一种隧道压力波的采集系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型的目的在于提供一种隧道压力波的采集系统，包括用于检测车辆驶入隧道和驶出隧道的触发装置、数据采集节点、网关控制节点、与网关控制节点进行无线通讯的云服务器和与云服务器进行无线或有线连接的PC机；数据采集节点包括第二ZigBee模块和ARM数据采集及存储模块；网关控制节点包括第三ZigBee模块和GPRS模块。应用本实用新型的技术方案，具有以下技术效果：(1)整个系统装置精简；(2)节点容量高和拓扑距离远；(3)可以实现自定义触发条件下的数据采集；(4)获得更高的等效传输带宽，对恶劣网络环境的适应性强，节省成本。
【专利说明】
一种隧道压力波的采集系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及交通技术领域，具体涉及一种隧道压力波的采集系统。
【背景技术】
[0002] 隧道空气动力学试车试验中隧道压力波采集(即在高速列车通过隧道期间采集隧 道内的气压数据)非常重要，隧道压力波测量试验中只需要在列车经过期间的特定时间内 进行高速采集。目前，隧道压力波采集主要有以下几种方法：
[0003] 1、利用有线数据采集系统进行采集:此种方法具有以下缺陷：布线繁杂，取电困 难，需人工值守，一次试验耗费大量人力物力，难以多次重复试验来获得翔实数据。
[0004] 2、利用无线采集系统进行采集，目前有以下几种：
[0005] 基于ZigBee网络的数据采集系统= ZigBee技术虽然具有很强的组网能力，可以组 成大型的无线传感器网络，但数据传输速率低，主要用于采样率要求很低的缓慢变化指标 的长期监测，无法应用于采样率较高的特定场合。现有ZigBee网络无法实现隧道压力波采 集所要求的300sps~500sps采样率，不能满足隧道压力波的测量需求。
[0006] 红外、蓝牙和WiFi采集:此种系统主要面向点对点的传输，蓝牙连接设备小于8， WiFi连接设备小于50且组网结构为星型拓扑，最大拓扑范围小于300m，以上三种无线方案 节点容量较少，组网能力不足以构成分布距离远且节点数量众多的无线传输网络。
[0007] 基于嵌入式技术数据采集系统:通常通过串口、以太网、PCI等有线接口将数据上 传至上位机，各测点处传感器的信号也需要通过电缆线连接至数据采集系统，当测点较多 相隔距离较远时，布线在隧道等恶劣环境中会更加复杂繁琐，出现断路、短路等故障时排障 困难，供电方式通常为通过适配器将220V市电降压为板载电压源使用，在野外环境难以实 现。
[0008] 存储测试技术:此种系统内部各测点之间不进行组网，各自独立完成数据采集和 存储，试验结束后需逐个从各采集节点中取得数据，采集节点数众多时操作麻烦，不便于多 次重复试验。
[0009]因此，设计一种装置结构精简、采样率高以及具有高节点容量和长拓展距离的系 统和数据采集方法具有重要作用。 【实用新型内容】
[0010] 本实用新型的目的在于提供一种隧道压力波的采集系统，具体技术方案如下：
[0011] -种隧道压力波的采集系统，包括用于车辆驶入隧道和驶出隧道时发送触发消息 的触发装置、由隧道入口至出口方向依次布置在隧道内壁上的多个数据采集节点、设置在 隧道入口或出口外侧的至少一个网关控制节点、与网关控制节点进行无线通讯的云服务器 以及与所述云服务器进行无线或有线连接的PC机；
[0012] 所述数据采集节点包括与所述触发装置连接的第二ZigBee模块以及与所述第二 ZigBee模块连接的ARM数据采集及存储模块；
[0013]所述网关控制节点包括分别与所述第二ZigBee模块和所述触发装置连接的第三 ZigBee模块以及分别与所述第三ZigBee模块和所述云服务器连接的GPRS模块；
[0014]或者是，所述数据采集节点包括第二ZigBee模块以及与所述第二ZigBee模块连接 的ARM数据采集及存储模块;所述网关控制节点包括与第二ZigBee模块连接的第三ZigBee 模块以及分别与所述第三ZigBee模块、所述云服务器和所述触发装置连接的GPRS模块。 [0015]以上技术方案中优选的，所述第二ZigBee模块以及所述第三ZigBee模块的处理器 芯片均为CC2530芯片；
