基于单片机的高速公路隧道智能巡检装置设计

河北理工大学信息学院 摘要 iii2功能与设计方案2.1系统功能要求高速公路隧道智能巡检装置要求具备排水系统监测，借助超声波传感器对排水系统堵塞状况进行检测，达到及时预警，照明状态的监测也包含在内，通过光敏电阻发现隧道内灯具故障。气体传感器可对隧道内有害气体浓度进行检测，评估通风系统是否达到效能要求，红外对管实现对消防设备的监测，可确保设施位置与措施完备性。OLED屏幕显示功能可以将参数和报警信息进行提示，声光报警在异常状态时发出，装置可通过按键调整监测阈值，通信功能可以上传监测数据到云服务器，使远程监控实现，步进电机的左右移动模拟可扩大监测范围，实现巡检装置功能要求的扩大化。系统应具备低功耗、高可靠、具备易维护等特性，适应隧道恶劣环境2.2系统设计方案系统设计依据功能需求，采用模块化架构形式，分为输入、控制和输出三部分。超声波测距模块、光敏电阻、有害气体传感器、红外对管、独立按键等负责采集环境数据，这些都包含在输入模块中；控制模块以STM32F103单片机为核心，进行数据处理和逻辑控制；OLED显示屏、步进电机、WiFi模块、蜂鸣器、USB灯等包含在输出模块中，完成结果的显示与信息传输任务。系统工作流程为：传感器采集隧道环境参数后，单片机接收相关数据并进行处理分析，检测到异常时，蜂鸣器发出警报，OLED显示屏输出报警内容，WiFi模块完成数据上传至云平台，摄像头拍摄异常区域的状况。装置通过步进电机驱动左右移动，扩大巡检范围，模块化设计使各功能模块独立工作，提升了可靠性与可维护性。图2.1系统硬件模块工作框图2.3器件方案对比2.3.1单片机的选择方案一：STC89C52单片机属于8051系列，CPU为8位，工作频率最高40MHz，内置8KBFlash程序存储器、512字节RAM，片上集成3个16位定时器/计数器、5个中断源和全双工UART串行接口，价格约10元左右，开发资料丰富，初学者使用较适合，然而STC89C52存在明显缺陷，I/O口仅32个，数量有限；缺乏ADC等模拟接口，模拟信号处理需外接芯片；运算速度慢，复杂算法效率低；Flash容量小，大型程序无法存储；缺乏DMA、USB等现代接口，扩展性受限。方案二：STM32F103单片机属于ARMCortex-M3架构，主频达到72MHz，运算处理性能强且执行效率高，它集成32位CPU，包含64KB-128KB的Flash存储和20KBRAM，可满足复杂程序存储需求。片上外设丰富，内置12位ADC、DMA控制器、多个通信接口，例如I2C、USART、USB与SPI，这使增加外接芯片需求大为减少，80个I/O口充足，采样精度与多传感器信号连接要求同时满足，价格在20元左右，开发生态优势明显，工具IDE与调试功能完善，但高精度与性能并重的特征，使它在性能价格比上极高。高速公路隧道智能巡检装置要求对多路传感器信号进行处理并执行复杂控制算法，最终STM32F103作为控制核心。2.3.2无线模块的选型方案一：HC-05蓝牙模块，基于蓝牙2.0协议进行串口透传，工作频率为2.4GHz，通信距离约在10米，传输速率3Mbps，主从一体模式支持通过AT指令完成配置，它体积小、功耗低且价格便宜，单片机可通过串口直接连接，使用简单，但短距离通信、仅点对点连接的缺陷较重，同时模块无法接入互联网，协议版本也偏旧，难以满足隧道巡检装置对远程监控的需求，这些都使它存在相当的使用局限性。方案二：ESP8266WiFi模块，这是一款低成本且高集成度的WiFi芯片，内置TensilicaL10632位微处理器，802.11b/g/n协议可支持，工作频率为2.4GHz，传输速率高达72.2Mbps，通信距离可达到100米，TCP/IP协议栈可直接接入互联网，STA/AP/STA+AP三种模式都可支持，AT指令或SDK编程控制可以使用。