管(或其他兼容GM管)

    TTGO ESP32开发板

    电阻电容电感等被动元件(BOM清单已给)

    LCD屏幕、蜂鸣器、按键

    软件准备:

    VS Code + PlatformIO插件

    拉取GitHub仓库

    (可选)Squareline Studio修改UI界面

    PlatformIO编译并烧录固件

    上传网页资源文件系统镜像

    上电,配置Wi-Fi,开始测量

    协议宽松:BSD-3-Clause,你可以自由使用、修改、商用,只要保留版权声明。

    PCB&原理图

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    项目地址:https://p.eda.cn/d-1404404837155602432

    硬件工程、3D 模型、固件全部免费开放,感兴趣的工程师可直接下载打样、二次开发。

    写到最后

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