[0016]所述ARM数据采集及存储模块的处理器芯片为S3C2410芯片，其包括与所述第二 Zi gBee模块双向通讯的ARM数据采集模块以及与所述ARM数据采集模块双向通讯的SD卡，所 述SD卡的电路接线为SD模式;所述云服务器与所述PC机之间通过以太网络进行通讯;所述 第二ZigBee模块与所述第三ZigBee模块之间为双向无线通讯连接。
[0017]以上技术方案中优选的，所述触发装置为与所述GPRS模块无线连接的手机。
[0018] 以上技术方案中优选的，所述触发装置包括分别设置在隧道入口外和隧道出口外 的至少两个触发节点;所述触发节点包括分别与所述第二ZigBee模块和所述第三ZigBee模 块连接的第一 ZigBee模块以及与所述第一 ZigBee模块连接且用于检测车辆驶入隧道和车 辆驶出隧道的检测部件；
[0019] 两个所述触发节点之间的第一 ZigBee模块相互连接。
[0020]以上技术方案中优选的，一个所述触发节点与隧道入口之间的距离以及另一个所 述触发节点与隧道出口之间的距离均为100-200米;多个所述数据采集节点等间距分布，且 相邻两个所述数据采集节点之间的距离均为20-100米;所述第一 ZigBee模块的处理器芯片 为CC2530芯片;所述检测部件为超声波传感器或者红外收发对管。
[0021 ]以上技术方案中优选的，所述超声波传感器的型号为KS103H;
[0022] 所述超声波传感器的SCL引脚或者所述红外对管的开关量输出引脚与所述第一 ZigBee模块的PO. 1脚IO相连；所述ARM数据采集及存储模块的K15引脚TXDO与所述第二 ZigBee模块的PO. 2引脚RX相连，所述ARM数据采集及存储模块的K17引脚RXDO与所述第二 ZigBee模块的PO. 3引脚TX相连。
[0023] 应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：
[0024] 1、本实用新型仅采用手机或两个触发节点、多个数据采集节点、至少一个网关控 制节点以及云服务器即可实现隧道压力波的数据采集，且通过PC机自己登陆云服务器即可 获得相关数据，整个系统装置精简。
[0025] 2、采用多个数据采集节点以及多个ZigBee模块，达到更高的节点容量和更远的拓 扑距离;通过触发节点和网关控制节点的组合设计，可以实现自定义触发条件下的数据采 集。
[0026] 3、本实用新型为了增大拓扑距离，在隧道内构建线型网络，采用的组网拓扑为网 格型拓扑，各数据采集节点的节点类型为路由器，网关控制节点的节点类型为协调器，触发 节点的节点类型为终端。当4以上个路由器节点同时向协调器节点发送数据时，协调器有时 会出现接收重复数据和数据丢失现象，主要原因如下：重复数据应该是由于协调器收到两 个以上不同路径传来的相同数据;数据丢失应该是由于同时发送的节点多，协调器缓冲区 不足导致，当路由节点增多数据丢失情况更加严重。因此，本实用新型采用ARM数据采集及 存储模块对采集到的数据进行压缩处理后再依次排队上传数据，降低了 ZigBee网络的无线 数据通信量，获得了更高的等效传输带宽，提高了对恶劣网络环境的适应性，同时减少了 GPRS网络远程传输的流量，节省了成本。
[0027] 4、选用云服务器作为远程采样数据的接收终端，具有公网IP可以接收GPRS网络以 TCP发送方式传来的数据，任意时刻均可接收数据永不掉线，在任意连接Internet的计算机 上均可远程登录云服务器提取数据，并具有强大的计算能力方便数据的后处理。
[0028]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优 点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0029]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的 示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图 中：
