基于zigbee技術的福利院看護系統 軟件工程 （課程） 需求規格說明書項目名稱 基于zigbee技術的福利院看護系統 學 院 信息科學與技術學院 專業班級 軟件工程六班 小 組 第五小組 組 長 張兵 任課教師 趙定遠 2012 年 11 月 20日版本記錄：版本號日期描述作者1.02012-11-17第五組2.02012-11-20第五組項目組成員 班級 學號 聯系方式 分工張兵(組長) 6 201010414622功能實現、數據庫、詳細設計 任熙 6 201010414612數據處理、定位模塊、總體設計 林陽 6 201010414621前臺、美工、詳細設計 余倩 6 201010414608美工、需求分析、文檔整理 鄧益涵 6 201010414623前臺、可行性分析、建模圖 祝躍麗 6 201010414635功能實現、文檔整理、需求分析 王宏雷 6 201010414631說明文檔、詳細設計 楊曉明 6 201010414601PPT、說明文檔、總體設計軟件工程是計算機相關本科專業的一門必修課程，該課程從全局的、系統的角度，對項目實施的環節進行了詳細的分析，利用管理學的原理，對項目實施過程中的流程域進行了梳理，讓相關專業的學生對工程項目的實施有一個較全面的了解，為以后的專業發展打下了良好的基礎。本課程的任務：根據軟件項目的特點，結合課程的內容以項目實施為主線，以組建的項目組為單位，通過對項目實施過程階段性成果的總結，形成相應的工程技術文檔，工程技術文檔的格式以小組為單位，通過“做中學”和“項目實踐”教學模式提高學生的工程化素質。以課程知識指導課程實踐，做到理論與實際相結合，完成對一個系統集成項目方案設計實施過程的感受和體驗，把理論學習與工程化實踐相結合。課程要求：以理論學習為指導，把理論知識與項目實踐的各實施環節結合。建立項目小組，以具體項目開發流程的實施為載體，結合項目管理課程相關內容，在項目實施環節中感受和領會項目管理的實質和內涵。評審意見： 評審人： 年 月 日姓名階段成績結項成績總評成績 任課教師：成績評定:對項目管理課程，需要通過項目實施去體驗，項目實施強調團隊協作，因此成績評定以項目文檔、團隊展示效果進行評價，具體從三個方面進行考評：1）階段個人展示、回答問題2）文檔的邏輯規范性、語言表達、格式3）項目驗收團隊展示評價4）總評成績=階段成績30%+結項成績70%目 錄目 錄31.1標識41.2系統概述41.3文檔概述71.4引用文檔71.5定義72系統總體功能需求72.1硬件總體功能需求82.2軟件總體功能需求123軟件需求說明133.1軟件的功能需求133.2軟件數據元素要求153.3安裝和操作要求173.4保密要求183.5人員性質/人員工程需求18引言1.1 標識標題基于Zigbee技術的福利院看護系統的項目需求規格說明書版本號2.0批審日期2012年11月20日軟件名稱基于Zigbee技術的福利院看護系統1.2 系統概述基于Zigbee技術的福利院看護系統是一種安全可靠的區分、識別在院老人，將管理系統中每個人的信息和現實中的每個人一一對應的智能化福利管理系統，從真正意義上實現監護管理信息化，步入“信息化福利管理系統”的途徑。系統由三個大模塊組成：后臺管理模塊、定位模塊（定位器、人員定位）、智能監護模塊。定位模塊采集受控人員狀態，智能監護模塊實時采集人員定位信息和人員狀態信息、通過無線傳輸數據模塊傳給監護指揮中心；監護指揮中心存儲、處理傳輸來的數據，并合成圖形操作界面，數據存儲進數據庫。后臺管理模塊：主要分成兩大部分，一是數據庫管理，二是人員管理。