基于GSM的隧道围岩深部位移监测报警系统

【摘 要】为了解决汽车和火车隧道顶板岩层的深部位移变化，把隧道顶板岩层的深部位移变化及时的传送到安全检查人员手里，设计一种基于GSM的隧道围岩深部位移监测报警系统。本系统通过位移传感器，把岩层深部位移变化通过位移监测电路，传输到CPU电路，如果位移变☂化超过了设定的阈值，则通过GSM报警系统，把预警信号通过短信的形式发送到安全检查员手里，对危险进行报警。

【关键词】GS⚥M；隧道围岩；位移传感；报警系统

一、设计背景

我国正处于社会经济高速ฐ发展的时期，基础设施建设占有非常重要的地位。近几年来，公路和铁路的基础建设早已进入快速发展的时期。但是我国还是一个山地丘陵比较多的国家，特别是在地形、气候、水文、地质条件非常复杂的西南部及西北部地区。以大量隧道通过地形复杂、高差较大的地段成为我们必然选择，随着设计、施☤工技术的发展，现在隧道施工的长度和难度不断增大。由于岩层的坚固性各有差异，为了预防由于隧道围岩变形造成的交通事故，研究了隧道围岩深部位移的监测报警系统。

二、设计思路

三、系统设计

（三）位移传感器。测量时，先用安装杆将锚头送至相应的位置，将基点钉到A位置，利用精密的拉绳式位移传感器测量模块来检测位移变化，当发生隧道深部岩层变形时，将A点压到B位置，拉绳式位移传感器将会把位移信息以电信号的形式传到✎参数转换电路，然后再把信号传送到单片机。

（四）GSM短信报警电路。当所测位移变化大于设定阈值时，CPU电路将会给GSM发出报警信号。GSM接收到报警信号后，把报警信号以短信的形式发出，通知安全检查人员第几个装置的第几个通道发生危险。

四、使用说明

系统使用时，需将拉绳式传感器拉绳钻入指定区域，然后开机进行初值设置。通过矩阵按键SL3键可以切换到不同的通道；通过SL7键可以切换到一个测量值、电压值、阈值、基准值，该系统的阈值可以通过按键来改变大小；SL11键改变阈值的位，以方便改变阈值；SL15键改变该位的大小；SL4键是取基值键，按下时当前的测量值就被设为基准值；SL16键可以对当前的阈值与基准值进行存储，防止掉电后阈值和基准值丢失。

五、测试分析

针对所设计的系统，我们进行了测试实验。通过改变拉绳式位移传感器的伸长量，用毫米尺测量位移变化，把所测得标准位移量与数码管显示量比较，得出精确度。

六、结语

本文提出的隧道深部位移预警系统，充分利用了GSM技术的优势，可以远距离预警。本系统同时具有高精度、高可靠、高灵活等优点。本文的创新点在于，充分结合硬件、软件的优势，设计并实现了一种具有无线通信功能的高精度、自动化岩层报警系统，从而为保障隧道的安全提供了一种新的技术手段