本文關(guān)鍵詞：無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在地下工程監(jiān)測中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是近年發(fā)展起來的通過由無線傳感器節(jié)點組成的無線網(wǎng)絡(luò)對目標監(jiān)測對象的各項物理特性進行遠程實時監(jiān)測的新興技術(shù)。基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的地下工程監(jiān)測應(yīng)用結(jié)合了無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢,其監(jiān)測預(yù)警能力強、監(jiān)測范圍與監(jiān)測密度大、監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)取分析效率高、監(jiān)測成本低等特性使得其在地下工程的監(jiān)測中具有很好的應(yīng)用前景。本文以江蘇省交通運輸科技項目(2011Y14)為依托,以基于無線傾角傳感器的基坑工程與盾構(gòu)隧道工程無線監(jiān)測應(yīng)用為研究對象,提出了基于無線傾角傳感器的地下工程監(jiān)測方法。針對地下工程的監(jiān)測需求,分析了無線傾角傳感器監(jiān)測系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計并進行了無線傾角傳感器的精度標定測試。針對地下工程的環(huán)境特殊性,對無線傾角傳感器在地下工程中的環(huán)境適應(yīng)性進行了研究分析,進行了無線傾角傳感器的信號傳輸測試和信道干擾測試并提出了地鐵隧道無線傾角傳感器的能量自供給方案。針對地下工程的結(jié)構(gòu)特性,結(jié)合有限元數(shù)值模擬的方法對地下工程無線監(jiān)測的布點方案進行了優(yōu)化。最后選取了東南大學九龍湖土木交通大樓基坑工程與南京地鐵四號線東流站至青龍站區(qū)間盾構(gòu)隧道工程進行了無線傾角傳感器監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)測試驗。主要研究成果如下：(1)通對無線傾角傳感器的監(jiān)測原理分析,提出了基于無線傾角傳感器的基坑支護水平位移監(jiān)測與盾構(gòu)隧道襯砌變形監(jiān)測的監(jiān)測方法及監(jiān)測數(shù)據(jù)處理公式。(2)給出了無線傾角傳感器和無線化改裝的傾角儀的系統(tǒng)組成與性能參數(shù),并建立了無線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集終端的工作流程。(3)針對地下工程監(jiān)測的監(jiān)測特點對藍牙、超寬帶技術(shù)、Wi-Fi和ZigBee四類無線通信協(xié)議進行了比選,及提出ZigBee無線通信技術(shù)能適用于地下工程的無線監(jiān)測需要。(4)對基于ZigBee的無線傾角傳感器進行了信號傳輸距離測試、組網(wǎng)能力測試和信道干擾測試結(jié)果表明,無線監(jiān)測活動的監(jiān)測場地類型對無線傳感器的傳輸距離有顯著影響,場地內(nèi)的信號遮擋物會影響無線信號的傳輸距離,而隧道有助于信號傳輸,實測無線傾角傳感器在隧道環(huán)境中的最小極限傳輸距離為127.8m。無線監(jiān)測數(shù)據(jù)的丟包率會隨信號傳輸距離的提高而上升,根據(jù)對實測數(shù)據(jù)的丟包率與信號傳輸距離關(guān)系的分析,本文提出無線傾角傳感器的最佳信號傳輸距離在50m左右。2.4GHz頻段內(nèi)同信道多個傾角傳感器同時開啟產(chǎn)生的同頻干擾對無線信號強度的影響較小。(5)針對無線傳感器在隧道環(huán)境中的供能問題,提出了一種基于壓電效應(yīng)的盾構(gòu)隧道無線監(jiān)測傳感器振動發(fā)電裝置。(6)通過有限元模擬手段分析了基坑支護結(jié)構(gòu)和盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)的傾角變化趨勢,結(jié)合無線傾角傳感器的基坑支護結(jié)構(gòu)水平位移監(jiān)測原理和盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測原理,提出了無線傾角傳感器地下工程監(jiān)測布點優(yōu)化方案。(7)東南大學九龍湖土木交通大樓基坑工程與南京地鐵四號線東流站至青龍站區(qū)間盾構(gòu)隧道工程無線傾角傳感器監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)測試驗結(jié)果表明,無線傾角傳感器在地下工程現(xiàn)場監(jiān)測中監(jiān)測數(shù)據(jù)連續(xù),數(shù)據(jù)丟失率很低,完全可以滿足地下工程結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測需求。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感技術(shù) 地下工程監(jiān)測 傾角傳感器 ZigBee 環(huán)境適應(yīng)性