[0030] 图1是本实用新型优选实施例1中隧道压力波的采集系统内一个触发节点、一个采 集节点、一个网关控制节点、云服务器以及PC机的连接结构示意图；
[0031] 图2是本实用新型优选实施例3中隧道压力波的采集系统内手机、一个采集节点、 一个网关控制节点、云服务器以及PC机的连接结构示意图；
[0032]其中，11、触发节点，111、第一ZigBee模块，112、检测部件，12、数据采集节点，121、 第二ZigBee模块，122、ARM数据采集及存储模块，1221、ARM数据采集模块，1222、SD卡，13、网 关控制节点，131、第三Z i gBee模块，132、GPRS模块，14、云服务器，15、PC机，16、手机。
【具体实施方式】
[0033]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权 利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0034] 实施例1:
[0035] 以某条隧道为例，隧道长度为1000米，采用本发明隧道压力波的采集系统及数据 采集方法进行数据采集，详情如下：
[0036] -种隧道压力波的采集系统，详见图1，包括两个分别设置在隧道入口和出口外的 触发节点11( 一个所述触发节点11与隧道入口之间的距离以及另一个所述触发节点11与隧 道出口之间的距离均为150米）、由隧道入口至出口方向依次布置在隧道内壁上的二十个数 据采集节点12(相邻两个所述数据采集节点12之间的距离均为50米）、设置在隧道入口或出 口外侧的一个网关控制节点13、与网关控制节点13进行无线通讯的云服务器14以及与所述 云服务器14通过以太网络进行通讯的PC机15(PC机和云服务器还可以根据实际需求采用有 线连接），详见图1。现实应用中，根据实际需求，还可以同时布置多个触发节点、数据采集节 点以及网关控制节点，既可用于同步获取数据，也可以将多余的部件作为备用部件，尤其是 出现故障或者精准度降低时方便替换。
[0037] ZigBee是基于IEEE802. 15.4标准的低功耗局域网协议。ARM(Acorn RISC Machine)，是Acorn有限公司面向低预算市场设计的一款RISC微处理器。ARM处理器本身是 32位设计，也配备16位指令集，一般来讲比等价32位代码节省达35%，却能保留32位系统的 所有优势。
[0038]所述触发节点11包括分别与所述第二ZigBee模块121和所述第三ZigBee模块131 连接的第一 ZigBee模块111以及与所述第一 ZigBee模块111连接且用于检测是否有过往车 辆的检测部件112,所述检测部件112为超声波传感器，所述超声波传感器的型号为KS103H。 [0039]所述数据采集节点12包括与所述第一 ZigBee模块111连接的第二ZigBee模块121 以及与所述第二ZigBee模块121连接的ARM数据采集及存储模块122,所述ARM数据采集及存 储模块122的处理器芯片为S3C2410芯片，其包括与所述第二ZigBee模块121双向通讯的ARM 数据采集模块12 21以及与所述ARM数据采集模块12 21双向通讯的SD卡12 22，所述SD卡12 2 2 的电路接线为SD模式。
[0040]所述网关控制节点13包括分别与所述第一 ZigBee模块111和第二ZigBee模块121 连接的第三ZigBee模块131以及分别与所述第三ZigBee模块131和所述云服务器14连接的 GPRS模块132,其中，所述第二ZigBee模块121与所述第三ZigBee模块131之间为无线双向通 讯。
[0041 ] 所述第一 ZigBee模块111、第二ZigBee模块121以及第三ZigBee模块131的处理器 芯片均为CC2530芯片。所述超声波传感器的型号为KS103H，其SCL引脚与所述第一 ZigBee模 块111的PO. 1脚IO相连;所述ARM数据采集及存储模块122的K15引脚TXDO与所述第二ZigBee 模块121的PO. 2引脚RX相连，所述ARM数据采集及存储模块122的K17引脚RXDO与所述第二 ZigBee模块121的PO. 3引脚TX相连。
