圖解3D環境監測及評估系統的原理和設計實現

1.5項目創新點

該項目最大的創新之處在與顛覆了人們長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，即將不同區域的環境特性考慮在內，并且針對不同的綠化種類綜合評價其綠化效果，其中也將包括對空氣質量、可吸入顆粒物等多種數據的采集與評價工作。簡而言之，即將“綠化覆蓋率”這一指標轉化成“單位面積環境改善率”，立體地對各項環境指標作出檢測。

該項目的另一大創新點在于利用無線網絡感知技術完成對一定范圍內數據的收集采樣工作。不同于傳統的通過人工觀察的數據收集工作，本項目旨在通過以Zigbee與AVR為基礎的無線傳感網絡來實現對于綠地的環境數據監測工作，通過在區域內合理放置的監測節點，配合相關的節點互聯程序，對環境狀況實施實施監控，完整地統計出一段時間內詳實、全面的監測數據。通過此類手段進行環保方面的探索與創新，在該領域實屬首次。

2.工具

2.1AVR32

AVR32 UC3閃存微控制器擁有內置的DSP指令集，并使用三級管線型Harvard架構。該架構經專門設計，可優化從片上閃存的取指過程。該微控制是業內首個將單周期讀/寫SRAM 與一個直接的CPU接口集成在一起的內核，該接口跳過系統總線，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，待機電流僅為30uA；使用雙電源時 (1.8V/3.3V)，待機電流低于15uA。

可用的外設包括以太網 MAC、全速 USB 器件和On-the-Go(OTG)，以及一個外設DMA 控制器、多層高速總線架構、10位ADC、SPI、SSC、雙線接口 (I2C兼容)、UART、通用定時器、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言的開發環境，它廣泛地被工業界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件。LabVIEW集成了與滿足GPIB、VXI、RS-232和RS-485協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程都生動有趣。

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

3.系統及軟件框圖

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