數據庫管理主要是存儲管理人員信息，和老人的基本信息。人員管理包括看護人員的工作安排，和后臺管 理人員（系統管理人員），對系統的維護，以及對老人的信息的增、刪、改等人員定位管理系統式采用目前最先進的Zigbee無線識別技術，針對福利院老人情況與監護的需求，專門設計開發的一套軟硬件結合的應用系統。該系統可使管理人員實時掌握福利院內各個樓層區域老人的詳細信息機數目，有效防止老人獨自活動時間的意外情況發生，減少突發狀況老人無法及時呼救的幾率，在遇到突發時間是能夠迅速定位老人的所在位置，最大限度的保障福利院老人的人身安全。智能監護模塊分為兩個部分：無線傳輸數據和數據處理。無線傳輸數據又分為老人信息與老人主動報警功能。數據處理分為自動報警與數據分析存檔功能。腕式終端采用電子卡與老人病歷相結合，自成一體。本文檔描述軟件適用于WINDOWS與LINUX系統。1.3 文檔概述 本文檔供福利院看護人員閱讀，內容主要包括本文檔那個描述系統的硬件及軟件功能需求，軟件的外部接口/內部接口需求及軟件安裝要求及操作說明等?？醋o人員可從本文檔中獲得本軟件需求方面的信息，可根據已有需求信息更改所需的其它要求。1.4 引用文檔基于Zigbee技術的福利院看護系統詳細設計說明書1.5 定義Zigbee：Zigbee是一種低速短距離傳輸的無線網絡協定，底層是采用IEEE802.15.4 標準規范的媒體存取層與實體層。主要特色有低速、低耗電、低成本、支援大量網絡節點、支援多種網絡拓撲、低復雜度、快速、可靠、安全。Zigbee協定層從下到上分別為實體層（PHY）、媒體存取層（MAC）、網絡層（NWK）、應用層（APL）等。2 系統總體功能需求本系統采用目前最先進的Zigbee無線技術，結合智能卡、傳感器及嵌入式系統技術，針對福利院老人情況管理與監護的需求專門設計開發的一套軟硬件結合的實用系統。系統可使管理人員實時掌握福利院內各個區域老人的狀況，有效防止老人獨自活動時間的意外情況發生，減少突發狀況老人無法及時呼救的幾率，最大限度的保障福利院老人的人身安全。另外，系統還能實現自動傳輸老人血壓、脈搏、體溫等數據，大大降低監護管理人員的工作強度，在遇到突發事件時能夠迅速定位老人的所在位置。本系統需要清楚的將每個老人的信息錄入腕式終端，且需要連接終端電腦上，方便工作人員即使監控。腕式終端需建立一個數據庫錄入老人信息，老人信息包括名字、性別、年齡、病歷（默認為否）、ID、原籍、家人聯系方式。腕式終端需要隨時監控老人的血壓、脈搏、體溫等數據，及時上傳到看護系統。如果看護系統所接收的數據超過了生理學上的安全值段，則立即報警提示看護人員。如果在安全值段內，便自動以小時為單位算出最高值和最低值，然后以天為單位累計每個小時的最高值與最低值求出平均值并存檔于病歷表，病歷表包括老人名字、ID、每天平均最高/低脈搏值、每天平均最高/低血壓值、每天平均最高/低體溫值、年齡、病歷，其他的數據保存5天后自動清除。如果老人自身感覺不適，可以主動通過腕式終端報警，將信號發給終端電腦，醫護人員通過后臺了解病人所處位置和其身體情況，及時搶救病人。2.1 硬件總體功能需求門禁： 自動掃描通過老人的腕式終端，上傳老人位置，起到監護、定位老人的作用。定位器： 用于接收其控制覆蓋范圍內所有標簽上報的信息，經內部處理后通過有線或無線方向傳送到骨干網絡，內部采用高集成度Zigbee微功耗無線模塊 定位覆蓋可達100M，與中心無線通訊可達1000M，加定向天線可根據實際應用區域調節信號覆蓋范圍 自動可定時回報設備狀態信息。