[0042]上述隧道压力波的采集系统的数据采集方法，包括以下步骤：
[0043]准备步骤，具体是:在数据采集节点12中的ARM数据采集及存储模块122内设定采 样速率为300sps以及设置数据预储存空间为3秒；
[0044]步骤一:将两个所述触发节点11中的第一ZigBee模块111中PO. 1脚中断的触发模 式均设定为上升沿触发模式；
[0045]位于隧道入口外侧的触发节点11中的检测部件112检测到车辆驶入隧道时反馈给 与其连接的所述第一 ZigBee模块111;
[0046]步骤二:位于隧道入口外侧的触发节点11中的所述第一 ZigBee模块111发送数据 采集命令给所有数据采集节点12中的第二ZigBee模块121以及位于隧道出口外侧的触发节 点11中的第一 ZigBee模块111;
[0047]步骤三:位于隧道出口外侧的触发节点11中的第一ZigBee模块111接收到数据采 集命令后其触发模式由上升沿触发模式变为下降沿触发模式；
[0048] 各数据采集节点12中的ARM数据采集及存储模块122通过串口接收到数据采集命 令后进行气压数据采集并将采集到的相应数据进行保存；
[0049] 步骤四：位于隧道出口外侧的触发节点11中的检测部件112检测到车辆驶出隧道 时，位于隧道出口外侧的触发节点11中的所述第一ZigBee模块111发送停止数据采集命令 给各数据采集节点12中的第二Zi gBee模块121以及网关控制节点13中的第三Z igBee模块 131;位于隧道出口外侧的触发节点11中的第一 ZigBee模块111的触发模式由下降沿触发模 式变为上升沿触发模式;各数据采集节点12中的ARM数据采集及存储模块122通过串口接收 到停止数据采集命令后停止数据采集；
[0050] 步骤五:所述网关控制节点13中的第三Zi gBee模块131接收到停止数据采集命令， 则进行下一步；
[0051 ]步骤六:所述网关控制节点13中的第三Z igBee模块131向第i个数据采集节点12中 的第二ZigBee模块121发送上传数据命令，其中，i取大于等于1且小于总数据采集节点的总 数的自然数;第i个数据采集节点12中的ARM数据采集及存储模块122通过串联接收到上传 数据命令后通过与其串口连接的第二ZigBee模块将压缩好的数据反馈给网关控制节点13 中的第三ZigBee模块131;网关控制节点13中的第三ZigBee模块131将相关压缩数据通过 GPRS模块132上传至云服务器14;
[0052] 步骤七:取i = i+l，重复步骤六；
[0053]步骤八:使用者通过PC机15从云服务器14中获取相关压缩数据。
[0054]当车辆从驶入隧道到驶出隧道，各部件工作详情如下：
[0055] 1、位于隧道入口外侧和位于隧道出口外侧的两个触发节点11中的两个所述第一 ZigBee模块111均进行初始化，设置两个第一 ZigBee模块111中的PO · 1均为中断方式且设置 PO. 1的触发模式均为上升沿触发模式;等待；
[0056]所有所述数据采集节点12中的所有第二Zi gBee模块121均进行初始化，且所有的 第二ZigBee模块121均启动操作系统;所述数据采集节点12中第二ZigBee模块121若接收到 无线数据则串口传出;ARM数据采集及存储模块122轮询串口；
[0057] 2、位于隧道入口外侧的触发节点11中的检测部件112检测到车辆驶入隧道的信息 时，第一ZigBee模块111中的PO · 1脚产生下降沿，引起PO · 1中断，则第一ZigBee模块111无线 发送数据采集命令给所有数据采集节点12中的第二ZigBee模块121以及位于隧道出口外侧 的触发节点11中的第一 ZigBee模块111(此处，根据实际需求，还可同时无线发送数据采集 命令给网关控制节点13中的第三ZigBee模块131);
