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根据AVR单片机和无线传感网络为根底的3D环境监测体系规划

基于AVR单片机和无线传感网络为基础的3D环境监测系统设计-本项目也将能够实现对于各项复杂的环境数据的统一数据采集工作,例如对温湿度、可吸入颗粒物、臭氧含量等指标的实时测量,最终建立三维坐标模型,立体反应绿地内各类环境指标,再与植物模型相互结合,建立三维绿化效率模型,达到合理有效监测城市绿地中不同植物对于改善人类居住条件的具体作用,实现城市绿地建设效率的最优化。

1.概述

1.1文档阐明

本规划文档作为“依据AVR32及Labview的3D环境监测及点评体系”的方案书,为项目展开的依据。也作为项意图阐明。

1.2项目布景

本项目期望以AVR微操控器作为根底,合作Atmel公司所揭露Zigbee协议栈,对现有的绿洲进行全方位的数据搜集作业,摒弃原先陈腐且缺少合理性的美化覆盖面积规范,而是选用3维立体坐标的办法,丈量出每一小块区域各环境参数值的具体数值,绘出3D图画,以立体的环境改进情况作为剖析绿洲运用价值的有用方针,并经过测验所得的数据,辅导依据不同区域的环境特征树立最为适宜并具活跃作用的美化设备。

本项目也将能够完结关于各项杂乱的环境数据的一致数据搜集作业,例如对温湿度、可吸入颗粒物、臭氧含量等方针的实时丈量,终究树立三维坐标模型,立体反响绿洲内各类环境方针,再与植物模型彼此结合,树立三维美化功率模型,到达合理有用监测城市绿洲中不同植物关于改进人类寓居条件的具体作用,完结城市绿洲制作功率的最优化。

依据AVR单片机和无线传感网络为根底的3D环境监测体系规划

从上面两幅图片能够看出,相同的一片绿洲,因为遍地栽培的植物不必,其氧气含量也或许有着巨大的差异,因而盲目寻求绿洲面积是不合理的,只要从三维的视界来看待绿洲的效益,才是有用绿洲点评办法。

1.3项目全体方案

1.了解AVR以及Zigbee无线传感网络的运用环境与编程言语 。

2.关于课题进行进一步讨论,剖析总结出完结课题方针所需求搜集以及核算得出的相关数据 。

3.在清晰意图以及大致办法的根底上进一步规划体系结构,由理论上得出具体可行的体系框图。

4.首要进行Zigbee无线传感网络的程序攻关,即规划出理论上具有数据搜集才能的无线传感网络程序,经过核算得出合理的传感分布点。

5.合作Zigbee的研制从而开端AVR处理器的程序研制,作为汇总Zigbee数据的终端,完善AVR处理器的作用 。

6.实践运用,完结经过Zigbee无线传感器网络接纳的数据由AVR微处理器汇总显现的功用,并以此为根底进行体系调制 。

7.进一步完善微处理器的数据处理功用,使其具有以数据为根底进行绘图、剖析的高阶才能 。

1.4项目特征阐明

曩昔,一个城市的环保水平常常都会以这样一个方针——“美化覆盖率”来衡量,所以,咱们见到了身边敏捷兴起的绿洲公园、人工湖泊,但是,是否这样简略的堆砌“绿色”便是真实的环保健康呢?答案明显是否定的。众所周知,很多栽培绿色植物的初衷在于经过绿色植物的光和效应吸收空气中的二氧化碳以净化空气质量,但是随之而来的问题便是——是否一切的绿色植物都具有相同的环保功用呢?明显并非如此。因而,与其盲目地制作绿洲,不如合理、有用地针对不同区域的环境情况有意图性地调配植物品种,因而怎么对美化环境中不同区域的环境参数进行感知与数据搜集就显得尤为重要,这便是本项意图立题布景。

1.5项目立异点

该项目最大的立异之处在与推翻了人们长时间以往关于绿洲制作功率的陈腐知道,即“唯覆盖率”论,过错、盲目地制作绿洲,单纯地以高覆盖率为方针,现在凭仗该项目,咱们期望将原先二维的数据分布图转换成三维结构的立题数据,行将不同区域的环境特性考虑在内,而且针对不同的美化品种归纳点评其美化作用,其间也将包含对空气质量、可吸入颗粒物等多种数据的搜集与点评作业。简而言之,行将“美化覆盖率”这一方针转化成“单位面积环境改进率”,立体地对各项环境方针作出检测。

该项意图另一大立异点在于运用无线网络感知技能完结对必定范围内数据的搜集采样作业。不同于传统的经过人工调查的数据搜集作业,本项目旨在经过以Zigbee与AVR为根底的无线传感网络来完结关于绿洲的环境数据监测作业,经过在区域内合理放置的监测节点,合作相关的节点互联程序,对环境情况施行施行监控,完整地计算出一段时间内详实、全面的监测数据。经过此类手法进行环保方面的探究与立异,在该范畴实属初次。

2.东西

2.1AVR32

AVR32 UC3闪存微操控器具有内置的DSP指令集,并运用三级管线型Harvard架构。该架构经专门规划,可优化从片上闪存的取指进程。该微操控是业界首个将单周期读/写SRAM 与一个直接的CPU接口集成在一起的内核,该接口越过体系总线,以取得更快的履行速度、周期决断和更低的功耗。

UC3系列微操控器具有 高达512KB闪存和64KB片上RAM,能够以业界最佳的功用/功耗比供给80 Dhrystone MIPS (DMIPS) 的处理功用。例如,新的AVR32 UC3B器材能够以 60MHz 的速率供给 72 Dhrystone MIPS (DMIPS) 的功用,包含真实的单周期MAC和DSP算法,且在电压 3.3V下, 电流只要40 mA。UC3B系列MCU的功耗仅低至 1mW/DMIPS,较具有相同功用的其它架构低3倍。运用3.3V单电源时,待机电流仅为30uA;运用双电源时 (1.8V/3.3V),待机电流低于15uA。

可用的外设包含以太网 MAC、全速 USB 器材和On-the-Go(OTG),以及一个外设DMA 操控器、多层高速总线架构、10位ADC、SPI、SSC、双线接口 (I2C兼容)、UART、通用定时器、脉宽调制器(PWM),以及一整套监控功用。

2.2Labview

LabVIEW(Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench)是一种图形化的编程言语的开发环境,它广泛地被工业界、学术界和研讨实验室所承受,视为一个规范的数据搜集和仪器操控软件。LabVIEW集成了与满意GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据搜集卡通讯的悉数功用。它还内置了便于运用TCP/IP、ActiveX等软件规范的库函数。这是一个功用强大且灵敏的软件。运用它能够方便地树立自己的虚拟仪器,其图形化的界面使得编程及运用进程都生动有趣。

图形化的程序言语,又称为“G”言语。运用这种言语编程时,基本上不写程序代码,取而代之的是流程图或框图。它尽或许运用了技能人员、科学家、工程师所了解的术语、图标和概念,因而,LabVIEW是一个面向终究用户的东西。它能够增强你构建自己的科学和工程体系的才能,供给了完结仪器编程和数据搜集体系的快捷途径。运用它进行原理研讨、规划、测验并完结仪器体系时,能够大大提高作业功率。

3.体系及软件框图

依据AVR单片机和无线传感网络为根底的3D环境监测体系规划

依据AVR单片机和无线传感网络为根底的3D环境监测体系规划

来历:EEFOCUS

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