ESP8266模块价格约在20元，深度睡眠模式下功耗可低至0.5μA，同时支持OTA固件升级，HC-05在通信距离和应用性对比中，ESP8266支持网络连接并实现云平台数据传输，更远的通信距离也让它在物联网应用中更显示了应用的深度和应用的层次，隧道巡检装置为完成监测数据的云平台上传任务与实现远程监控的需要，最终选择ESP8266WiFi作为无线通信方案，这是模块对无线通信的创新点。2.3.3显示模块的选型方案一：LCD1602液晶显示屏，基于HD44780控制器的字符型模块，可显示16×2个字符，尺寸约80×36mm，5V工作电压下通过8位或4位并行接口连接单片机，它价格低廉，约10元左右，成熟稳定且开发资料丰富。显示内容有限、无法显示图形、对比度受温度影响大、视角窄、功耗较高（约2mA）等缺点也存在，隧道环境下，可视性与稳定性受到挑战。方案二：OLED显示屏采用自发光技术，无需背光源，分辨率高达128×64像素，尺寸为26×26mm，支持I2C/SPI通信接口，工作电压范围3.3V至5V。它具有多项优势特征：对比度达到2000:1，强光环境仍保持清晰的显示；视角接近180°，任何角度都可读；刷新率和响应速度快，界面支持图形与文字混合显示且内容丰富；功耗低至0.08mA-0.2mA，适应-40℃至85℃的温度范围，隧道环境变化同样可以应对。OLED价格约在25元左右，价格稍高，但隧道巡检装置要求显示多种监测参数与警报信息时达到清晰可读，且不同光线条件下也要求保持良好可视性，最终选择OLED显示屏作为系统显示模块。5系统的测试3系统的硬件设计3.1STM32F103C8T6单片机本系统采用STM32F103单片机为控制的核心，负责数据的采集、处理和控制任务，STM32F103基于ARMCortex-M3架构，主频达到72MHz，内置64KBFlash程序存储器与20KBSRAM，片上外设功能丰富。在设计中，它通过ADC模块完成光敏电阻和气体传感器模拟信号的采集；GPIO接口读取红外对管状态并控制蜂鸣器和LED指示灯；TIM定时器捕获超声波测距模块回波信号并进行距离计算；PWM输出实现USB灯亮度的控制，同时，USART1与WiFi模块交互，完成数据上传云平台；USART2控制ESP32-CAM模块进行图像拍摄；I2C接口驱动OLED显示屏显示内容；GPIO接口通过扫描按键输入实现人机交互功能。STM32F103最小系统在电路设计上包含多个部分，晶振电路使用8MHz主晶振与32.768KHz低速晶振，复位电路通过10K电阻对NRST引脚进行上拉处理。BOOT设置电路可选择Flash启动，电源滤波电路选用多个100nF去耦电容，下载接口选择SWD调试接口。系统中5V至3.3V的降压电路借助XC6206稳压芯片，为单片机提供稳定电源，外部接口需求方面设计了两组20针排针，主要I/O口通过这些排针引出，便于连接外部模块，STM32F103单片机计算能力、接口资源都相当强和多，可以满足多传感器数据处理和多功能控制的需求。图3.1STM32F103C8T6单片机接线情况3.2HC-SR04超声波测距模块HC-SR04超声波测距模块在排水系统堵塞检测中具备非接触式测距的特征，工作时使用40KHz的频率进行测量，该模块在2cm到400cm的测量范围中可以达到约3mm的精度，同时包含发射器、接收器与控制电路，完成超声波发射与回波接收任务。模块设计有四个引脚，具体为VCC（供电5V）、Trig（触发信号输入）、Echo（回波信号输出）、GND（地），这些连接端口通过与STM32F103的PB12端口连接触发信号，PB13端口接收回波信号，完成信号输入与输出的控制，结构中控制电路处理具体信号的检测和距离测量。单片机向Trig引脚发送高电平脉冲，时间至少为10μs，触发模块发射八个40KHz的超声波脉冲，超声波在遇到障碍物后反射，接收器接收反射信号。模块将Echo引脚拉高，拉高持续时间与超声波往返时间存在正比性，单片机通过定时器捕获Echo信号高电平的持续时间，依据声速（340m/s）计算距离值。