[发明专利]基于智能传感器网络的隧道病害应急监测系统

权利要求书

1.基于智能传感器网络的隧道病害应急监测系统，其特征是该系统是由安装在隧 道内的多组智能传感器节点群与基站共同组成；智能传感器节点群是由若干智能传感器 节点组成，其中的一个智能传感器节点被设置为哨兵节点，用于实时监测与评价区域内 的隧道安全与健康状态并根据结论随时唤醒其他处于休眠中的节点；智能传感器节点被 固定在隧道内部结构体表面，用以采集隧道内部渗漏水以及结构体开裂、压坏、脱落、 错台及变形缝张开大变形损伤病害信息；智能传感器节点采集到数据后会在节点内部进 行处理，处理得到的最终结果将会汇集到哨兵节点并以无线通信的方式发送到基站；基 站则接入本地服务器，并通过公共移动通信网络向远端信息发布中心推送病害监测信息； 智能传感器节点是由传感器模块、信号调理模块、数据存储与处理模块、无线通信模块 以及能量供给模块共同组成；能量供给模块采用大容量电池，用于其他模块的能源供给； 数据存储与处理模块采用嵌入式微处理器，嵌入式软件对监测数据进行实时处理；无线 通信模块由无线收发器、外接天线以及外围电路构成，将数据无线传输到基站；智能传 感器节点包括哨兵节点以及休眠节点两种节点；哨兵节点一直处于放哨状态，而休眠节 点大部分时间处于休眠状态以节约能量，只有接受到哨兵节点发出的危险信号时才开始 工作。

2.根据权利要求1所述的基于智能传感器网络的隧道病害应急监测系统，其特征 是哨兵节点的不仅起放哨作用，而且作为一个智能传感器节点群的群首，用来对整个群 进行网络规划，时间同步；休眠节点在哨兵节点的命令下开始工作，亦可在哨兵节点的 命令下开始休眠以节约能量。

3.根据权利要求1所述的基于智能传感器网络的隧道病害应急监测系统，其特征 是哨兵节点还用做群内数据汇集节点，即将群内所有节点处理后的结论汇集到本节点， 并在本节点内部完成最终隧道损伤程度与安全及健康状态的评价。

4.根据权利要求1所述的基于智能传感器网络的隧道病害应急监测系统，其特征是 智能传感器节点的传感器模块包含温度传感器、湿度传感器、应变传感器以及位移传感 器，分别用来对隧道渗漏水、结构体开裂、压坏、脱落、错台及变形缝张开进行监测。

5.根据权利要求1所述的基于智能传感器网络的隧道病害应急监测系统，其特征 是信号调理模块由放大器、模数转换器以及抗混叠滤波器共同组成；信号经过模块的调 理得到放大、数字化以及滤波后的高信噪比信号；放大倍数和抗混叠滤波器的调整通过 软件设置，无需硬件更改。