基于ZigBee无线传感器网络的隧道结构健康监测系统设计.pdf

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1、论文题目：基于无线传感器网络的隧道结构健康监测系统设计工程领域：电子与通信工程研究方向：电子通信论文作者：周游游学校导师：黄如副教授企业导师：康盛教授级高工定禾局日期：年月日学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华东理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密论文在解密后遵守此规定。论文涉密情况：不保

2、密口保密，保密期（一年一月一日至—年一月一日）学位论文作者签名：乾指导老师签名：日期：年月日日期少年月日分类号：密级：华东理工大学工程硕士学位论文基于无线传感器网络的隧道结构健康监测系统设计周游游指导教师姓名：黄如副教授华东理工大学信息科学与工程学院康盛教授级高工上海电七自动化设计研究所有限公司申请学位级别：硕士工程领域：电子与通信工程论文定稿日期：论文答辩日期：学位授予单位：华东理工大学学位授予日期：答辩委员会主席：朱煜教授评人：李钰副教授张建军研究员作者声明我郑重声明：本人恪守学术道德，崇尚严谨学风

3、。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容。论文为本人亲自撰写，并对所写内容负责。论文作者签名：年月曰华东理工大学工程硕士学位论文第页基于无线传感器网络的隧道结构健康监测系统设计摘要近年来，随着经济社会的高速发展，我国城市轨道交通也迈入了快速发展阶段。地铁凭借其高效，节能，稳定的优势，已逐渐成为大中城市的主要交通工具。全国中等城市陆续进行的地铁隧道建设，总里程已达几千公里。隊道建成以后由于地质的不均勻沉

4、降以及上方建筑物的影响而导致隧道的变形对隧道的安全性和列车运行稳定性产生严重的影响。因此对隧道结构变形和隧道内环境的实时监测就变得尤为重要。传统的监测方法是通过利用水准仪或全站仪在隧道横断面上设置一定的监测点监测險道的变形。需要耗费大量的人力物力，并且会与列车运行冲突，不能实时反应隧道的变形情况。本文研究开发一种集燧道变形监测和隧道内环境监测为一体的无线传感装置。通过监测隧道内砌衬的应力变化实时反映隧道变形程度，同时对隧道内温度和湿度进行检测。采用树状网（的拓扑结构，构建隧道内无线传感网络，将各传感器所

5、测得的数据传至上位机处理、显示、报警。关键词：；无线传感器网络；隧道变形监测；第页华东理工大学工程硕士学位论文：华东理工大学工程硕士学位论文第页目录第章绪论课题背景雄综述无线传感器网络及其发展研究现状无线传感器网络技术研究现状地铁隧道变形监测现状及发展趋势第章技术介绍引言技术概述技术特点技术与其他无线通信技术的比较协议栈结构物理层层网络层应用层（层）本章小结第章系统总体方案设计课题总体设计方案各部分功能设计终端设备节点功能设计协调器功能设计上位机监测软件功能设计芯片介绍系统硬件电路设计电源模块设计外围电

6、路设计应力监测模块设计温湿度测量模块设计声光报警模块设计串口通信模块设计设计第页华东理工大学工程硕士学位论文本章小结第章隧道结构健康监测系统软件部分设计开发环境介绍协议找及操作系统协议栈操作系统协调器节点软件设计组建网络添加任务编写任务事件处理函数路由器节点和终端设备节点软件设计路由器节点软件设计终端设备节点软件设计上位机监控软件设计本章小结第章隧道结构健康监测系统测试组网能力和通信距离测试丢包率测试上位机软件测试本章小结第章本文工作总结及展望本文完成的主要工作今后工作的展望参考文献致谢华东理工大学工程

7、硕士学位论文第页第章绪论课题背景近年来，随着城市化的深入，城市的规模不断扩大。城市人口爆炸式增长所带来的交通拥堵已成为各大中城市所面临的一大难题。而作为现代化城市标志的交通工具一一地铁，以其高效，节能，稳定，低污染等优势，已逐渐成为大中城市公共交通交通系统的主要组成部分。据不完全统计，截至年，世界上己建成地铁并投入运行的城市超过座，线路总长度超过公里⑴。北京地铁一号线是我国开通的第一条地铁，时至今日，短短四十多年间，我国已有个城市开通了地铁运营。总运营线路长度达多千米。目前在建线路长度达多千米。年底，国

8、务院又批复了个城市的地铁建设规划，至年我国将新建轨道交通线路条，总建设里程为多千米，投资规模达亿元。地铁穿越城市复杂的地质环境，在地铁修建和运营过程中，地质的不均匀沉降，可能导致隧道变形，对隧道的安全性和稳定性产生严重影响。另一方面，地铁作为城市主要交通工具，线路遍布于城区主要区域，地铁附近越来越多的建筑物也对地铁險道的安全性带来极大的隐患。險道变形不仅严重影响列车运行的稳定性和安全性，一旦发生妈塌事故，将会危及整个城市的交通系统。因此对險