定时器输入捕获模式实现了对Echo信号持续时长的测量，温度对空气中声波传播速度存在影响，系统中增加了补偿算法：331.5+0.6×温度(℃)。为滤除异常值并强化稳定性，多次采样后取平均值的处理逻辑在系统中采用，系统预设阈值（默认10cm）判断为堵塞触发报警的距离，HC-SR04模块在排水系统状态实时监测的应用，避免隧道积水事故因堵塞导致。图3.2HC-SR04超声波测距模块3.3OLED显示模块本系统中OLED显示模块对各传感器数据和报警信息进行显示，选用的是0.96英寸单色屏，素为128×64，控制芯片采用SSD1306，支持I2C通信接口，模块包含四个引脚，VCC供电为3.3V到5V、GND为地、SCL为时钟线、SDA为数据线，电路设计时，SCL与STM32F103的PB14端口连接，SDA与PB15端口连接。OLED屏借助I2C协议和单片机进行通信，地址设置为0x78，通信速率保持在400KHz，控制显示的处理过程包含初始化阶段，调整显示方向、对比度等参数；清屏阶段，填充内容为全0；数据写入阶段，区分命令与数据内容；显示刷新阶段进行刷新。由于屏幕较小，设计了多页面显示模式，通过按键切换各种界面，主界面不仅显示管道距离、空气质量、光照强度和灯光亮度的当前值，同时报警信息例如“堵塞”和“故障”也包含在异常状态中，设置界面中可借助按键完成不同参数阈值的调整。中文字库的开发提升了显示效果，可支持常用汉字的显示；多位数值的数字显示函数完成设计，区域清除功能也实现，避免全屏刷新时的闪烁现象。OLED显示模块在隧道设施状态与参数设置的人机交互界面中提供了直观显示，方便维护人员了解相关状态与参数设置内容。图3.3OLED显示模块3.4ULN2003步进电机驱动器ULN2003步进电机驱动器在系统中控制步进电机转动，模拟装置的左右巡检，ULN2003为高电压、高电流达林顿晶体管阵列，包含七个达林顿晶体管对，每路最大承受500mA电流，耐压达到50V。芯片具有16个引脚，包含IN1-IN7（输入端），OT1-OT7（输出端），COM（公共端），GND（地），设计中，STM32F103的PB8-PB11端口连接到IN1-IN4，步进电机的四个相线连接到OT1-OT4。步进电机为28BYJ-48型号，工作电压5V，采用4相5线制，每周转动包含2048步（减速比为1:64），ULN2003的驱动原理是将单片机输出的低电平控制信号放大为可驱动步进电机的电流信号，系统使用四相八拍的驱动方式，一个完整周期分为8步，相邻步之间相位差为45°，提升了转动的平滑性与扭矩。软件设计中步进电机驱动表{0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09}的设置，定时器中断对电机控制输出的更新，左右往复运动算法也包含在设计内容中，计数值在0和2048之间变化，达到上限时方向标志位改变，方向反转功能实现。转速控制借助定时器中断频率调整，每秒512步为默认设置，即实现1/4转，ULN2003驱动器与步进电机在装置左右巡检功能实现上存在具体的应用，监测范围扩大，效率也提高。图3.4ULN2003步进电机驱动器3.5MQ-135有害气体传感器MQ-135有害气体传感器对NH3、NOx、酒精、苯、CO2等有害气体的检测敏感性在隧道空气质量监测中使用，它为金属氧化物半导体气体传感器，电路设计时包含四个引脚，VCC供电5V，GND为地，AOUT输出模拟量，DOUT用于数字输出并带阈值比较器，电路中AOUT连接到STM32F103的PA4端口（ADC通道4），未使用DOUT引脚。MQ-135传感器内部SnO2材料在加热电极的加热下达到一定温度，目标气体检测时SnO2表面氧吸附反应将产生电阻变化。通过电阻分压电路将电阻变化转换为电压信号输出，传感器的灵敏度高且响应迅速，但为达到稳定状态需要预热约2分钟时间。软件设计中，ADC采集传感器输出的模拟电压，12位ADC分辨率下测量范围为0-4095，依据公式气体浓度=ADC值/4096×100，可将ADC值转换为百分比形式的空气质量值，系统设置了默认50%的空气质量阈值，检测值超过阈值时，判断为空气质量异常，报警触发，提示检查隧道通风系统。