用于設備故障檢測 定位讀卡器與中心基站間可采用無線組網，可提供RS485或RS232有線接口 采用嵌入式系統設計，脫離網絡也可獨立工作 可內嵌繼電器輸出模塊，用于門禁控制 中心基站： 一般于定位控制器、無線網絡節點、無線網絡控制器 內置高性能單片機或ARM9處理器集成Zigbee微功耗無線模塊，滿足大數據量處理和轉發 采用有線或是無線方式連接屬下定位讀卡器單元 單站覆蓋范圍可達1000M，可根據實際應用區域調節信號覆蓋范圍 無線中心基站可采用無線自組網，數據接力傳遞 無線中心基站采用RS232、RS485、網線或是光纖方式連接到后臺計算機 腕式終端： 2.4G免費頻段，自動定時回報狀態信息,通訊距離最大100M 采用高強度防水耐磨ABS塑料，方便重復使用 電池容量低壓時主動上報低電壓信息 采用設計精巧的無線智能芯片，低功耗設計，健康環保 結合門禁系統感應芯片，上傳老人位置信息。 集成加裝震動傳感器，對老人日?；顒訝顟B通過Zigbee網絡采集并傳輸 報警按鈕設計，如果老人感覺不適可按動報警按鈕提示工作人員前往救護 2.2 軟件總體功能需求 定位模塊：主要分成兩大部分，一是室內定位，二是室外定位。室內定位是指老人進入房間內，由于在室內不能夠準確的定位，改換為視頻監控和門禁卡并用，充分監護老人的狀態。室外定位是指老人在房間外進行活動，利用Zigbee技術的無線傳輸數據定位老人的位置。 后臺管理模塊：主要分成兩大部分，一是數據庫管理，二是人員管理。數據庫管理主要是存儲管理人員信息，和老人的基本信息。人員管理包括看護人員的工作安排，和后臺管理人員（系統管理人員），對系統的維護，以及對老人的信息的增、刪、改等 智能監護模塊：包括兩部分，一是數據傳輸，二是數據處理。數據傳輸老人的動態信息。數據處理分兩個情況，一是老人的情況正常，取老人一天24小時的血壓，脈搏，體溫的平均最高和最低值存入數據庫。二是老人的情況不正常，首先是分析數據是否正常，然后進行自動報警，將老人的動態信息發送到數據庫。3 軟件需求說明針對現有的福利院看護系統，對于不同的業務需求，用戶需求和功能需求，我們需求總結如下：福利院看護系統是采用目前最先進的Zigbee 無線識別技術，針對福利院看護的需求，專門設計開發的一套軟硬件結合的應用系統，是一種安全可靠的對于福利院中的信息化智能化以及對于老人的位置信息和狀態信息進行實時的智能管理系統，從真正意義上實現大型福利院信息管理系統集中統一信息化管理，能夠提高大型福利院系統的科學管理水平。3.1 軟件的功能需求3.1.1腕式終端無線定位腕式終端采用Zigbee無線技術，結合福利院地區地圖，將所在位置的坐標發送至終端電腦，終端電腦將接受的數據將老人位置顯示在地圖上，便于看護人員隨時了解到每個老人所在位置。3.1.2腕式終端無線傳輸數據 腕式終端內設一個人類身體數據（包括體溫、脈搏、血壓）的正常范圍值，采集到老人的身體數據后，如超出內設的正常范圍值，便自動報警，這種自動報警的工作是即時將老人當前所處位置的坐標連同老人的不正常數據發送至終端電腦，并在終端電腦上即時彈出一個報警提示，以便工作人員即時做出正確的應對措施。 如在腕式終端接收到的數據在正常范圍值內的情況下，老人覺得自身不適，需要醫護人員的時候，老人可手動報警，這種報警工作是老人手動按下腕式終端上的主動報警按鈕，腕式終端就會即時的把老人當前所處位置的坐標發送至終端電腦，并在終端電腦上及時彈出一個報警提示，以便工作人員根據具體情況即時做出正確的應對措施。3.1.3腕式終端自動處理數據 腕式終端采集到老人的身體數據（包括體溫、血壓、脈搏），如數據在正常范圍內，終端則以小時為單位，將三種數據的最高值和最低值記錄下來，其余的數據即刻流走，這樣減少了數據庫的數據量。