圖解3D環(huán)境監測及評估系統的原理和設計實(shí)現

1.5項目創(chuàng )新點(diǎn)

該項目最大的創(chuàng )新之處在與顛覆了人們長(cháng)期以往對于綠地建設效率的陳舊認識，即“唯覆蓋率”論，錯誤、盲目地建造綠地，單純地以高覆蓋率為目標，如今憑借該項目，我們希望將原先二維的數據分布圖轉換成三維結構的立題數據，即將不同區域的環(huán)境特性考慮在內，并且針對不同的綠化種類(lèi)綜合評價(jià)其綠化效果，其中也將包括對空氣質(zhì)量、可吸入顆粒物等多種數據的采集與評價(jià)工作。簡(jiǎn)而言之，即將“綠化覆蓋率”這一指標轉化成“單位面積環(huán)境改善率”，立體地對各項環(huán)境指標作出檢測。

該項目的另一大創(chuàng )新點(diǎn)在于利用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )感知技術(shù)完成對一定范圍內數據的收集采樣工作。不同于傳統的通過(guò)人工觀(guān)察的數據收集工作，本項目旨在通過(guò)以Zigbee與AVR為基礎的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )來(lái)實(shí)現對于綠地的環(huán)境數據監測工作，通過(guò)在區域內合理放置的監測節點(diǎn)，配合相關(guān)的節點(diǎn)互聯(lián)程序，對環(huán)境狀況實(shí)施實(shí)施監控，完整地統計出一段時(shí)間內詳實(shí)、全面的監測數據。通過(guò)此類(lèi)手段進(jìn)行環(huán)保方面的探索與創(chuàng )新，在該領(lǐng)域實(shí)屬首次。

2.工具

2.1AVR32

AVR32 UC3閃存微控制器擁有內置的DSP指令集，并使用三級管線(xiàn)型Harvard架構。該架構經(jīng)專(zhuān)門(mén)設計，可優(yōu)化從片上閃存的取指過(guò)程。該微控制是業(yè)內首個(gè)將單周期讀/寫(xiě)SRAM 與一個(gè)直接的CPU接口集成在一起的內核，該接口跳過(guò)系統總線(xiàn)，以獲得更快的執行速度、周期決斷和更低的功耗。

UC3系列微控制器具有 高達512KB閃存和64KB片上RAM，能夠以業(yè)界最佳的性能/功耗比提供80 Dhrystone MIPS (DMIPS) 的處理性能。例如，新的AVR32 UC3B器件能夠以 60MHz 的速率提供 72 Dhrystone MIPS (DMIPS) 的性能，包括真正的單周期MAC和DSP算法，且在電壓 3.3V下, 電流只有40 mA。UC3B系列MCU的功耗僅低至 1mW/DMIPS，較具有相同功能的其它架構低3倍。使用3.3V單電源時(shí)，待機電流僅為30uA；使用雙電源時(shí) (1.8V/3.3V)，待機電流低于15uA。

可用的外設包括以太網(wǎng) MAC、全速 USB 器件和On-the-Go(OTG)，以及一個(gè)外設DMA 控制器、多層高速總線(xiàn)架構、10位ADC、SPI、SSC、雙線(xiàn)接口 (I2C兼容)、UART、通用定時(shí)器、脈寬調制器(PWM)，以及一整套監控功能。

2.2Labview

LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench）是一種圖形化的編程語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)環(huán)境，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗室所接受，視為一個(gè)標準的數據采集和儀器控制軟件。LabVIEW集成了與滿(mǎn)足GPIB、VXI、RS-232和RS-485協(xié)議的硬件及數據采集卡通訊的全部功能。它還內置了便于應用TCP/IP、ActiveX等軟件標準的庫函數。這是一個(gè)功能強大且靈活的軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過(guò)程都生動(dòng)有趣。

圖形化的程序語(yǔ)言，又稱(chēng)為“Ｇ”語(yǔ)言。使用這種語(yǔ)言編程時(shí)，基本上不寫(xiě)程序代碼，取而代之的是流程圖或框圖。它盡可能利用了技術(shù)人員、科學(xué)家、工程師所熟悉的術(shù)語(yǔ)、圖標和概念，因此，LabVIEW是一個(gè)面向最終用戶(hù)的工具。它可以增強你構建自己的科學(xué)和工程系統的能力，提供了實(shí)現儀器編程和數據采集系統的便捷途徑。使用它進(jìn)行原理研究、設計、測試并實(shí)現儀器系統時(shí)，可以大大提高工作效率。

3.系統及軟件框圖

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