一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统，包括：传感器模块、无线数据传输模块、管理中心模块，其中，所述传感器模块用于数据采集、处理以及传输数据，具体包括传感器节点单元、处理器单元、无线通信单元；所述无线数据传输模块包括一级汇聚节点、数据处理器、二级汇聚节点，所述传感器节点单元与所述一级汇聚节点相连接；所述管理中心模块包括显示及告警单元，所述显示及告警单元用于接收所述二级汇聚节点传输的数据并对数据进行显示以及通过数据分析做出警告提示。通过上述方案，提高了地铁施工过程中监控效率以及信息化程度，并降低了维护费。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统
本技术属于隧道施工安全监控以及无线通信
，更具体地，涉及一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，隧道的建设项目与日俱增，隧道施工安全和隧道安全运营问题显得越来越突出。隧道施工安全是一个复杂的系统工程，中间任何一个环节没有做好都可能酿成巨大的事故。其中最主要的原因是地铁建设规模庞大，且施工过程具有隐蔽性、复杂性和不确定性等突出的特点。所以对地铁施工现场实现实时监控显得十分必要。然而，目前地铁施工的监控系统多采用人工采集数据和有线互联网的方式对重点危险源进行实时监控。有线网络的布置一方面需要更多的布线成本，另一方面，其复杂的线路又会对施工现场带来新的问题。人工的数据测量采集一方面不能实现连续的采集，一方面人员在采集数据时，存在重大的安全隐患。因此，本领域亟需一种用于地铁工程建设，并且能够基于无线传感器解决地铁施工过程中现有监控技术效率低下、维护费用高、信息化低问题的监控系统。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统，以解决地铁施工过程中现有监控技术的效率低下、维护费用高、信息化低的问题。为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案，包括：传感器模块、无线数据传输模块、管理中心模块，其中，所述传感器模块用于数据采集、处理以及传输数据，具体包括传感器节点单元、处理器单元、无线通信单元；所述无线数据传输模块包括一级汇聚节点、数据处理器、二级汇聚节点，所述传感器节点单元与所述一级汇聚节点相连接；所述管理中心模块包括显示及告警单元，所述显示及告警单元用于接收所述二级汇聚节点传输的数据并对数据进行显示以及通过数据分析做出警告提示。优选地，所述传感器节点单元包括光纤位移传感器、变形光纤传感器、光纤裂缝传感器、光纤力传感器以及光纤水位传感器中的至少一种，所述光纤位移传感器要用来测量地表沉降、地下管线沉降、围护桩顶水平位移与垂直位移；所述的变形光纤传感器、光纤裂缝传感器用来测量建筑物变形程度；所述的光纤力传感器用来测量支撑轴力。优选地，所述一级汇聚节点用于汇总传感器采集的数据，并由所述数据处理器进行数据处理后，传送给所述二级汇聚节点进行整合及约减。优选地，所述显示及告警单元用于对数据进行显示以及通过数据分析做出警告提示包括：所述显示及告警单元可以为PC终端，所述PC终端接收所述二级汇聚节点处理的数据，用于以图表的形式显示整个系统的监控拓扑结构图、传感节点的数据存储以及实时查询结果中的至少一种。所述PC终端还用于通过数据分析出支护结构的水平位移、沉降以及利用数值模拟法分析基坑施工期间支护结构位移变化规律，并基于分析做出预警；优选地，所述PC终端配备有数据库管理系统，所述数据库管理系统自定义了元数据信息以及设置了双备份机制；相应地，所述PC终端接收所述二级汇聚节点处理的数据包括：所述数据库管理系统接收所述二级汇聚节点处理的数据并进行存储。优选地，所述传感器节点单元中的传感器还设置有自动预警功能，以使得系统能够避免产生无效数据以及提前采取防护措施。优选地，所述感器节点单元中的传感器可以设置为周期性检测，以使得系统可以长期进行监测；或，所述感器节点单元中的传感器设置为反应式监控，以使得系统可以监控异常事件。优选地，所述处理器模块采用TIMSP430F5418微控制器，用于进行包括但不限于数据处理及存储、电池能量监测、系统任务调度、执行通信协议以及节点调度管理；所述的无线通信模块采用2.4GHzRF芯片CC2500，用于在传感器之间以及传感器与汇聚节点之间进行通信。本技术提出一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统，包括：传感器模块、无线数据传输模块、管理中心模块，其中，所述传感器模块用于数据采集、处理以及传输数据，具体包括传感器节点单元、处理器单元、无线通信单元；所述无线数据传输模块包括一级汇聚节点、数据处理器、二级汇聚节点，所述传感器节点单元与所述一级汇聚节点相连接；所述管理中心模块包括显示及告警单元，所述显示及告警单元用于接收所述二级汇聚节点传输的数据并对数据进行显示以及通过数据分析做出警告提示。通过上述技术方案，形成了一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统，能够通过无线传感器形成传感器网络，实时地监控地铁施工项目信息，并通过无线网络将数据传输回数据库中，对数据加以处理后用于预警监控，提高了地铁施工过程中监控效率以及信息化程度，并降低了维护费。