然后腕式終端以天為單位將24小時內的三種數據的最高值及最低值取其平均值并記錄下來，自動存入老人的病歷表，其余的數據自動保存5天后清除，以便醫護人員日后參照老人的病歷表及身體數據變化情況醫治老人。3.1.4門禁卡與視頻監視 福利院會在每個房間及每棟樓的大門口安置門禁卡，門禁卡會同步老人腕式終端的數據，包括老人信息表。在每個老人進出房間時，門禁卡會記錄下這個行為。門禁卡會針對某個房間設置進出允許時間，比如寢室的作息時間，門禁卡會設置某個老人在具體的一段時間應當在相應的房間內，針對一些老人發生意外情況較多而醫護人員不方便監控的地方（如洗手間），門禁卡會設置時間限制，一旦老人進入時間超過設置的時間范圍，腕式終端會采取自動報警功能，此時腕式終端會結合門禁卡將老人當前所處位置的坐標及老人的身體數據和進入房間時間發送至終端電腦，以便看護人員結合具體情況做出正確有效的反應。在公共場所，如活動場所，娛樂室，食堂等地方，除了有門禁卡，還需安裝攝像頭以便醫護人員視頻監控，以防突發的事故。3.1.5數據庫設計 在系統中，數據庫會建立老人基本信息表、老人病歷表、看護人員信息表及監控數據動態信息表四個表。其中老人信息表包含ID號、名字、性別、年齡、戶籍、家人聯系電話；老人病歷表包含ID號、名字、年齡、病歷及腕式終端處理下的每天的脈搏、血壓、體溫的平均最高值與最低值 ；看護人員信息表包含ID號、名字、密碼、年齡、電話、就職時間；監控數據動態信息表包含ID號、名字及腕式終端即時采集到的血壓、脈搏、體溫值。建立四個表方便醫護人員記錄每個老人的身體情況，建立病歷。3.2 軟件數據元素要求CFNFN DT PK FK UKIs not null DVCommentIDID號int1唯一標示老人的name名字Varchar(32)老人的名字sex性別Char(2)1老人的性別age年齡long老人的年齡address戶籍Varchar(64)老人的原來的地址phone聯系電話Varchar(16)老人監護人的電話 CFNFN DT PK FK UKIs not null DVCommentname名字Varchar（32）老人的姓名IDID號int外鍵用來標示是哪個老人age年齡long老人的年齡DiseaseName病的名字Varchar(32)老人病的名字Pulse脈搏long老人的脈搏bloodPressure血壓long老人的血壓temperature溫度long老人身體的溫度 CFNFN DT PK FK UKIs not null DVCommentIDID號int1唯一標示看護人員的name名字Varchar(32)看護人員的名字password密碼Varchar（32）看護人員的密碼age年齡long看護人員的年齡phone電話long看護人員的電話hiredate就職時間data看護人員的就職時間 CFNFN DT PK FK UKIs not null DVCommentIDID號int1唯一標示老人的name名字Varchar(32)老人的名字Pulse脈搏long老人的平均脈搏bloodPressure血壓long老人的平均血壓temperature溫度long老人身體平均的溫度PulseMAX脈搏long老人的脈搏最大值bloodPressureMAX血壓long老人的血壓最大值temperatureMAX溫度long老人身體溫度最大值PulseMIN脈搏long老人的脈搏最小值bloodPressureMIN血壓long老人的血壓最小值temperatureM