基于AVR32的隧道环境监测系统设计方案解析

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。