无线传感网络施工隧道安全监控系统软件设计与实现

论文摘要

随着我国在基础建设投入力度的加大,隧道安全施工问题也受到了普遍的重视,常见的隧道灾害有火灾、有害气体超标、突水、塌方等,如何对灾害进行预判和在灾害发生后进行安全控制是施工隧道监控的一个重点。施工隧道监控系统是一个庞大的系统,涉及到计算机、通信、软件开发等多学科知识,本文针对施工隧道安全监控的特点,从数据决策分析、安全控制、人员定位、数据管理等几个方面进行了探索性的研究,提出了一种基于无线传感器网络的施工隧道安全监控解决方案。论文对施工隧道的环境特点、安全防护要求、控制要求等进行了详细的分析,介绍了隧道火灾、有害气体超标、突水、塌方的灾害特点以及防护要点,并结合施工隧道的实际情况,提出了将本地控制和远程控制相结合的隧道安全控制方法,在隧道灾害等级较低时,通过监控软件发送控制命令,驱动隧道现场的控制执行设备进行控制;当隧道灾害等级较高,现场险情超出本地控制范围时,监控软件向远程3G终端设备请求远程协助并报告现场情况。同时,为了对施工人员进行更好的管理和监控,施工隧道监控系统采用Zigbee网络对施工人员进行定位。施工隧道监控系统对传感器数据进行定时决策分析,按照一定算法计算出当前隧道各个监控单元的安全状态,并根据安全状态制定出相应的应急处理措施,提供几套应急处理方案供用户选择实施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究课题的来源、目的和意义
• 1.2 施工隧道监控系统的国内外研究现状
• 1.3 论文结构安排
• 2 施工隧道监控系统功能需求分析
• 2.1 施工隧道环境特点
• 2.2 施工隧道安全控制需求分析
• 2.3 施工人员定位功能需求分析
• 2.4 施工隧道监控软件需求分析
• 3 施工隧道监控软件总体设计
• 3.1 施工隧道监控系统体系结构
• 3.2 施工隧道监控软件结构
• 3.3 施工隧道监控软件主要模块设计
• 4 施工隧道监控软件具体实现
• 4.1 基于多终端的网络通信管理实现
• 4.2 隧道决策分析算法实现
• 4.3 监控视图管理设计实现
• 4.4 施工数据库管理和数据保存实现
• 5 施工隧道监控系统测试与结果分析
• 5.1 隧道安全分析测试
• 5.2 本地控制响应时间测试
• 5.3 远程联动响应时间测试
• 5.4 定位准确性测试
• 6 总结与展望
• 6.1 本文研究总结
• 6.2 下一步工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文