1、課程設計說明書課程名稱： 物聯網感知與通信綜合實訓 課程設計題目： 嬰幼兒看護管理系統 專 業： 物聯網工程 班 級： 5班 姓 名： 張三 學 號： 215468563 山 東 科 技 大 學2016年 2 月 22 日指導教師評語成績： 指導教師（簽章）：年月日目 錄1需求分析說明211背景212術語213功能314模塊簡介32概要設計說明52.1模塊調用圖52.2 系統編碼使用的類53詳細設計說明71 圖形主界面72 串口模塊73 溫濕度光照模塊84 電機模塊85 振動模塊86 PWM光照模塊94調試分析104.1 硬件準備104.2 軟件準備104.3 實驗結果分析105課程設計總結1

2、21需求分析說明11背景21世紀是信息時代，各種新技術推動了人類文明的進步。 正是因為通信技術、計算機技術、網絡技術、控制技術的迅猛發展與提高，促使了家庭實現了生活現代化，居住環境舒適化、安全化。這些高科技已經影響到人們生活的方方面面，改變了人們生活習慣，提高了人們生活質量，家居智能化也正是在這種形勢下應運而生的。隨著社會的發展，父母越來越重視孩子在嬰幼兒時期的成長發育，在照看嬰兒方面需要投入更多的時間和經歷，在現代社會快節奏的生活工作壓力下往往會感到力不從心。而現在生活中存在著再多的不可預見因素影響著嬰幼兒的健康成長，孩子的體型在發育階段，70%的時間都是在床上度過的。為了減輕父母在育兒時期

3、的負擔，同時提高育兒質量，針對普通育兒床存在的功能單一、性能簡單、幾乎不具備只能監測及控制功能。因此設計了一塊運用于智能嬰兒車的的智能嬰兒看護系統，適合家長不在身邊時對嬰兒實行智能看護的功能，給嬰兒提供一個更加舒適安全的環境。12術語 物聯網：即The Internet of things。顧名思義，物聯網就是物物相連的互聯網。這有兩層意思：其一：物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡；其二：其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。 傳感器：一種監測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定的規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出

4、，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。 Zigbee技術：ZigBee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議。根據國際標準規定，ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。這一名稱（又稱紫蜂協議）來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網絡。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。ZigBee是一種低

5、速短距離傳輸的無線網絡協議。ZigBee協議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網絡層(NWK)、應用層(APL)等。其中物理層和媒體訪問控制層遵循IEEE 802.15.4標準的規定。13功能本系統為智能嬰幼兒看護管理系統。主要有控制電機的前轉、后轉和保持狀態，來控制遮光系統的開關的狀態維持。有監測溫度、濕度和光照的模塊，來控制遮光系統的開關的狀態維持。以及監測震動的震動模塊來監測嬰兒是否醒來以及觸碰到了管理系統設置的觸碰塊，在管理系統中顯示出嬰兒此時的狀態。數據庫模塊用來存儲檢測到的各項數據，以便用來對嬰幼兒的生活狀態的統計。以下是各功能模塊的具體功能

6、描述：1.打開串口2.關閉串口3.打開遮光系統4.關閉遮光系統5.顯示光溫濕數據6.燈光控制（分為熄滅，1級，2級，3級，4級，5級）7.顯示振動模塊狀態8.數據庫管理模塊14模塊簡介1.4.1串口模塊 串口模塊是所有模塊的核心。主要功能是聯系各個傳感器，組網，將其聯通并協調各個模塊工作。 1.4.2遮光系統模塊 用來模擬一些電器或者電動窗簾的電機，在光照需要改變的時候可以調用電機來操作。 1.4.3PWM燈光模塊 燈光模塊用來實現柔和光照的補強，在檢測到的光照需要柔和日光進行補充的時候，可以分級調節燈光照明。 1.4.4溫濕度光照模塊 監測嬰兒存在的環境中的溫度、濕度、光照等物理量的數值在圖

7、形界面中顯示，以便家長觀察記錄數據。 1.4.5shake振動系統 本模塊固定在嬰兒車中選定好的位置，在嬰兒睡醒或者爬動觸碰到該模塊時在圖形界面中顯示出感受到的振動信息，以便家長及時的做出反應。 1.4.6圖形界面子模塊 圖形界面子模塊的主要功能是顯示圖形界面，以便用戶通過按鈕來控制開關。2概要設計說明2.1模塊調用圖模塊調用圖如圖1所示。圖形模塊串口模塊電機模塊遮光模塊PWM燈光模塊振動模塊圖1 模塊調用圖2.2 系統編碼使用的類3詳細設計說明1 圖形主界面MainWindow:MainWindow(QWidget *parent) : QMainWindow(parent), ui(new

8、 Ui:MainWindow) ui->setupUi(this); ui->btn_close_serial->setStyleSheet(BACKGROUND_COLOR_GREEN); ui->btn_motor_stop->setStyleSheet(BACKGROUND_COLOR_GREEN); ui->btn_pwm_close->setStyleSheet(BACKGROUND_COLOR_GREEN); ui->lcd_humi->setNumDigits(8); ui->lcd_humi->setPalett

