基于ZigBee的隧道施工監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來我國的公路、鐵路事業(yè)發(fā)展迅速，隨之而來的是在部分地區(qū)必不可少的隧道建設(shè)。在山區(qū)等特殊地區(qū)交通建設(shè)中必然有大量的隧道建設(shè)，而且很多隧道建設(shè)都具有長度越來越長、埋深越來越深、截面越來越大的特點。隧道工程的這些特點給施工增加了很大難度，對施工方的施工管理和技術(shù)都有很大的挑戰(zhàn)，施工風(fēng)險也大幅度增加，因此為保證隧道施工的安全進(jìn)行，隧道施工的監(jiān)測就顯得更為重要。有效的監(jiān)測手段不但能實現(xiàn)施工過程中及時的安全預(yù)警，還有助于施工方實現(xiàn)高效的調(diào)度指揮

2、。
　　為了對隧道施工過程實現(xiàn)有效監(jiān)測，保證隧道施工安全、高效的進(jìn)行，本文研究了一種基于Zig Bee的隧道施工監(jiān)測系統(tǒng)。針對目前隧道施工過程中可能出現(xiàn)的幾種問題，給出了該系統(tǒng)的基本構(gòu)架：首先是必要的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，針對一些基本環(huán)境信息和施工過程中可能出現(xiàn)的環(huán)境狀況進(jìn)行監(jiān)測，對包括基本的溫濕度等基本環(huán)境信息和粉塵濃度和瓦斯?jié)舛鹊葘κ┕ご嬖谕{的環(huán)境狀況通過無線通信技術(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測；其次是人員監(jiān)控系統(tǒng)，施工過程中的人員安全和指揮調(diào)度也

3、尤為重要，因此通過Zig Bee無線網(wǎng)絡(luò)對施工人員進(jìn)行定位跟蹤，全方位掌控施工隧道的實況，為事故發(fā)生時提供實時信息，以便及時救援。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）研究分析隧道監(jiān)測的難點以及主要問題。通過研討各種施工監(jiān)測系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與應(yīng)用情況，分析出現(xiàn)有隧道監(jiān)測系統(tǒng)的缺點，提出開發(fā)更加合理有效的隧道施工監(jiān)測系統(tǒng)所需要解決的一些主要問題以及實現(xiàn)難點。
　?。?）研究隧道環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集與無線傳輸問題。在隧道施工

4、過程中要實時對施工環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，以保證施工人員有一個良好安全的施工環(huán)境。在此過程中要盡量保證采集到的數(shù)據(jù)的可信度以及實時性，因此在本文中采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的 Z ig Bee無線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與無線傳輸，同時也解決了傳統(tǒng)的有線監(jiān)測系統(tǒng)中的布線麻煩。
　?。?）研究適合隧道施工特點和環(huán)境的人員定位監(jiān)控方法。相對于煤礦等比較復(fù)雜的施工環(huán)境而言，隧道是一種較為簡單的施工環(huán)境，但目前建設(shè)的隧道越來越長，有必要對施工人員進(jìn)行監(jiān)控以保證

5、施工安全。由于施工環(huán)境的結(jié)構(gòu)相對簡單，不必要采用復(fù)雜的精確定位，可通過模糊定位方法監(jiān)控到施工人員的基本位置即可，這樣還能減少節(jié)點的計算量，降低功耗。
　　（4）研究了隧道施工監(jiān)測系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方法。采用ZigBee無線通信技術(shù)與傳感技術(shù)相結(jié)合的方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與實時傳輸，通過節(jié)點間簡單的通信過程實現(xiàn)施工人員的模糊定位，從而實現(xiàn)了隧道施工的全面監(jiān)測。
　　經(jīng)過實驗室的實驗測量和驗證，基于ZigB ee的隧道施工監(jiān)測系統(tǒng)首先在環(huán)