基于zigbee网络的地铁施工隧道监测数据采集与抗噪传输研究

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1、密级：公开中图分类号：TN46硕士学位论文基于ZigBee网络的地铁施工隧道监测数据采集与抗噪传输研究研究生：谭世唯导师：詹杰学科：物理学研究方向：无线传感器网络2018年06月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterResearchonMonitoringDataCollectionandAntiNoiseTransmissionofSubwayTunnelingBasedonZigBeeCandidate：ShiweiTanSupervisorandRank：JieZhanProfessor基于ZigBee网络的地铁施工隧道监测数据采集与抗噪传输

2、研究学位类型：学术型学位学科（专业学位类别）：物理学作者姓名：谭世唯作者学号：15010801006导师姓名及职称：詹杰教授实践导师姓名及职称：学院名称：物理与电子科学学院论文提交日期：2018年06月学位授予单位：湖南科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校

3、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。本人授权湖南科技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本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要随着我国城市化进程加快，城市人口不断增多，交通拥挤、汽车尾气、噪声污染等系列问题成为城市发展的基本问题，地铁成为缓解这些问题的第一选择。然而地铁施工是一项复杂且极具危险的工程，地铁隧道开挖过程中由于会受到各种不确定因素的干扰，导致各类安全事故频发。在地铁施工过程中，同时参

4、与施工的机械多，干扰大，现有的监测手段很难在动态变化的施工面及时部署，无法将各种监测数据实时上传给监理部门进行风险评估，一些安全隐患无法及时排除。尤其是在施工人员交接班之时无人值守，很多施工事故在此时发生。为此，研究开发地铁隧道施工面监测数据的实时采集与传输技术尤为重要。随着嵌入式技术、传感器技术以及各类低功耗无线通信技术的发展，集信息采集、处理、传输功能于一身的无线传感器网络已有许多成功应用的案例。本文以地铁施工面监测数据的通信平台为研究目标，通过全面分析地铁隧道复杂区域非视距条件下无线传输节点RSSI采样值的特点与性质，设计了一种基于ZigBee网络、适用于地铁施工隧道开挖面使

5、用的超低功耗、抗噪性能好、可短距离上传监测数据的实时传输系统。重点研究了地铁隧道施工面监测数据的无线通信采集和数据抗噪传输。在抗噪处理上，以节点间的RSSI值作为检测基准，动态切换通信信道，避让拥挤信道，实现了多信道智能跳变抗噪，为地铁施工中隧道挖掘面监测数据采集与实时传输提供一种可靠的新方案。系统采用TI公司生产的基于8051内核的CC2530F256芯片作为核心，采用IEEE802.15.4协议作为通信标准，针对湿度、温度、烟雾、人体感应等进行信息采集模拟，设计系统硬件电路、编制系统程序软件，测试数据传输，以同频的WIFI无线路由器、蓝牙等作为干扰源，模拟通信干扰，检测系统抗干

6、扰能力和实时数据传输质量。关键字：抗噪；ZigBee协议；CC2530芯片；接收信号强度iiiABSTRACTWiththeaccelerationofurbanizationinChina,theincreasingofurbanWiththeaccelerationofurbanizationinChina,theincreasingofurbanpopulation.Trafficcongestion,vehicleexhaust,noisepollutionandotherissuesbecomethebasicproblemofurbandevelopment.Thesu

7、bwayhasbecomethefirstchoicetoalleviatetheseproblems.Subwayconstructionisacomplexandextremelydangerousproject.Intheprocessofsubwaytunnelexcavation,theinterferenceofvariousuncertainfactorsleadstothefrequentoccurrenceofvariouskindsofsafety