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1、論文分類號(hào)：2學(xué)校代碼：10708學(xué)號(hào)：1206042_淡在科我大莩SHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY碩士學(xué)位論文ThesisforMaster'sDegree基于ZigBee的隧道施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究劉小濤指導(dǎo)教師姓名：張幵生教授學(xué)科名稱.?模式識(shí)別與智能系統(tǒng)論文提交日期：2015年3月論文答辯日期：2015年5月學(xué)位授予單位：陜西科技人學(xué)原創(chuàng)性聲明及關(guān)于學(xué)位論文使用授權(quán)的聲明原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研宄所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集
2、體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的科研成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名：^1^日期：>忒年《月關(guān)于學(xué)位論文使用授權(quán)的聲明本人完全了解陜西科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留或向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)陜西科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所將本學(xué)位論文收錄到《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾
3、提供息服務(wù)。(保密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）論文作者簽名：導(dǎo)師簽名:日期：>擴(kuò)年<月申請(qǐng)工學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目：基于ZigBee的隧道施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究學(xué)科門類：工學(xué)一級(jí)學(xué)科：控制科學(xué)與工程培養(yǎng)單位：電氣與信息工程學(xué)院碩士生：劉小濤導(dǎo)師：張開生教授2015年5月RESEARCHOFTUNNELCONSTRUCTIONMONITORINGSYSTEMBASEDONZIGBEEAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirements
4、fortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByXiaotaoLiuSupervisor:Prof.KaishengZhangMay2015基于ZigBee的隧道施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究摘要近年來(lái)我國(guó)的公路、鐵路事業(yè)發(fā)展迅速，隨之而來(lái)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(zhǎng)度越來(lái)越長(zhǎng)、埋深越來(lái)越深、截面越來(lái)越大的特點(diǎn)。隧道工程的這些特點(diǎn)給施工增加了很大難度，對(duì)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(xiǎn)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(cè)就顯
5、得更為重要。有效的監(jiān)測(cè)手段不但能實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程中及時(shí)的安全預(yù)警，還有助于施工方實(shí)現(xiàn)高效的調(diào)度指揮。為了對(duì)隧道施工過(guò)程實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)測(cè)，保證隧道施工安全、高效的進(jìn)行，本文研究了一種基于ZigBee的隧道施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。針對(duì)目前隧道施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的幾種問(wèn)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(cè)系統(tǒng)，針對(duì)一些基本環(huán)境信息和施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的環(huán)境狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)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?duì)施工存在威脅的環(huán)境狀況通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；其次是人員監(jiān)控系統(tǒng)，施工過(guò)程中的人員安全和指揮調(diào)度也尤為重要，因此通過(guò)ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)施工
6、人員進(jìn)行定位跟蹤，全方位掌控施工隧道的實(shí)況，為事故發(fā)生時(shí)提供實(shí)時(shí)信息，以便及時(shí)救援。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：（1）研究分析隧道監(jiān)測(cè)的難點(diǎn)以及主要問(wèn)題。通過(guò)研討各種施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的國(guó)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(cè)系統(tǒng)的缺點(diǎn)，提出開發(fā)更加合理有效的隧道施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所需要解決的一些主要問(wèn)題以及實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)。（2）研究隧道環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集與無(wú)線傳輸問(wèn)題。在隧道施工過(guò)程中要實(shí)時(shí)對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以保證施工人員有一個(gè)良好安全的施工環(huán)境。在此過(guò)程中要盡量保證采集到的數(shù)據(jù)的可信度以及實(shí)時(shí)性，因此在本文中采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的ZigBee無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與
7、無(wú)線傳輸，同時(shí)也解決了傳統(tǒng)的有線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的布線麻煩。（3）研究適合隧道施工特點(diǎn)和環(huán)境的人員定位監(jiān)控方法。相對(duì)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(jiǎn)單的施工環(huán)境，但目前建設(shè)的隧道越來(lái)越長(zhǎng)，有必要對(duì)施工人員進(jìn)行監(jiān)控以保證施工安全。由于施工環(huán)I境的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，不必要采用復(fù)雜的精確定位，可通過(guò)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(diǎn)的計(jì)算量，降低功耗。（4）研究了隧道施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方法。采用ZigBee無(wú)線通信技術(shù)與傳感技術(shù)相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)傳輸，通過(guò)節(jié)點(diǎn)間簡(jiǎn)單的通信過(guò)程實(shí)現(xiàn)施工人員的模糊定位，從而實(shí)現(xiàn)了隧道施工的
8、全面監(jiān)測(cè)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)測(cè)量和驗(yàn)證，基于ZigBe