9、e(Qt:black); ui->lcd_temp->setNumDigits(8); ui->lcd_temp->setPalette(Qt:black); ui->lcd_lig->setNumDigits(8); ui->lcd_lig->setPalette(Qt:black); ui->text_log->setReadOnly(true); ui->horizontalSlider_pwm->setRange(1, 9); ui->horizontalSlider_pwm->setTickPosit

10、ion(QSlider:TicksRight); ui->horizontalSlider_pwm->setPageStep(1); pe_black.setColor(QPalette:WindowText,Qt:black);2 串口模塊void MainWindow:on_btn_open_serial_clicked() ui->btn_open_serial->setStyleSheet(BACKGROUND_COLOR_GREEN); ui->btn_close_serial->setStyleSheet(BACKGROUND_COLOR_BLA

11、CK); if(serial_server->openCom() emit addLog("open serial port success"); else emit addLog("open serial port failed");void MainWindow:on_btn_close_serial_clicked() ui->btn_close_serial->setStyleSheet(BACKGROUND_COLOR_GREEN); ui->btn_open_serial->setStyleSheet(BACKG

12、ROUND_COLOR_BLACK); if(serial_server->closeCom() emit addLog("close serial port success"); else emit addLog("close serial port failed");3 溫濕度光照模塊void MainWindow:updateTempHumiLig() ui->lcd_temp->display(temp_humi_light->getTemperature(); ui->lcd_humi->display(te

13、mp_humi_light->getHumidity(); ui->lcd_lig->display(QString:number(temp_humi_light->getLight(), 'f', 1); if(temp_humi_light->getLight()>=700) on_btn_pwm_close_clicked(); on_btn_motor_b_clicked(); sleep(3); on_btn_motor_stop_clicked(); if(temp_humi_light->getLight()<=60

14、0) on_btn_pwm_open_clicked(); on_btn_motor_f_clicked(); sleep(3); on_btn_motor_stop_clicked(); 4 電機模塊void MainWindow:on_btn_motor_f_clicked() ui->btn_motor_f->setStyleSheet(BACKGROUND_COLOR_GREEN); ui->btn_motor_b->setStyleSheet(BACKGROUND_COLOR_BLACK); ui->btn_motor_stop->setStyle

15、Sheet(BACKGROUND_COLOR_BLACK); motor->setState(1); emit addLog(QString:number(serial_server->writeToSerial(Motor:MSG_MOTOR_FORE);5 振動模塊else if(msg3 = 0x03 && msg4 = 0x01) if(msg5 = 0x01) shake->setState(1); ui->label_shake->setPalette(pe_red); ui->label_shake->setText(&q

16、uot;shake"); else if(msg5 = 0x00) shake->setState(0); ui->label_shake->setPalette(pe_black); ui->label_shake->setText("no shake"); 6 PWM光照模塊void MainWindow:onPwmValueChange(int value) pwm->setRange(value); if(pwm->getState()/如果是打開的，發送消息改變值 unsigned char range = Pw

17、m:RANGEvalue; Pwm:MSG_PWM4 = range; Pwm:MSG_PWM5 = 0x50 + range; serial_server->writeToSerial(Pwm:MSG_PWM); 4調試分析4.1 硬件準備 將程序全部燒到對應的傳感器后，用串口調試助手進行監測，代碼燒的是否正確，以及傳感器是否能夠使用。如下圖所示：40100106AA表示電機傳感器可以正常使用；40100109AA表示PWM調光傳感器可以正常使用；40100103AA表示振動傳感器可以正常使用；40100107AA表示觸摸傳感器可以正常使用。4.2 軟件準備 為了實現對電機和PWM調光

18、傳感器的控制，我們需要向串口中發送命令：“400601060a57”是電機正轉指令，“400601060c59”是電機停止指令;“400601090959”是開燈指令，“400601090050”是關燈指令；（使用不同的指令可實現調整燈的亮度問題） 若串口返回“40070107010151”表示有觸摸，在此系統中則表明用戶的貴重物品有被盜的可能，若串口返回“40070107010050”表示無觸摸，則表示物品安全。4.3 實驗結果分析 分析：可實現智能自動操作。當光照到達一定強度時，電機正轉，即打開窗簾等遮光系統，關閉PWM燈來減弱光照。當光照弱于一定強度時，電機反轉，打開窗戶，把光照提高。同

19、時打開PWM燈來增強光照。當嬰兒觸碰到震動模塊時，在程序中會有所顯示。以提醒父母來照看孩子。5課程設計總結通過這次物聯網感知綜合實訓設計，使我對軟件的界面設計有了一個比較深刻的了解，對各種內部排序方法的性能有了清晰的認識，使我感覺到到，一個優秀的軟件，不僅僅是可以運行的，更應該具有人性化的界面，協調的布局，合理的結構，良好的性能和一定的容錯性。一個人要完成所有的工作是非常困難和耗時的。在以后的學習中我會更加注意各個方面的能力的協調發展，選擇一兩門技術進行深入研究，成為一個既可以統籌全局，又有一定技術專長的優秀的程序開發人員。課程設計是培訓學生運用本專業所學的理論知識和專業知識來分析解決實際問題的重要教學環節，是對所學知識的復習和鞏固。同樣，也促使了同學們的相互探討，相互學習。因此，我們必須認真、謹慎、踏實、一步一步的完成設計。自己獨立的完成一個項目，我相信