摘 要

随着我国经济的不断发展，各大城市在各方面都取得了巨大成就。伴随着城市圈的不断扩大，道路交通压力也越来越大,因此许多城市都修建了大量的立交桥和隧道来缓解交通压力。近年来，由于强降水引起的隧道积水而引发事故的现象时有发生，而且有增长的趋势。在我国南方多雨的城市,积水有时会超过一米，长时间不能排水给人们的出行和交通带来了很多的不便。在强降雨季节，积水问题不仅会造成财产损失，严重时还有可能导致人员伤亡。综上，建立一个精确且具有实时性的隧道积水监测预警系统迫在眉睫。

本文首先分析了研究状况并选择EFM32单片机作为系统的核心处理器。水位监测传感器采用具有测量精度高特点的感应式数字水位传感器,稳定可靠,抗干扰能力强，雨量监测传感器选择jdz05-1不锈钢翻斗式雨量传感器。且两种传感器得到的即时信息都通过CAN总线传至核心处理器。

其次，运用WiFi技术建立智能化水位监测预警系统。开发了路由交换模块、传输子节点和水位信息传输模块。消除复杂隧道环境数据传输障碍，构建无线局域网，保障信息传输的可靠性。

最后，通过选用模块来搭建系统平台，依据水位信息传输的即时性和精确性，保证系统的适应性和可行性。

关键词：隧道，积水，自动监测，WiFi，智能控制

Abstract

With the continuous development of China's economy, major cities have made great achievements in various fields. With the expansion of the city circle, the road traffic pressure is also increasing, so many cities have built a large number of overpasses and tunnels to ease traffic pressure. In recent years, accidents caused by heavy rainfall in tunnels have occurred frequently, and there is a trend of increase. In our southern rainy cities, the water sometimes exceeds one meter, and can not be drained for a long time. It has brought a lot of changes to people's travel and transportation. In the heavy rainfall season, the problem of water accumulation will not only result in property losses, but also lead to casualties in serious cases. In summary, it is urgent to establish an accurate and real-time monitoring and warning system for water logging in tunnels.

This paper first analyzes the existing specifications and selects EFM32 microprocessor as the core processor of the system. The inductive digital water level has the characteristics of high measuring precision, Stable and reliable sensor, anti-interference system level monitoring sensor, stainless steel JDZ05-1 tipping bucket rain sensor, rainfall selection monitoring sensor, selection of stainless steel JDZ05-1 tipping bucket rainfall sensor as the rainfall monitoring sensor system. The immediate information received by the two sensors is transmitted to the core processor via the CAN bus.

Secondly, using WiFi technology to establish intelligent water level monitoring and early warning system. A routing switching module, a transmission sub node and a water level information transmission module are developed. Construction of wireless LAN, eliminating the obstacles of data transmission in complex tunnel environment, and ensuring the reliability of information transmission.

Finally, the system platform is built through the known modules, and the adaptability and feasibility of the system are evaluated according to the immediacy and accuracy of water level information transmission.

Key words: tunnel, seeper, automatic monitoring, WiFi, intelligent control.

目录

第一章 绪 论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2 国内外研究现状及发展趋势 1

1.3 存在问题分析 2

1.4 研究内容与技术路线 3

第二章 系统总体设计 4

2.1 系统总体框架设计 4

2.2 系统工作原理 4

2.3 本章小结 5

第三章 系统硬件设计 6

3.1 系统硬件总体设计 6

3.2 中心处理器设计 7

3.3 数据采集模块设计 7

3.4 CAN总线接口硬件电路设计 10

3.5 WiFi模块设计 11

3.6 Flash接口电路设计 12

3.7 时钟电路设计 13

3.8 电源模块设计 14

3.9 本章小结 14

第四章 系统软件设计 15

4.1 系统软件总体设计 15

4.2 警戒水位分级设置 16

4.3 水位数据短期预测 17

4.4 编译 18

4.5 本章小结 22

第五章 手机端应用开发 23

5.1 安卓系统介绍 23

5.2 Android系统结构 23

5.3 系统运行层 24

5.4 应用层框架 24

5.6 Java SDK环境搭建 25

5.7 Android开发环境搭建 25

5.8 建立Android项目 25

5.9 编译Android程序 26

第六章 总结与展望 27

6.1 总结 27

6.2 展望 27

参考文献 28

致 谢 30

第1章 绪 论

1.1 研究目的及意义

由于Internet在全球的快速发展和普及，我们的生活和学习越来越依赖互联网。越来越多的移动终端支持WiFi,如笔记本电脑、智能手机、iPad等。WLAN服务的需求进一步增加。

基于WiFi技术的快速发展，但其作为一种上网信号并不能能满足人们的需求，我们更偏向于在控制方面加入WiFi模块来进行远程控制和信息反馈。然而,由于WiFi技术相对较晚,相对其他技术还不够成熟,目前还没有很多基于WiFi信号的工业产品和遥控设备。无论国内还是国外，它的控制使用还都处于摸索阶段，远远没有像光纤技术和GPRS使用那么广泛。在我们现在的生活当中，像遥控器这类基于红外信号的产品非常多，但是红外信号传输信号的距离有限且容易受阻，而WiFi信号的传输距离比较远且相对稳定，所以将WiFi技术应用于工业方面和监测方面都有非常好的发展前景。