【文章內(nèi)容簡介】 技術(shù)的隧道施工實時監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計，系統(tǒng)的硬件、傳感器的數(shù)據(jù)測量和網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)全部完成。主要工作完成了開發(fā)板的設(shè)計和制作，完成了無線節(jié)點的自動組網(wǎng)、節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸、節(jié)點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等功能，另外包括節(jié)點部分的隧道應(yīng)力壓力和直線位移傳感器信號的測量。所有測試的傳感器數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控電腦存儲并顯示隧道狀態(tài)。隧道監(jiān)控方面測試傳感器方面主要考慮了最常用的測量參數(shù)應(yīng)力和位移的測量。應(yīng)力測試采用了應(yīng)力傳感器，使用了電阻應(yīng)變式的方式。位移采用了直線位移傳感器這，直線位移傳感器原理類似于滑動變阻器，位移變化和電阻成正比。創(chuàng)新點、給隧道施工方提供實時的檢測數(shù)據(jù)提前防備可能出現(xiàn)的情況，對隧道施工安全有一定的輔助作用；現(xiàn)在幾乎沒有采用實時監(jiān)控的實際應(yīng)用；、無線數(shù)據(jù)傳輸在隧道中的應(yīng)用，實際測試可以在直線隧道點對點傳輸可以達(dá)到米以上，改用定向天線可以達(dá)到米左右；保證無線數(shù)據(jù)傳輸在隧道中的可行性；隧道中彎道部分建議添加一個節(jié)點用來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；、節(jié)點超低功耗，可以采用電池供電，可長期正常工作；可以工作長達(dá)半年以上；、采用應(yīng)變片和位移傳感器采集隧道施工中應(yīng)力和位移的變化； 、節(jié)點可以自動加入無線網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點可以自己發(fā)送數(shù)據(jù)也可以轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點的數(shù)據(jù)；方便了節(jié)點的布置；、實時監(jiān)控?zé)o需人工值守，可以在監(jiān)控電腦上保存海量數(shù)據(jù)；、預(yù)留大量采樣端口和端口便于系統(tǒng)的擴(kuò)展。應(yīng)用價值、主要應(yīng)用在隧道施工中，監(jiān)測隧道施工中支撐件和壁體應(yīng)力和位移的變化情況；也可以在隧道日常的一些監(jiān)控和管理；、機(jī)體小巧靈活，采用電池和無線通訊，布置方便快捷，可長時間工作；解決了布線和供電的煩惱；、系統(tǒng)可靠性高，使用成本較低，市場前景廣闊。. 工作展望與取得成績系統(tǒng)的工作原理如圖所示為無線監(jiān)測系統(tǒng)的總體運行原理圖。模塊節(jié)點一啟動會自動組網(wǎng)加入網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點定時采集傳感器通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器然后通過串口把傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸給服務(wù)器顯示和存儲。監(jiān)控人員可以通過服務(wù)器記錄的數(shù)據(jù)分析隧道的近況或者實時監(jiān)測隧道的狀態(tài)。圖 無線監(jiān)測系統(tǒng)的總體運行原理圖 系統(tǒng)硬件設(shè)計根據(jù)實際應(yīng)用的需要以及對各管腳的功能分配，節(jié)點的電路設(shè)計和實物如圖、所示。在上把的所有管腳引出，方便外接其它測試設(shè)備和傳感器。圖２　節(jié)點電路設(shè)計圖　節(jié)點實物圖 系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實現(xiàn)通信，這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器，所以它們的通信效率非常高。在組網(wǎng)方式上主要采用了的幾種組網(wǎng)方式。其一為星狀網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)為主從結(jié)構(gòu)，一個網(wǎng)絡(luò)有一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)者和最多可達(dá)個從屬裝置，而網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)者必須是，由它負(fù)責(zé)管理和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)；其二為樹狀形網(wǎng)，可以是擴(kuò)展的單個星狀網(wǎng)或互聯(lián)的兩個星形網(wǎng)絡(luò)；其三為網(wǎng)狀網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)中的每一個同時可以作為路由器，根據(jù) 網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議來優(yōu)化最短和最可靠的路徑。星型組網(wǎng)這種方式的優(yōu)點是在技術(shù)應(yīng)用中，當(dāng)一個全功能設(shè)備()第一次被激活后，它就會建立一個自己的網(wǎng)絡(luò)，將自身設(shè)置成為一個主協(xié)調(diào)器。所有星型網(wǎng)絡(luò)的操作獨立于當(dāng)前其他星型網(wǎng)絡(luò)的操作，也就是說在星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中只有一個唯一的主協(xié)調(diào)器，通過選擇一個標(biāo)識符確保網(wǎng)絡(luò)的唯一性。圖 星型組網(wǎng)星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點：（）支持點對點和點對多的通信；（）中心節(jié)點為協(xié)調(diào)器，終端節(jié)點為終端設(shè)備；（）所有數(shù)據(jù)經(jīng)過中心節(jié)點；（）適合圓狀分散及距離較近的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。（）樹狀形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)樹狀形的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種方式的優(yōu)點是在樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，每一個設(shè)備都可以與在無線通信范圍內(nèi)的其他任何設(shè)備進(jìn)行通信。任何一個設(shè)備都可定義為主協(xié)調(diào)器。樹型拓?fù)涫且环N分級結(jié)構(gòu)。在樹型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中，任意兩個結(jié)點之間不產(chǎn)生回路，每條通路都支持雙向傳輸。圖 樹狀網(wǎng)組網(wǎng)樹狀形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點（）擴(kuò)充方便、靈活；（）成本低，易推廣；（）適合于分主次或分等級的層次型管理系統(tǒng)。（）網(wǎng)狀網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀網(wǎng)()，這種方式的優(yōu)點是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)傳遞數(shù)據(jù)包將會選擇一個很短的路徑，從而減少根節(jié)點的數(shù)據(jù)流量這樣一方面減少了數(shù)據(jù)傳遞的延時，另一方面起到數(shù)據(jù)分流的作用，從而減輕了根節(jié)點的負(fù)擔(dān)，提高了網(wǎng)絡(luò)運行的穩(wěn)定性。網(wǎng)狀網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)大的功能，網(wǎng)絡(luò)的所有實體只有在通信范圍之內(nèi)，就可以相互通信。網(wǎng)絡(luò)具有自組織和自愈功能。圖 網(wǎng)狀網(wǎng)組網(wǎng)網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點：（）系統(tǒng)采用多跳式路由通信；（）網(wǎng)絡(luò)容量很大；（）可以跨越很大的物理空間，適合距離較遠(yuǎn)比較分散的結(jié)構(gòu)。 在應(yīng)用中我們根據(jù)實際的需求采用了網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)方式，這種組網(wǎng)方式在實際的測試中取得了很好傳輸?shù)男Ч?技術(shù)參數(shù)平臺目前市場上出現(xiàn)了較多的解決方案，有代表性的包括的、的及 、的