为提高测量准确性，多次采样后取平均值可降低噪声影响；零点校准功能在洁净空气中对传感器基线值进行校准；温度补偿算法的增加，使环境温度对结果的影响减少。MQ-135传感器的应用，实现了隧道空气质量的实时监测，保障人员健康和隧道安全。图3.5MQ-135有害气体传感器3.6光敏电阻光敏电阻用于检测隧道内光照强度并监测照明设施状态，它是一种光敏半导体元件，其电阻值随光照变化而变化，强光下电阻值降低，系统采用普通光敏电阻，暗态时电阻约1MΩ，明亮环境下为10KΩ，电路设计中，光敏电阻与固定10KΩ电阻串联形成分压电路，分压点连接到STM32F103的PA5端口（ADC通道5）。光敏电阻与固定电阻形成电压分压器，分压点电压和光照强度成正比，单片机借助ADC采集分压点电压，计算光照强度。分压公式为：VADC=VCC×R固定/(R光敏+R固定)，R光敏随光照强度增加而减少，VADC随光照强度增加而增加，光照强度的增加，使R光敏降低，分压点电压VADC就随光照强度的增加而增加，这些现象通过公式可描述，单片机采集后可计算。软件设计中，ADC采集分压电压的测量范围在12位ADC下为0-4095，依据公式光照强度=ADC值/4096×100，可将ADC值转换为百分比形式的光照强度，系统设置了默认20%的光照强度阈值，检测值低于阈值时，判断照明设施故障并触发报警。为适应不同安装位置的光照条件，设计增加了光照阈值调节功能，可通过按键完成阈值调整，滑动平均滤波的ADC滤波算法也一并增加，此类算法减少瞬态光照变化的影响，光敏电阻的使用实现了对隧道照明系统的实时监控，灯具故障可及时发现，行车安全也同时保障。图3.6光敏电阻3.7ESP8266无线通信模块ESP8266WiFi模块在系统中完成无线通信任务，把传感器采集到的上传到云平台，ESP8266为高集成度WiFi芯片，支持IEEE802.11b/g/n标准，工作频率为2.4GHz。它包含六个引脚，VCC（供电3.3V）、GND（地）、RXD（串口接收）、TXD（串口发送）、EN（使能）、STA（状态指示），电路设计时，ESP8266的TXD与STM32F103的PA10（USART1_RX）连接，RXD与PA9（USART1_TX）连接。ESP8266设置为STA模式，借助串口AT指令完成控制，系统启动阶段，单片机发送AT指令序列：AT+RST进行模块重置、AT+CWMODE=1配置STA模式、AT+CWJAP连接WiFi网络、AT+CIFSR获取IP地址、AT+CIPMUX=0设置单连接模式，网络连接成功后，系统通过MQTT协议与阿里云物联网平台进行通信。传感器数据包含排水系统距离、空气质量、光照强度和设备状态，这些数据可打包为JSON格式；使用AT+CIPSEND命令将数据发送至云平台后，云平台对数据进行解析与存储，系统还支持接收云平台的控制命令，如调整参数阈值和控制灯光亮度等。通信超时检测与自动重连机制设计完成，通信稳定性实现了保证，ESP8266WiFi模块的使用，提供了隧道监测数据远程传输与控制的依据，为隧道智能化管理提供了基础支持。图3.7ESP8266无线通信模块3.8ESP32-CAM模块ESP32-CAM模块在系统中完成隧道设施照片的拍摄并记录异常现象，ESP32-CAM为集成摄像头的ESP32模块，使用ESP32-S芯片，同时内置WiFi与蓝牙功能，支持OV2640摄像头，图像拍摄最高支持200万像素。模块主要引脚包含5V（供电）、GND（地）、U0TXD（串口发送）、U0RXD（串口接收）与IO0（程序下载控制）等，电路设计中，ESP32-CAM的U0RXD连接STM32F103的PA1（USART2_TX），U0TXD连接STM32F103的PA2（USART2_RX）。ESP32-CAM在从机模式下接收STM32F103的拍照指令。