[0058] 3、位于隧道出口外侧的触发节点11中的所述第一 ZigBee模块111接收到位于隧道 入口外侧的触发节点11中的所述第一 ZigBee模块111无线发送的数据采集命令，则设置其 第一 ZigBee模块111中PO. 1的触发模式为下降沿触发模式；
[0059] 所有数据采集节点12中的ARM数据采集及存储模块122通过串口接收到数据采集 命令，其内部的ARM数据采集模块1221进行数据采集并将采集的数据存储至与其连接的SD 卡1222内（若此时网关控制节点13中的第三ZigBee模块131收到数据采集命令，此时，第三 ZigBee模块131不动作）；
[0060] 4、位于隧道出口外侧的触发节点11中的检测部件112检测到车辆驶出隧道的信息 时，第一ZigBee模块111中的PO · 1脚产生下降沿，引起PO · 1中断，则第一ZigBee模块111无线 发送停止数据采集命令给所有数据采集节点12中的第二ZigBee模块121以及网关控制节点 13中的第三ZigBee模块131(还可无线发送停止数据采集命令至位于隧道入口外侧的触发 节点11中的所述第一ZigBee模块111，此时所述第一ZigBee模块111不动作）；
[0061] 5、所述网关控制节点13中的第三ZigBee模块131发现无线接收中断，解析无线消 息:若为位于隧道出口外侧的触发节点11中的所述第一 ZigBee模块111无线发送停止数据 采集命令，则按照前后顺序依次发送上传数据命令至各数据采集节点12中的第二ZigBee模 块121(此处，按照由隧道入口至出口方向的排列顺序依次上传数据）；
[0062] 6、位于隧道入口外侧的触发节点11中的第一ZigBee模块111判断无线中断，则解 析无线消息，若接收到网关控制节点13中的第三ZigBee模块131发来的上传数据命令，则发 送节点类型至网关控制节点13中的第三ZigBee模块131;
[0063]数据采集节点12中的第二ZigBee模块121接收到无线消息后串口传出;ARM数据采 集及存储模块122轮询串口，若串口有数据，则解析串口消息:若为网关控制节点13中的第 三ZigBee模块131发来的上传数据命令，则ARM数据采集及存储模块122接收上传数据命令， 其内部的所述ARM数据采集模块1221从与其连接的SD卡1222内读取数据并将相应数据进行 压缩，并通过第二ZigBee模块121将压缩数据传输给网关控制节点13中的第三ZigBee模块 131；
[0064] 7、网关控制节点13中的第三ZigBee模块131接收到数据采集节点12中的第二 ZigBee模块121的压缩数据，则接收相应的压缩数据并将其传送至与其连接的GPRS模块 132，GPRS模块132将接收到的压缩数据上传给云服务器14;
[0065] 8、使用者使用PC机15从云服务器14上获取相关压缩数据进行解压、比对等操作。
[0066]上述各部件采用内置电源方式，且各部件不动作时均处于休眠状态。
[0067]应用本发明的隧道压力波的采集系统及其数据采集方法，具有以下效果：
[0068] 1、与现有基于WiFi的无线数据采集系统相比具有更高的节点容量和更远的拓扑 距离。
[0069] 2、与现有的基于ZigBee的无线数据采集系统相比，添加了自动触发机制（具体是 指位于隧道入口外侧和位于隧道出口外侧的两个触发节点11，能及时检测到车辆驶入和驶 出隧道），可以实现自定义触发条件下的数据采集(具体是指两个触发节点11中第一ZigBee 模块111中PO. 1的触发模式的设置），通过结合嵌入式技术，提高了数据的采样率，并且各采 集节点对数据进行压缩处理以及排序上传数据，降低了 ZigBee网络的无线数据通信量，获 得了更高的等效传输带宽，提高了对恶劣网络环境的适应性，同时减少了GPRS网络远程传 输的流量，节省了成本。
[0070] 3、选用云服务器作为远程采样数据的接收终端，具有公网ip可以接收GPRS网络以 TCP发送方式传来的数据，任意时刻均可接收数据永不掉线，在任意连接Internet的计算机 上均可远程登录云服务器提取数据，并具有强大的计算能力，方便数据的后处理。