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU94;TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-30
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 地下工程無線監(jiān)測技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-26
• 1.2.1 地下工程監(jiān)測內(nèi)容分析11-20
• 1.2.2 無線傳感監(jiān)測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀研究20-26
• 1.3 地下工程監(jiān)測技術(shù)存在的問題與不足26-27
• 1.4 本文的研究內(nèi)容與技術(shù)路線27-30
• 1.4.1 本文主要研究內(nèi)容27
• 1.4.2 本文技術(shù)路線27-30
• 第二章 地下工程無線監(jiān)測技術(shù)研究30-52
• 2.1 地下工程無線監(jiān)測技術(shù)原理30-38
• 2.1.1 無線傾角傳感器監(jiān)測原理30-31
• 2.1.2 基于無線傾角傳感器的基坑支護水平位移監(jiān)測原理31-33
• 2.1.3 基于無線傾角傳感器的盾構(gòu)隧道襯砌變形監(jiān)測原理33-38
• 2.2 無線傾角傳感器監(jiān)測系統(tǒng)研究38-47
• 2.2.1 無線傾角傳感器的硬件設(shè)計38-43
• 2.2.2 無線傾角傳感器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)43-47
• 2.3 無線傾角傳感器的精度標定測試47-50
• 2.3.1 測試方案47-48
• 2.3.2 測試結(jié)果分析48-50
• 2.4 本章小結(jié)50-52
• 第三章 無線監(jiān)測傳感器在地下工程中的環(huán)境適應(yīng)性研究52-78
• 3.1 無線監(jiān)測傳感器通信協(xié)議52-59
• 3.1.1 無線通信協(xié)議類型52-53
• 3.1.2 地下工程無線監(jiān)測通訊協(xié)議比選53-56
• 3.1.3 ZigBee通信技術(shù)在地下工程無線監(jiān)測中的優(yōu)勢56-59
• 3.2 無線監(jiān)測傳感器的信號傳輸測試59-64
• 3.2.1 無線監(jiān)測傳感器的傳輸距離測試59-62
• 3.2.2 無線監(jiān)測傳感器的組網(wǎng)能力測試62-64
• 3.3 無線監(jiān)測傳感器的信道干擾測試64-70
• 3.3.1 無線通信信道干擾機理64-65
• 3.3.2 信道干擾測試方案65-67
• 3.3.3 信道干擾測試結(jié)果分析67-70
• 3.4 地鐵隧道無線監(jiān)測傳感器的能量自供給研究70-77
• 3.4.1 地鐵隧道管壁振動分析70-73
• 3.4.2 基于壓電效應(yīng)的地鐵隧道無線監(jiān)測傳感器發(fā)電裝置73-77
• 3.5 本章小結(jié)77-78
• 第四章 地下工程無線監(jiān)測的布點優(yōu)化研究78-98
• 4.1 基坑工程無線監(jiān)測布點研究78-87
• 4.1.1 基坑工程典型支護結(jié)構(gòu)水平位移數(shù)值模擬78-83
• 4.1.2 基坑工程無線監(jiān)測傳感器布點優(yōu)化83-87
• 4.2 隧道工程無線監(jiān)測布點優(yōu)化87-95
• 4.2.1 盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)變形數(shù)值計算分析87-92
• 4.2.2 盾構(gòu)隧道無線監(jiān)測傳感器布點優(yōu)化92-95
• 4.3 本章小結(jié)95-98
• 第五章 無線監(jiān)測技術(shù)在地下工程中的應(yīng)用98-120
• 5.1 無線監(jiān)測技術(shù)在基坑工程中的應(yīng)用98-106
• 5.1.1 東南大學九龍湖土木交通大樓基坑工程概況98-100
• 5.1.2 基坑工程支護結(jié)構(gòu)變形數(shù)值計算分析100-105
• 5.1.3 無線監(jiān)測與人工監(jiān)測結(jié)果對比分析105-106
• 5.2 無線監(jiān)測技術(shù)在隧道工程中的應(yīng)用106-117
• 5.2.1 南京地鐵四號線東流站至青龍站區(qū)間盾構(gòu)隧道工程概況106-109
• 5.2.2 盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)變形數(shù)值計算分析109-113
• 5.2.3 現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果分析113-117
• 5.3 本章小結(jié)117-120
• 第六章 結(jié)論與展望120-124
• 6.1 主要結(jié)論120-122
• 6.2 本文的創(chuàng)新點122
• 6.3 存在的問題與展望122-124
• 致謝124-126
• 參考文獻126-130
• 作者簡介130