红外对管检测消防设备缺失或其他传感器检测到异常时，单片机通过USART2向ESP32-CAM发送拍照指令；ESP32-CAM拍摄当前场景照片后，通过WiFi将照片上传至云服务器；云平台将报警信息与照片关联，使管理人员方便查看异常现场情况。软件设计中，ESP32-CAM预装专用固件，支持通过串口指令进行控制，STM32F103发送"TAKE_PHOTO"指令后，ESP32-CAM接收并初始化摄像头，采集图像数据并压缩为JPEG格式，通过HTTPPOST上传至指定服务器。设备在检测到特定异常时可自动触发拍照功能，如消防设备缺失时；同时包含定时拍照功能，定期记录隧道设施状态，ESP32-CAM的使用为隧道设施监管提供了直观视觉证据，提升了问题处理效率，通过这些过程使监管系统功能达到具体化。图3.8ESP32-CAM模块

4系统的软件设计4.1软件介绍Keil5为ARM公司推出的微控制器开发集成环境，本系统软件的开发采用Keil5MDK（MicrocontrollerDevelopmentKit）工具完成，它包含编辑器、编译器、链接器和调试器等，支持多种微控制器平台，STM32系列也包含在使用中，开发流程包括工程创建，器件型号STM32F103C8的设置；配置工程选项，进行编译优化等级的处理并引用标准库；进行程序代码的编写；完成编译链接后生成目标文件；下载程序至目标单片机；运行调试使流程运行。系统软件的模块化设计包含主程序模块（main.c），按键模块（key.c），OLED显示模块（OLED_NEW.c），超声波测距模块（hc-sr04.c），WiFi通信模块（AliESP8266.c），外设驱动模块（gpio.c、adc.c、tim.c、usart.c），这些模块功能不一。主程序模块实现系统初始化与主循环，按键模块进行按键扫描与处理，OLED显示模块完成屏幕显示，超声波测距模块处理测距逻辑，WiFi通信模块进行网络通信，外设驱动模块封装STM32外设操作。软件架构中轮询与中断的协同使用在主循环中按键函数、监测函数、显示函数和处理函数依次调用完成基本功能，定时器中断服务程序实现步进电机控制与计时串口中断接收WiFi数据外部中断触发拍照等任务。系统主要功能通过四个核心函数完成Key_function()对按键输入进行处理Monitor_function()采集传感器数据Display_function()更新显示内容Manage_function()分析数据并触发报警，Keil5的开发环境与调试功能为系统软件开发提供了支持。图4.1Keil_5软件界面4.2软件程序的设计4.2.1主程序流程图图4.2系统逻辑流程图系统的主流程图如图4.2所示，在main.c中,先写入其他.c的头文件，接着是定义用到的全局变量和用到的函数，然后就进入到主函数中。在主函数中，先进行初始化，然后按顺序循环while中的五个函数：按键函数、监测函数、显示函数、处理函数和阿里云处理函数。在按键函数中，根据按下的不同按键进行相关操作，例如切换界面、设置距离、空气质量、光照阈值还可以设置灯的亮度等；在监测函数中，每500毫秒获取一次距离、空气质量、光照强度等；在显示函数中，根据不同的显示模式标志位，显示不同，例如：显示是否堵塞、空气质量和光照、灯光亮度，灯光故障情况等；处理函数主中，若发生堵塞、灯光故障、空气质量超过阈值、消防设备遗失均报警，并显示报警信息到显示屏；最后是WIFI接收函数，主要通过WIFI将获取的信息上传至云平台并设置阈值。4.2.2按键子程序流程图图4.3按键子程序流程图按键功能图如图4.3所示；根据获取的键值判断按下按键的功能。如果按键1被按下，切换显示界面。如果按键2被按下，界面0，设置灯光亮度+1；界面1，设置距离阈值+1；界面2，设置空气质量阈值+1；界面3，设置光照阈值+1。如果按键3被按下，界面0，设置灯光亮度-1；界面1，设置距离阈值-1；界面2，设置空气质量阈值-1；界面3，设置光照阈值-1。