[0071] 4、在满足触发条件的情况下进行采集，不满足触发条件时节点休眠，节省了系统 能耗，通过电池供电，避免了野外取电困难的问题。
[0072] 本发明技术方案与现有技术比较如表1所示。
[0073 ]表1实施例1、现有有线方法以及现有无线方法比较表
[0074] ^现有技术中有线方法^ 现有技术中无线方法 '^ _____实施例1 性能麥数\案例 以太网 PCI 蓝牙 Wn.?T ZigBee 理论传输速率 IOOMbZs 133 MB/s IMb/s i：l/54Mb/s 250kb/s 250kb/s 80Mb/s 以 500kh/s 30kb/s 以~~30kb/s 以 隧道内实际速率 133 MB/s _ 5_Mb/s以下 下 以下 下 下
[0076] 实施例2:
[0077] -种隧道压力波的采集系统，与实施例1不同之处在于：
[0078]检测部件112采用红外收发对管；2、将红外对管的开关量输出引脚与所述第一 ZigBee模块111的PO · 1脚IO相连。
[0079] 本实施例触发、数据采集和上传原理等均与实施例1相同，两者技术效果相似。
[0080] 实施例3:
[0081] -种隧道压力波的采集系统，详见图2,与实施例1不同之处在于：
[0082] 1、所述触发装置为与所述GPRS模块132无线连接的手机;所述数据采集节点12包 括第二ZigBee模块121以及与所述第二ZigBee模块121连接的ARM数据采集及存储模块122; 所述网关控制节点13包括与所述第二ZigBee模块121双向通讯连接的第三ZigBee模块131 以及分别与所述第三ZigBee模块131、所述云服务器14以及和所述触发装置连接的GPRS模 块 132〇
[0083] 2、其数据采集方法，包括以下步骤：
[0084]步骤一:将网关控制节点13中的GPRS模块132和与之相连的第三ZigBee模块131内 部进行设置，当手机发送信息〇给GPRS模块132时，第三ZigBee模块131发送数据采集命令； 当触发装置发送信息1给GPRS模块132时，第三ZigBee模块131发送停止数据采集命令；
[0085]步骤二：当车辆驶入隧道时，手机发送信息0给网关控制节点13中的GPRS模块132， 网关控制节点13中的GPRS模块132接收到消息后通过串口将数据传输给与其连接的第三 ZigBee模块131，所述第三ZigBee模块131向所有数据采集节点12中的第二ZigBee模块121 发送数据采集命令；
[0086]步骤三:各数据采集节点12中的ARM数据采集及存储模块122通过串口接收数据采 集命令后进行气压数据采集并将采集到的相应数据进行保存；
[0087]步骤四：当车辆驶出隧道时，手机发送信息1给网关控制节点13中的GPRS模块132; 网关控制节点13中的GPRS模块132接收消息后通过串口将数据传输给与其连接的第三 ZigBee模块131，所述第三ZigBee模块131向所有数据采集节点12中的第二ZigBee模块121 发送停止数据采集命令；
[0088]步骤五:各数据采集节点12中的ARM数据采集及存储模块122通过串口接收到停止 数据采集命令后停止数据采集；
[0089]步骤六:所述网关控制节点13中的第三Z i gBee模块131向第i个数据采集节点12中 的第二ZigBee模块121发送上传数据命令，其中，i取大于等于1且小于总数据采集节点的总 数的自然数;第i个数据采集节点12中的ARM数据采集及存储模块122通过串口接收到上传 数据命令后通过与其串口连接的第二ZigBee模块121将压缩好的数据反馈给网关控制节点 13中的第三ZigBee模块131;网关控制节点13中的第三ZigBee模块131将相关压缩数据通过 GPRS模块132上传至云服务器14;
[0090] 步骤七:取i = i+l，重复步骤六；
[0091] 步骤八:使用者通过PC机15从云服务器14中获取相关压缩数据。
[0092] 本实施例获得的技术效果也与实施例相当。
