案例分析：基于AVR32的隧道環境監測系統

一、項目概述

1.1 引言

隧道內的環境對行車安全及旅客、養護作業人員的健康會帶來一些特殊問題，這主要是因為隧道中的溫度、濕度、光線、有害氣體的成分含量和積累。因而，摸清隧道內的環境狀況，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/選題動機

由于大多隧道是四周封閉的通道，無護欄。無自然光線，隧道中的照明基本上只能由照明設備提供。當人員白天進入隧道后，由于隧道內外光線強弱差別很大，人眼不能馬上適應，會出現進洞時“黑洞效應”和出洞時“眩光效應”。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

測量隧道環境實時信息：溫度、濕度、光強、有害氣體和視頻信息。

2.2 性能要求

數據的實時性，準確性。

三、方案設計

3.1 系統功能實現原理

采用AVR32處理器構建的隧道環境監測系統，具有集成度高、組網方便和成本低廉等優勢。整個系統使用了EVK-1100開發板，同時采集周圍環境的溫濕度、CO濃度、光照和視頻信息，通過4×20藍色LCD顯示這些信息。當某個指標超標，聲光報警器發出警報。這些數據能夠通過串口模塊和以太網模塊組成通信網絡，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AT32UC3A0的評估套件。

使用到板上資源： 溫度、光線傳感器，4×20藍色LCD顯示屏，以太網接口，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。將采集的數據實時顯示到板上的LCD顯示器上和存儲到SD卡，方便以后的數據分析。當信息超過設定的閾值，采用聲光報警器發出提醒。最后將視頻信息通過以太網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 系統預計實現結果

完成大體結構設計，應用到實際項目當中。

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