基于AVR32的隧道環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

　一、項(xiàng)目概述
　　1.1 引言
　　隧道內(nèi)的環(huán)境對行車安全及旅客、養(yǎng)護(hù)作業(yè)人員的健康會帶來一些特殊問題，這主要是因?yàn)樗淼乐械臏囟?、濕度、光線、有害氣體的成分含量和積累。因而，摸清隧道內(nèi)的環(huán)境狀況，并采取相應(yīng)措施，將有助于保護(hù)人員的身體健康。
　　1.2 項(xiàng)目背景/選題動機(jī)
　　由于大多隧道是四周封閉的通道，無護(hù)欄。無自然光線，隧道中的照明基本上只能由照明設(shè)備提供。當(dāng)人員白天進(jìn)入隧道后，由于隧道內(nèi)外光線強(qiáng)弱差別很大，人眼不能馬上適應(yīng)，會出現(xiàn)進(jìn)洞時“黑洞效應(yīng)”和出洞時“眩光效應(yīng)”。溫濕度和有害氣體也會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)時信息：溫度、濕度、光強(qiáng)、有害氣體和視頻信息。
　　2.2 性能要求
　　數(shù)據(jù)的實(shí)時性，準(zhǔn)確性。
　　三、方案設(shè)計(jì)
　　3.1 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理
　　采用AVR32處理器構(gòu)建的隧道環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，具有集成度高、組網(wǎng)方便和成本低廉等優(yōu)勢。整個系統(tǒng)使用了EVK-1100開發(fā)板，同時采集周圍環(huán)境的溫濕度、CO濃度、光照和視頻信息，通過4×20藍(lán)色LCD顯示這些信息。當(dāng)某個指標(biāo)超標(biāo)，聲光報警器發(fā)出警報。這些數(shù)據(jù)能夠通過串口模塊和以太網(wǎng)模塊組成通信網(wǎng)絡(luò)，傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
　　
　　圖1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖
　　
　　圖2 硬件架構(gòu)
　　3.2 硬件平臺選用及資源配置
　　如圖2的硬件架構(gòu)采用32位的AVR EVK1100是基于AT32UC3A0的評估套件。
　　使用到板上資源： 溫度、光線傳感器，4×20藍(lán)色LCD顯示屏，以太網(wǎng)接口，串口模塊，SD/MMC卡等。
　　3.3系統(tǒng)軟件架構(gòu)
　　如圖3所示，系統(tǒng)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(shù)據(jù)實(shí)時顯示到板上的LCD顯示器上和存儲到SD卡，方便以后的數(shù)據(jù)分析。當(dāng)信息超過設(shè)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以太網(wǎng)模塊傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。