4.2.3显示子程序介绍图4.4显示子程序流程图根据不同的显示模式标志位，显示不同；界面0，突发情况异常报警信息；界面1，显示设置管道距离；界面2，显示设置空气质量阈值；界面3，显示光照强度阈值。5系统的测试5系统的测试5.1软硬件调试系统软硬件调试包含单元测试与集成测试两个部分，在单元测试阶段，各功能模块独立进行测试。超声波测距模块测试时，标尺测量距离与模块测量值对比，调整声速补偿参数后测量精度为±0.5cm，光敏电阻模块测试时，照度计校准光照值，在10-2000lux范围内误差小于5%。气体传感器模块测试时，标准气体进行校准，测量响应时间约3秒，步进电机测试时，验证转速与方向控制可实现平稳转动。WiFi模块测试时，验证网络连接与数据传输功能，传输成功率达95%，ESP32-CAM模块测试时，验证拍照与图像上传功能，图像清晰度达到要求。集成测试阶段对整体系统功能进行模块组合测试，在报警功能测试中，设置各种异常情况的模拟，验证触发条件与显示内容；阈值设置测试时，验证参数修改和保存功能；云平台通信测试中，验证数据上传与命令下发功能；长时间稳定性测试中，系统连续运行72小时，未出现异常。测试中发现并解决了若干问题：WiFi模块偶发连接失败，通过增加重连机制解决；ADC读数波动，借助滤波算法提高稳定性；步进电机发热，优化驱动方式降低功耗，全面调试后，系统各项功能符合设计要求，性能稳定可靠。5.2实物展示测试显示，系统功能均满足设计预期，超声波测距模块的测量范围为2-400cm，误差控制在1cm以内，对排水堵塞能进行有效检测。光敏传感器可准确识别灯光故障，响应时间小于0.5秒；气体传感器灵敏度达到隧道环境监测要求，能迅速发现空气质量异常，红外对管在消防设备状态检测中性能稳定，WiFi通信模块数据传输可靠，且云平台及时响应。ESP32-CAM生成清晰图像，为维护提供依据，整体系统性能稳定，智能巡检功能完全满足需求。实物如图5.1所示：图5.1系统实物图结论结论结论高速公路隧道智能巡检装置在本文中完成设计，传统人工巡检低效率与高安全风险问题通过该装置成功处理，该装置基于STM32F103单片机，包含超声波测距、光敏检测、气体传感、红外识别等传感器，排水系统、照明设施、空气质量、消防设备在隧道中实现了全面监测。硬件选型与软件设计优化后，高精度检测、实时报警、远程监控等功能系统具备，实验证明，检测精度、响应速度快且稳定性好，隧道运维效率与安全水平该装置能有效提高。未来研究可增加智能分析算法，检测的智能化水平存在提高的广阔性，优化能源系统后，装置长时间自主工作具有实现的前景。传感器类型扩展后可以对隧道监控达到更全面的水平，高速公路隧道使用该智能巡检装置仅是一个实例，地铁隧道、矿井、管廊等封闭环境同样可以推广此类装置，装置不仅具有社会经济价值，更具有广阔的应用前景。参考文献参考文献[1]周忠瑶,李小勇.高速公路隧道智能巡检装置的设计研究[J].西部交通科技,2024(10):123-125.[2]万浪.基于智能巡检机器人的高速隧道维护自动检测研究[J].中国设备工程,2022(011):000.[3]吕慈明,陈德实,刘浩,等.多源数据互补的隧道运营安全智能监测系统设计与应用[J].广东公路交通,2023,49(4):56-60.DOI:10.19776/j.gdgljt.2023-04-0056-05.[4]万浪.基于无线通信技术的公路隧道智能巡检系统[J].中国公路,2022(21):86-87.DOI:10.3969/j.issn.1006-3897.2022.21.027.[5]廖思成,马生涛.基于隧道巡检机器人的隧道设备用电异常监测研究[J].科技经济市场,2019(3):2.DOI:10.3969/j.issn.1009-3788.2019.03.011.[6]朱月云.悬挂式磁悬浮系统智能巡检小车研究[D].江西理工大学,2024.[7]吴文彬.基于智能巡检机器人的隧道维护自动检测系统[J].自动化与信息工程,2021,42(1):3.DOI:10.3969/j.issn.1674-2605.2021.01.010.