[發明專利]一種隧道環境監測系統

無效

• 申請號: 201410542410.9
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104316105A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 徐花;張靜雅;肖亞韙
• 申請（專利權）人: 蘇州德魯森自動化系統有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;H04W84/18
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種環境監測系統，尤其設計一種隧道環境監測系統，屬于環境監測領域。

背景技術

隧道內的環境對行車安全及旅客、養護作業人員的健康會帶來一些特殊問題，主要是因為隧道中的溫度、濕度、光線、有害氣體的成分量和積累。大多數隧道都是四周封閉的通道，無護欄。無自然光線，隧道中的照明基本上只能由照明設備提供。當人員白天進入隧道后，由于隧道內外光線強弱差別大，人眼不能馬上適應，會出現進洞時的黑洞效應和出洞時的眩光效應，濕度和有害氣體也會對人員身體健康造成傷害。

網絡技術逐步成熟的背景下，傳統的隧道環境監測系統存在設備管理不完善、不易維護等問題，并且已有系統多是處理單個命令的直接控制，對于負責批命令控制的研究還有待深入。無線傳感網是物聯網技術的重要基礎，解決了互聯的問題，由具有感知、處理和無線通信能力的大量傳感器節點形成一個多跳的自組織網絡系統，完成既定的任務。目前隧道環境監測系統大多利用以太網絡進行數據的有線傳輸，存在著成本高、綜合布線復雜、通信電纜選擇等實際工程問題，限制了隨到環境監測系統的發展前景。

例如申請號為“201220722727.7?”的一種隧道施工安全預警管理系統，該實用新型公開了一種隧道施工安全預警管理系統，包括通過線性調頻連續波測量隧道圍巖的微小位移信息的圍巖形變量測雷達終端、施工人員及施工設備實時位置監測系統和用于實時監測隧道內的氣體、水位信息的環境監測終端。該實用新型能夠同時對隧道圍巖形變、隧道內施工人員或施工設備和隧道內施工環境進行實時監測與預警，能夠減小安全事故發生幾率，避免出現人員傷亡，消除安全隱患，同時能夠對現場施工人員、設備進行更加合理的調度管理以及安全監控管理。該實用新型隧道環境監測系統存在著成本高、綜合布線復雜、通信電纜選擇等實際工程問題，限制了隨到環境監測系統的發展前景。

又如申請號為“201210519187.7”的一種隧道環境遠程監測預警系統及方法，該系統包括無線傳感網絡、嵌入式網關、網絡控制系統和隧道環境監測中心，其中無線傳感網絡包括位于待測點的無線傳感網數據采集節點，所述無線傳感網數據采集節點包括路由器節點和終端節點，所述無線傳感網數據采集節點通過協調器節點接入嵌入式網關，嵌入式網關與3G通訊模塊通過RS232數據通訊將數據發至公網，嵌入式網絡控制系統通過3G通訊模塊獲取公網環境數據信息連接到隧道遠程檢測中心，其中嵌入式網關連接的3G通訊模塊與嵌入式網絡控制系統中的3G通訊模塊進行點對點通訊。相應的還公開了一種基于無線傳感網絡的隧道環境監測方法。該發明可用于隧道以及公路隧道環境的實時監測預警，且能夠對隧道環境的變化作出及時的應對措施。該發明雖然實現了隨到環境的無線監測與傳輸，但是功耗高，成本較高，檢測數據存在誤差，且缺少相應的節點控制，使大多數節點處于無用功狀態，在節能優化上面仍存在很大的進步空間。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術的不足提供了一種低功耗、低成本、高可靠性，基于無線傳感器網絡的隨到環境監測系統。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案

????一種隧道環境監測系統，包含匯聚中心、后臺控制中心和由多個傳感器節點組成的多個無線傳感器網絡，所述傳感器節點包含處理器模塊以及與其連接的傳感器模塊、視頻監控模塊、聲光報警模塊、串口通訊模塊、數據存儲模塊和用于提供傳感器節點所需電能的電源模塊。

優選的，所述匯聚節點包含一數據分析單元和一數據傳輸單元，所述數據分析單元對傳感器節點采集的數據按周期進行分析，對于采集數據在正常范圍內的節點，通過數據傳輸單元控制相對應節點減少測量頻率，對于采集的參數值超過正常范圍，則通過數據傳輸單元控制相對應節點增大測量頻率。

?優選的，所述傳感器模塊包含CO傳感器、光照傳感器和溫濕度傳感器。

?優選的，所述聲光報警模塊為發光二極管和喇叭。

?優選的，所述處理器模塊和數據分析單元均為AVR單片機。

?優選的，所述串口通訊模塊和數據傳輸單元均為CC2530無線傳輸。

本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

1、低功耗、低成本、高可靠性，利于構建隧道環境監測系統，能大大降低整個系統的成本，提高系統的靈活性和智能化。

2、傳感器節點通過無線通信方式形成多跳、自組織的無線傳感器網絡，該自組網能力強，可實時同步對隧道環境的監測參數。