ZigBee无线传感网的铁路隧道环境无线监控系统设计+电路图(4)

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1.2.2应用无线传感网在隧道监控的意义

(1) 提高隧道安全运行的智能化水平

保证隧道的安全施工和高效运行工作，不仅关系到国家政府的交通管理运营的体制问题，更离不开长期可靠的无线网络技术支持。所以，做好隧道安全施工的环境数据高效监测运行和科学安排指挥工作，不仅要建立一个完善的安全管理系统组织体系，更要求一个高效、智能化的信息管理监控系统。隧道的实时信息监控系统，能为国家相关管理层提供作为管理和决策的有效数据支持，而国家管理层可以实时智能化地进行隧道安全建设的监控和控制，做好防患于未然，提前消除可能安全隐患，在发生不幸突发事件时，紧急部署好救援措施，进而极大可能地减少人员危害和降低物质损失[3]。

(2) 提高交通建设部门信息化水平

地铁隧道的安全信息化施工和运行，是我国交通部建设部门做好安全工作的根本部分。加强隧道施工的安全数据监控，及时预警危险可能性，提前部署紧急救援清离工作，防患于未然，这将大大提高交通建设部门的安全监控和信息化水平。研究无线传感网技术对于地铁隧道安全监控的应用，对于交通建设部其他项目的绿色施工及可靠运行也具有借鉴的意义，符合15年颁布的国家“十三五”规划中的城市轨道交通特殊政策支持和大力推动发展的策略。

(3) 国内无线传感网络的广泛应用

目前无线传感网络大量投入在军事、环境、医疗保健、交通等有关领域，近些年大量的应用在矿井的环境数据采集融合、井下工作人员定位等方面，具有极光明的应用前景。传感器节点采集传输的数据是整个系统的主要数据来源，是实现自动化的首要环节。基于无线传感器的低功耗高性能使用背景，故对其终端设计最好采用低复杂度的信号方式，尽量做好节省系统能源消耗损失、压缩打包信息的处理，提高系统长期使用的年限。

1.3课题研究的内容

本文中基于无线传感网的隧道施工智能监控系统可以有效地提高隧道施工监测的准确和自动化程度，为隧道施工提供安全保障，最后也希望本文能对以后的隧道监控系统的研究和实践起到促进作用。本文的主要内容如下：

第1 章内容为绪论，主要介绍课题的研究的背景和意义，并对无线传感网络的发展现状和在隧道环境监控中的研究意义进行了介绍。

第2 章主要介绍隧道复杂多变的特殊施工特性，以及容易出现的施工事故类型和采取的紧急应对措施，并对各事故类型的评判标准做了详细的研究。

第3 章主要介绍了无线传感网络的特点和组成框架结构，以及ZigBee网络的特点和拓扑结构，分析了本设计节点布置采取混合型的构架方式。

第4章主要是对隧道施工监控系统进行整体硬件设计，同时应用到数据采集节点和无线网路协调器节点。监控系统的硬件部分提出以CC2430为核心的处理器模块和无线收发模块，再配合各传感器模块、时钟电路模块、电源模块、ADC转化模块等的设计方案，并对各模块实现做了详细的功能描述。

第5章则主要是设计了相应的软件实现流程，同时结合硬件模块的功能,阐述了ZigBee节点采集模块、ZigBee协调器的组网模块、系统初始化模块、气体检测模块和温湿度传感器模块的设计。

第6章为结论与展望，系统地总结了本此设计的无线网络监控系统的软硬件研究内容，并对其技术发展做了前景展望和相关不足方面的探究。

2 隧道施工环境和事故的指标评判分析

道是地下狭长的结构，贯穿城市腹部，特殊的地质环境，不确定性因素更多。隧道施工过程非常复杂，同时进行多道工序，由多个子系统通风，再加以供电，排水，供水等为辅。施工过程中，如果要按时完成建设任务，不中断，就必须保证施工无安全事故。施工安全不仅影响了工程进度，也影响了地铁建造单位的经济利益，最根本的是，它是密切相关的建筑工人的安全。