[8]黄常基.智慧消防巡检系统在高速公路隧道的应用[J].黑龙江交通科技,2021(8).[9]杨丽.高速公路隧道数智化管控系统关键技术设计与应用浅析[J].山西交通科技,2022(6):103-107.[10]严军.无线通信在高速公路隧道巡检机器人中的应用[J].江西交通科技,2024(2):87-90.[11]李文锋,袁聪,李科,等.巡检机器人在公路隧道运营中的应用[J].公路交通技术,2021(S1):35-40.[12]于子良,黄志辉,杨珏,等.轨道隧道巡检现状及智能检测机器人发展趋势[J].机车电传动,2020.DOI:10.13890/j.issn.1000-128x.2020.06.029.[13]梁云龙,赵云涛.高速公路隧道机电智慧管控系统的应用与研究[J].交通世界,2023(7):181-183.[14]马华杰.高速公路隧道巡检机器人系统设计研究[J].西部交通科技,2022(10):122-124.[15]陈兆志,翟佳,金鑫.隧道智慧巡检系统研究[J].市政设施管理,2022(002):000.[16]吴炳晖,庞哲.电力隧道环境中的智能巡检机器人发展现状[J].工业控制计算机,2021,034(007):20-22.DOI:10.3969/j.issn.1001-182X.2021.07.007.[17]王益维,叶蕾.巡检机器人在公路隧道中的应用设计[J].中国交通信息化,2023(12):102-104.[18]黄武,罗瑜,汤永成.紫惠高速隧道消防设施智慧巡检关键技术探讨[J].科学与信息化,2021.[19]张娅玫,欧阳碧楠,张梦婧.基于BIM+GIS技术的在公路隧道智慧巡检中的应用研究[J].[2025-04-11].[20]赵永生.隧道综合管理平台在隧道机电设施巡查中的应用[J].市政技术,2022(006):040.附录B附录A原理图：附录B部分源程序：#include"main.h"#include"adc.h"#include"dma.h"#include"tim.h"#include"usart.h"#include"gpio.h"/*Privateincludes*//*USERCODEBEGINIncludes*/#include"./HAL/key/key.h"#include"./HAL/OLED/OLED_NEW.H"#include"./HAL/HC-SR04/hc-sr04.h"#include"./HAL/AliESP8266/AliESP8266.h"/*USERCODEENDIncludes*//*Privatetypedef*//*USERCODEBEGINPTD*/voidKey_function(void); //按键函数voidMonitor_function(void); //监测函数voidDisplay_function(void); //显示函数voidManage_function(void); //处理函数/*USERCODEENDPTD*//*Privatedefine*//*USERCODEBEGINPD*//*USERCODEENDPD*//*Privatemacro*//*USERCODEBEGINPM*//*USERCODEENDPM*//*Privatevariables*//*USERCODEBEGINPV*/uint8_tkey_num,flag_display; //按键与显示变量uint16_ttime_1ms; //计时变量1msuint8_ttime_500ms; //500ms标志位uint16_tAD_Value[2]; //AD转换缓存数组uint16_tdistance; //管道距离变量uint8_tAir,Light; //空气质量、光照强度uint8_tBright; //灯光亮度/*阈值变量*/uint16_tdistance_L=10;uint8_tAir_H=50,Light_L=