[0093] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种隧道压力波的采集系统，其特征在于，包括用于车辆驶入隧道和驶出隧道时发 送触发消息的触发装置、由隧道入口至出口方向依次布置在隧道内壁上的多个数据采集节 点（12)、至少一个网关控制节点（13)、与所述网关控制节点（13)进行无线通讯的云服务器 (14)以及与所述云服务器(14)进行无线或有线连接的PC机(15); 所述数据采集节点（12)包括与所述触发装置连接的第二ZigBee模块（121)以及与所述 第二ZigBee模块(121)连接的ARM数据采集及存储模块(122); 所述网关控制节点（13)包括分别与所述第二ZigBee模块（121)和所述触发装置连接的 第三ZigBee模块（131)以及分别与所述第三ZigBee模块（131)和所述云服务器（14)连接的 GPRS 模块(132); 或者是，所述数据采集节点（12)包括第二ZigBee模块（121)以及与所述第二ZigBee模 块(121)连接的ARM数据采集及存储模块(122); 所述网关控制节点（13)包括与所述第二ZigBee模块（121)连接的第三ZigBee模块 (131)以及分别与所述第三ZigBee模块（131 )、所述云服务器（14)和所述触发装置连接的 GPRS 模块(132)。2. 根据权利要求1所述的隧道压力波的采集系统，其特征在于，所述网关控制节点（13) 设置在隧道入口或出口的外侧;所述第二ZigBee模块（121)以及所述第三ZigBee模块（131) 的处理器芯片均为CC2530芯片； 所述ARM数据采集及存储模块（122)的处理器芯片为S3C2410芯片，其包括与所述第二 Z i gBe e模块(121)双向通讯的ARM数据采集模块(1221)以及与所述ARM数据采集模块(12 21) 双向通讯的SD卡（1222 )，所述SD卡（1222)的电路接线为SD模式； 所述云服务器（14)与所述PC机（15)之间通过以太网络进行通讯； 所述第二ZigBee模块（121)与所述第三ZigBee模块（131)之间为双向无线通讯连接。3. 根据权利要求1-2任意一项所述的隧道压力波的采集系统，其特征在于，所述触发装 置为与所述GPRS模块(132)无线连接的手机(16)。4. 根据权利要求1-2任意一项所述的隧道压力波的采集系统，其特征在于，所述触发装 置包括分别设置在隧道入口外和隧道出口外的至少两个触发节点（11); 所述触发节点（11)包括分别与所述第二ZigBee模块（121)和所述第三ZigBee模块 (131)连接的第一 ZigBee模块（111)以及与所述第一 ZigBee模块（111)连接且用于检测车辆 驶入隧道和车辆驶出隧道的检测部件(112); 两个所述触发节点（11)之间的第一 ZigBee模块（111)相互连接。5. 根据权利要求4所述的隧道压力波的采集系统，其特征在于，一个所述触发节点（I 1) 与隧道入口之间的距离以及另一个所述触发节点（11)与隧道出口之间的距离均为100-200 米;多个所述数据采集节点（12)等间距分布，且相邻两个所述数据采集节点（12)之间的距 离均为20-100米； 所述第一 ZigBee模块（111)的处理器芯片为CC2530芯片； 所述检测部件（112)为超声波传感器或者红外收发对管。6. 根据权利要求5所述的隧道压力波的采集系统，其特征在于， 所述超声波传感器的型号为KS103H; 所述超声波传感器的SCL引脚或者所述红外收发对管的开关量输出引脚与所述第一 ZigBee模块（111)的PO · 1脚IO相连； 所述ARM数据采集及存储模块（122)的Kl5引脚TXDO与所述第二ZigBee模块（121)的 PO . 2引脚RX相连，所述ARM数据采集及存储模块（122)的K17引脚RXDO与所述第二ZigBee模 块(121)的P0.3引脚TX相连。
【文档编号】H04L29/08GK205541378SQ201620102523
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月1日
【发明人】高广军
【申请人】中南大学