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基于AVR32的隧道环境监测系统设计方案解析

发布时间:2020-09-09 发布时间:
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一、项目概述

1.1 引言

隧道内的环境对行车安全及旅客、养护作业人员的健康会带来一些特殊问题,这主要是因为隧道中的温度、湿度、光线、有害气体的成分含量和积累。因而,摸清隧道内的环境状况,并采取相应措施,将有助于保护人员的身体健康。

1.2 项目背景/选题动机

由于大多隧道是四周封闭的通道,无护栏。无自然光线,隧道中的照明基本上只能由照明设备提供。当人员白天进入隧道后,由于隧道内外光线强弱差别很大,人眼不能马上适应,会出现进洞时“黑洞效应”和出洞时“眩光效应”。温湿度和有害气体也会对人员身体健康造成伤害。

二、需求分析

2.1 功能要求

测量隧道环境实时信息:温度、湿度、光强、有害气体和视频信息。

2.2 性能要求

数据的实时性,准确性。

三、方案设计

3.1 系统功能实现原理

采用AVR32处理器构建的隧道环境监测系统,具有集成度高、组网方便和成本低廉等优势。整个系统使用了EVK-1100开发板,同时采集周围环境的温湿度、CO浓度、光照和视频信息,通过4×20蓝色LCD显示这些信息。当某个指标超标,声光报警器发出警报。这些数据能够通过串口模块和以太网模块组成通信网络,传输到监控中心。

图1系统硬件结构框图

图2 硬件架构

3.2 硬件平台选用及资源配置

如图2的硬件架构采用32位的AVR EVK1100是基于AT32UC3A0的评估套件。

使用到板上资源: 温度、光线传感器,4×20蓝色LCD显示屏,以太网接口,串口模块,SD/MMC卡等。

3.3系统软件架构

如图3所示,系统首先采集外接环境信息:温湿度,光照信息,有害其他信息,视频信息。将采集的数据实时显示到板上的LCD显示器上和存储到SD卡,方便以后的数据分析。当信息超过设定的阈值,采用声光报警器发出提醒。最后将视频信息通过以太网模块传输到监控中心。

3.4 系统软件流程

图3程序运行流程图

3.5系统预计实现结果

完成大体结构设计,应用到实际项目当中。


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