案例分析：基于A(yíng)VR32的隧道環(huán)境監測系統

一、項目概述

1.1 引言

隧道內的環(huán)境對行車(chē)安全及旅客、養護作業(yè)人員的健康會(huì )帶來(lái)一些特殊問(wèn)題，這主要是因為隧道中的溫度、濕度、光線(xiàn)、有害氣體的成分含量和積累。因而，摸清隧道內的環(huán)境狀況，并采取相應措施，將有助于保護人員的身體健康。

1.2 項目背景/選題動(dòng)機

由于大多隧道是四周封閉的通道，無(wú)護欄。無(wú)自然光線(xiàn)，隧道中的照明基本上只能由照明設備提供。當人員白天進(jìn)入隧道后，由于隧道內外光線(xiàn)強弱差別很大，人眼不能馬上適應，會(huì )出現進(jìn)洞時(shí)“黑洞效應”和出洞時(shí)“眩光效應”。溫濕度和有害氣體也會(huì )對人員身體健康造成傷害。

二、需求分析

2.1 功能要求

測量隧道環(huán)境實(shí)時(shí)信息：溫度、濕度、光強、有害氣體和視頻信息。

2.2 性能要求

數據的實(shí)時(shí)性，準確性。

三、方案設計

3.1 系統功能實(shí)現原理

采用AVR32處理器構建的隧道環(huán)境監測系統，具有集成度高、組網(wǎng)方便和成本低廉等優(yōu)勢。整個(gè)系統使用了EVK-1100開(kāi)發(fā)板，同時(shí)采集周?chē)h(huán)境的溫濕度、CO濃度、光照和視頻信息，通過(guò)4×20藍色LCD顯示這些信息。當某個(gè)指標超標，聲光報警器發(fā)出警報。這些數據能夠通過(guò)串口模塊和以太網(wǎng)模塊組成通信網(wǎng)絡(luò )，傳輸到監控中心。

圖1系統硬件結構框圖

圖2 硬件架構

3.2 硬件平臺選用及資源配置

如圖2的硬件架構采用32位的AVR EVK1100是基于A(yíng)T32UC3A0的評估套件。

使用到板上資源： 溫度、光線(xiàn)傳感器，4×20藍色LCD顯示屏，以太網(wǎng)接口，串口模塊，SD/MMC卡等。

3.3系統軟件架構

如圖3所示，系統首先采集外接環(huán)境信息：溫濕度，光照信息，有害其他信息，視頻信息。將采集的數據實(shí)時(shí)顯示到板上的LCD顯示器上和存儲到SD卡，方便以后的數據分析。當信息超過(guò)設定的閾值，采用聲光報警器發(fā)出提醒。最后將視頻信息通過(guò)以太網(wǎng)模塊傳輸到監控中心。

3.4 系統軟件流程

圖3程序運行流程圖

3.4 系統預計實(shí)現結果

完成大體結構設計，應用到實(shí)際項目當中。

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