地铁施工工程一般深处地下且环境封闭,其施工过程管理越来越受到各部门的重视。现有的地铁施工过程管理,尤其是施工人员及施工现场环境监测,存在数据采集缺失、人员定位实时性差和管理模式效率低等缺点。针对此问题,本课题设计了地铁站施工环境监测与人员定位系统。通过监测环境温湿度数据,对建筑专业、机电专业的施工进度及工序进行调整;通过监测烟雾含量,及时对封闭空间的作业人员进行疏散,并采取强制通风措施保证生产安全;通过红外传感器对轨道等禁入空间进行封闭管理;通过人员定位来实现现场人员的动态管理。该系统的硬件有三大部分组成:数据采集终端、无线数据传输和上位机。数据采集终端选用CC2430作为微处理器、DHT11传感器模块、MQ-2烟雾传感器与红外人体传感器;无线数据传输部分采用了CC2430/CC2431,内置Zigbee协议栈;数据传至上位机,上位机存储和显示地铁施工现场数据并实时监测,对异常数据进行报警。该系统的软件有三大部分组成:1.使用IAR作为编程开发环境,设计了地铁施工现场终端数据采集节点程序,并通过Zigbee网络传输,把终端的数据转发给协调器。通过协调器节点将数据上传给上位机。2.采用基于接收信号强度指示RSSI的定位技术,运用Zigbee无线信号随距离衰减的数学模型,完成人员定位节点的位置确定,依次获取各参考节点的XY轴位置和RSSI值,使用多边测量法确定移动节点的位置。分析影响RSSI的因素,提出了优化RSSI的算法,并通过了场外实地验证。3.在PC上位机中设计GUI系统,实时显示移动节点位置信息和数据采集节点信息。该系统实现了终端数据采集节点数据的在线显示功能;为地铁施工现场环境监测及人员定位管理,提供了一种新的安全监控方案,对改善地铁施工安全和提高管理效率具有重要的现实意义。
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