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 賈培剛;張銘;;車體雙軸傾角傳感器的標定[J];西安工業(yè)大學學報;2012年12期

2 ;圖爾克推出首款兩軸360度獨立調(diào)節(jié)傾角傳感器[J];中國儀器儀表;2013年01期

3 金_g;楊冬梅;王彩蓮;薛紅平;楊磊;;一種傾角傳感器觀測補償方法[J];火力與指揮控制;2013年08期

4 曾瑜,付敬奇,朱曉錦;雙軸傾角傳感器耦合干擾的補償[J];儀器儀表學報;2004年S2期

5 盧致續(xù);張維波;隋曉光;吳彥雙;;差動電容式傾角傳感器的研究[J];儀表技術(shù);2009年04期

6 付勇杰;丁艷紅;梁義維;行陽陽;;動態(tài)傾角傳感器及其傳遞特性的研究[J];儀表技術(shù)與傳感器;2012年09期

7 姚東偉;王培先;張江波;;便攜式傾角傳感器的研究設(shè)計[J];儀表技術(shù)與傳感器;2012年11期

8 何斌;紀云;沈潤杰;;地下隧道變形檢測的無線傾角傳感器[J];光學精密工程;2013年06期

9 楊興瑤,劉行景;高精度電子傾角傳感器及其在自動調(diào)平儀中的應(yīng)用[J];江蘇機械制造與自動化;1994年06期

10 陳辰;韓秋實;張福學;;基于氣體熱對流的微機械傾角傳感器綜述[J];北京信息科技大學學報(自然科學版);2009年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 曾瑜;付敬奇;朱曉錦;;雙軸傾角傳感器耦合干擾的補償[A];中國儀器儀表學會第六屆青年學術(shù)會議論文集[C];2004年

2 王新明;;高精度傾角傳感器設(shè)計[A];中國儀器儀表學會第九屆青年學術(shù)會議論文集[C];2007年

3 鄭永紅;彭世锍;;氣體擺式傾角傳感器腔體流場分析[A];中國力學學會學術(shù)大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

4 鄭永紅;黃小麗;靳映霞;張福學;;氣體擺式傾角傳感器流場影響因素分析[A];第十屆全國敏感元件與傳感器學術(shù)會議論文集[C];2007年

5 陳進軍;溫志渝;文方;王武;;液態(tài)電極電容式傾角傳感器[A];第二屆全國信息獲取與處理學術(shù)會議論文集[C];2004年

6 陳進軍;溫志渝;文方;王武;;液態(tài)電極電容式傾角傳感器[A];貴州省科學技術(shù)優(yōu)秀學術(shù)論文集（2004年度）[C];2004年

7 廖學兵;張德寶;余英明;趙凌;;傾角傳感器在高精度火炮數(shù)字水平儀的應(yīng)用[A];第十五屆電工理論學術(shù)年會論文集[C];2003年

8 蔡明倫;蔡烽;石愛國;;基于膜電位傾角傳感器的船舶姿態(tài)測量[A];2004全國測控、計量與儀器儀表學術(shù)年會論文集（下冊）[C];2004年

9 郭培源;曲世海;馬戰(zhàn)海;李銳;周膺;劉忠軒;陳文華;楊哲;封曉亮;;自主飛行空中機器人設(shè)計方案[A];2004中國空中機器人大賽論文匯編[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 ;傾角傳感器及水平尺項目將啟動[N];中國電子報;2002年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄭永紅;氣體擺式傾角傳感器的敏感機理及影響性能的關(guān)鍵因素研究[D];北京郵電大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 苗文剛;基于傾角傳感器的塔吊垂直度分段測量系統(tǒng)[D];河北工業(yè)大學;2015年

2 張文川;無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在地下工程監(jiān)測中的應(yīng)用研究[D];東南大學;2016年

3 宮達磊;一種基于電感變化的傾角傳感器的研究[D];北京郵電大學;2011年

4 林大為;高精度無線傾角傳感器系統(tǒng)設(shè)計[D];中北大學;2011年

5 邵曉敏;全量程無線傾角傳感器設(shè)計[D];上海大學;2012年

6 郜晨希;光電式傾角傳感器的設(shè)計與測試研究[D];北方工業(yè)大學;2015年

7 蔣建;輸電線路覆冰監(jiān)測光纖光柵拉力和傾角傳感器[D];華北電力大學（北京）;2011年

8 崔建偉;基于嵌入式系統(tǒng)的數(shù)字濾波器、傾角傳感器設(shè)計[D];北京郵電大學;2008年

9 黃忠來;傾角傳感器信號的小波分析與處理[D];貴州大學;2008年

10 呂華琳;一種基于MEMS的光電傾角傳感器的設(shè)計及仿真[D];華南理工大學;2010年

  本文關(guān)鍵詞：無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在地下工程監(jiān)測中的應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：437727