附图说明图1为本技术实施例一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统示意图；图2为本技术实施例一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统预警系统流程图；图3为本技术实施例一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统无效数据过滤流程图；图4为本技术实施例一种基于无线传感器网的地铁安全监控方法流程图；本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将参考若干示例性实施方式来描述本技术的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本技术，而并非以任何方式限制本技术的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。实施例一参见图1所示，为本技术提供了一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统预警系统流程图；一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统，包括：传感器模块、无线数据传输模块、管理中心模块，其中，所述传感器模块用于数据采集、处理以及传输数据，具体包括传感器节点单元、处理器单元、无线通信单元；本实施例中，传感器模块主要用来收集并传送数据，主要包括传感器节点单元、处理器单元、无线通信单元，其中传感器节点单元包括光纤位移传感器、变形光纤传感器、光纤裂缝传感器、光纤力传感器、光纤水位传感器中的至少一种。处理器单元可以为TIMSP430F5418微控制器，用于对数据处理、数据存储、电池能量监测、系统任务调度、执行通信协议(包括MAC/路由协议)和节点调度管理等工作。无线通信单元可以为2.4GHzRF芯片CC2500，负责传感器节点之间以及传感器节点与汇聚点之间进行通信、传感器节点之间交换控制信息和收发所采集的数据。另外，本实施例还提供了电源供应单元，具体可以选用锂电池、稳压调整电路(S812AMC30)、智能电池监测芯片(DS2762)、电池保护芯片(85426)、电池充电管理芯片(BQ2057)、电源处理电路及外围接口电路以及天线，用于为传感网节点提供智能充电和电路短路保护等功能，以确保传感器节点正常工作时所需的能源。所述无线数据传输模块包括一级汇聚节点、数据处理器、二级汇聚节点，所述传感器节点单元与所述一级汇聚节点相连接；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统，其特征在于，包括：传感器模块、无线数据传输模块、管理中心模块，其中，/n所述传感器模块用于数据采集、处理以及传输数据，具体包括传感器节点单元、处理器单元、无线通信单元；/n所述无线数据传输模块包括一级汇聚节点、数据处理器、二级汇聚节点，所述传感器节点单元与所述一级汇聚节点相连接；/n所述管理中心模块包括显示及告警单元，所述显示及告警单元用于接收所述二级汇聚节点传输的数据并对数据进行显示以及通过数据分析做出警告提示。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统，其特征在于，包括：传感器模块、无线数据传输模块、管理中心模块，其中，
所述传感器模块用于数据采集、处理以及传输数据，具体包括传感器节点单元、处理器单元、无线通信单元；
所述无线数据传输模块包括一级汇聚节点、数据处理器、二级汇聚节点，所述传感器节点单元与所述一级汇聚节点相连接；
所述管理中心模块包括显示及告警单元，所述显示及告警单元用于接收所述二级汇聚节点传输的数据并对数据进行显示以及通过数据分析做出警告提示。


2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统，其特征在于，所述传感器节点单元包括光纤位移传感器、变形光纤传感器、光纤裂缝传感器、光纤力传感器以及光纤水位传感器中的至少一种，
所述光纤位移传感器要用来测量地表沉降、地下管线沉降、围护桩顶水平位移与垂直位移；
所述的变形光纤传感器、光纤裂缝传感器用来测量建筑物变形程度；
所述的光纤力传感器用来测量支撑轴力。


3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统，其特征在于，所述一级汇聚节点用于汇总传感器采集的数据，并由所述数据处理器进行数据处理后，传送给所述二级汇聚节点进行整合及约减。


4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网的地铁施工安全监控系统，其特征在于，所述显示及告警单元用于对数据进行显示以及通过数据分析做出警告提示包括：
所述显示及告警单元可以为PC终端，所述PC终端接收所述二级汇聚节点处理的数据，用于以图表的形式显示整个系统的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴贤国，汤扬屹，刘鹏程，王欣怡，陈虹宇，张立茂，王雷，陈彬，王堃宇，柳海东，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42