圖解3D環(huán)境監測及評估系統的原理和設計實(shí)現

1.概述

1.1文檔說(shuō)明

本設計文檔作為“基于AVR32及Labview的3D環(huán)境監測及評估系統”的計劃書(shū)，為項目開(kāi)展的依據。也作為項目的說(shuō)明。

1.2項目背景

本項目希望以AVR微控制器作為基礎，配合Atmel公司所公開(kāi)Zigbee協(xié)議棧，對現有的綠地進(jìn)行全方位的數據采集工作，摒棄原先陳舊且缺乏合理性的綠化覆蓋面積標準，而是采用3維立體坐標的方式，測量出每一小塊區域各環(huán)境參數值的具體數值，繪出3D圖像，以立體的環(huán)境改善狀況作為分析綠地使用價(jià)值的有效指標，并通過(guò)測試所得的數據，指導根據不同區域的環(huán)境特征建立最為合適并具積極效果的綠化設施。

本項目也將能夠實(shí)現對于各項復雜的環(huán)境數據的統一數據采集工作，例如對溫濕度、可吸入顆粒物、臭氧含量等指標的實(shí)時(shí)測量，最終建立三維坐標模型，立體反應綠地內各類(lèi)環(huán)境指標，再與植物模型相互結合，建立三維綠化效率模型，達到合理有效監測城市綠地中不同植物對于改善人類(lèi)居住條件的具體作用，實(shí)現城市綠地建設效率的最優(yōu)化。

從上面兩幅圖片可以看出，同樣的一片綠地，由于各處種植的植物不用，其氧氣含量也可能有著(zhù)巨大的區別，因此盲目追求綠地面積是不合理的，只有從三維的視野來(lái)看待綠地的效益，才是有效綠地評估方法。

1.3項目整體計劃

1.熟悉AVR以及Zigbee無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )的應用環(huán)境與編程語(yǔ)言 。

2.對于課題進(jìn)行進(jìn)一步探討，分析總結出完成課題目標所需要采集以及推算得出的相關(guān)數據 。

3.在明確目的以及大致方式的基礎上進(jìn)一步規劃系統結構，由理論上得出詳細可行的系統框圖。

4.首先進(jìn)行Zigbee無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )的程序攻關(guān)，即設計出理論上具備數據采集能力的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )程序，通過(guò)計算得出合理的傳感分布點(diǎn)。

5.配合Zigbee的研發(fā)進(jìn)而開(kāi)始AVR處理器的程序研發(fā)，作為匯總Zigbee數據的終端，完善AVR處理器的作用 。

6.實(shí)際應用，完成通過(guò)Zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )接收的數據由AVR微處理器匯總顯示的功能，并以此為基礎進(jìn)行系統調制 。

7.進(jìn)一步完善微處理器的數據處理功能，使其具備以數據為基礎進(jìn)行繪圖、分析的高階能力 。

1.4項目特色說(shuō)明

過(guò)去，一個(gè)城市的環(huán)保水平常常都會(huì )以這樣一個(gè)指標——“綠化覆蓋率”來(lái)衡量，于是，我們見(jiàn)到了身邊迅速崛起的綠地公園、人造湖泊，然而，是否這樣簡(jiǎn)單的堆砌“綠色”就是真正的環(huán)保健康呢？答案顯然是否定的。眾所周知，大量種植綠色植物的初衷在于通過(guò)綠色植物的光和效應吸收空氣中的二氧化碳以?xún)艋諝赓|(zhì)量，然而隨之而來(lái)的問(wèn)題就是——是否所有的綠色植物都具有相同的環(huán)保功能呢？顯然并非如此。因此，與其盲目地建造綠地，不如合理、有效地針對不同區域的環(huán)境情況有目的性地搭配植物種類(lèi)，因此如何對綠化環(huán)境中不同區域的環(huán)境參數進(jìn)行感知與數據采集就顯得尤為重要，這就是本項目的立題背景。