目前我国对基础设施的建设投入了巨大的财力物力,特别是在高速铁路的建设过程中更是倾注了大量的资源。在一带一路战略提出以后,可以预见,我国还将对高速铁路持续地投入大量资源。中国是一个地形复杂,多山地的国家,所以在铁路的建设过程中,隧道施工和维护显得非常的重要。在隧道的施工过程中,由于地质等原因,隧道存在拱顶下沉,洞壁变形等危险。当穿过含有煤层的地质环境时,还极其容易发生瓦斯爆炸等危险。针对断面形变和瓦斯爆炸等危险,只有提前监测,及时预警才能避免造成国家以及个人的损失。目前对断面以及瓦斯的测量,基本是靠人工操作。在人工进行操作的时候,由施工人员手持设备在特定的时间点对数据进行采集,这样的操作方式不仅浪费了一定的人力,最主要的是它不具备实时的特性。人工测量不具备反复性,也不具备预警性,测量之后如果数据发生变化,将造成工人对形势的误判,特别严重的将造成隧道坍塌等危险。针对人工测量具有不实时,数据信息量少等缺点,本文设计并实现了一套自动的隧道断面与瓦斯实时监测系统。本文提出的系统,采用激光测距的手段,对隧道断面进行一天24小时的旋转扫描测量,尽量保持了数据的准确性和实时性。系统还设置了瓦斯和温湿度等传感器,并可通过控制端对现场数据进行实时观测,以便让工作人员尽可能的掌握现场的情况。首先,论文对系统的需求和应当具备的功能进行了一个系统性的研究与设计,然后基于激光测距的方法设计了断面测量的方式。完成了需求分析之后,本文根据需求选定了系统所需的控制器和各种传感器,并根据控制器和传感的的硬件原理,设计并实现了硬件电路的原理图和PCB图。接着根据硬件电路,基于Keil平台编写了硬件电路的驱动程序。其次,本文完成了一个实时服务器,以便对现场数据进行存储和传输。最后设计了远程控制端显示界面,用来对现场的设备进行远程控制。