物联网感知与通信综合实训

课程设计说明书

课程名称：物联网感知与通信综合实训课程设计题目：婴幼儿看护管理系统

专业：物联网工程班级：5班

姓名：张三学号：*********

山东科技大学

2016年 2 月 22 日

目录

1需求分析说明 (2)

1．1背景 (2)

1．2术语 (2)

1．3功能 (3)

1．4模块简介 (3)

2概要设计说明 (5)

2.1模块调用图 (5)

2.2 系统编码使用的类 (5)

3详细设计说明 (7)

1．图形主界面 (7)

2．串口模块 (7)

3．温湿度光照模块 (8)

4．电机模块 (8)

5．振动模块 (8)

6． PWM光照模块 (9)

4调试分析 (10)

4.1 硬件准备 (10)

4.2 软件准备 (10)

4.3 实验结果分析 (10)

5课程设计总结 (12)

1需求分析说明

1．1背景

21世纪是信息时代，各种新技术推动了人类文明的进步。正是因为通信技术、计算机技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高，促使了家庭实现了生活现代化，居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，改变了人们生活习惯，提高了人们生活质量，家居智能化也正是在这种形势下应运而生的。

随着社会的发展，父母越来越重视孩子在婴幼儿时期的成长发育，在照看婴儿方面需要投入更多的时间和经历，在现代社会快节奏的生活工作压力下往往会感到力不从心。而现在生活中存在着再多的不可预见因素影响着婴幼儿的健康成长，孩子的体型在发育阶段，70%的时间都是在床上度过的。为了减轻父母在育儿时期的负担，同时提高育儿质量，针对普通育儿床存在的功能单一、性能简单、几乎不具备只能监测及控制功能。因此设计了一块运用于智能婴儿车的的智能婴儿看护系统，适合家长不在身边时对婴儿实行智能看护的功能，给婴儿提供一个更加舒适安全的环境。

1．2术语

物联网：即The Internet of things。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一：物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络；其二：其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。

传感器：一种监测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定的规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

Zigbee技术：ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称（又称紫蜂协议）来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4

标准的规定。

1．3功能

本系统为智能婴幼儿看护管理系统。主要有控制电机的前转、后转和保持状态，来控制遮光系统的开关的状态维持。有监测温度、湿度和光照的模块，来控制遮光系统的开关的状态维持。以及监测震动的震动模块来监测婴儿是否醒来以及触碰到了管理系统设置的触碰块，在管理系统中显示出婴儿此时的状态。数据库模块用来存储检测到的各项数据，以便用来对婴幼儿的生活状态的统计。以下是各功能模块的具体功能描述：

1.打开串口

2.关闭串口

3.打开遮光系统

4.关闭遮光系统

5.显示光温湿数据

6.灯光控制（分为熄灭，1级，2级，3级，4级，5级）

7.显示振动模块状态

8.数据库管理模块

1．4模块简介

1.4.1串口模块

串口模块是所有模块的核心。主要功能是联系各个传感器，组网，将其联通并协调各个模块工作。

1.4.2遮光系统模块

用来模拟一些电器或者电动窗帘的电机，在光照需要改变的时候可以调用电机来操作。

1.4.3PWM灯光模块

灯光模块用来实现柔和光照的补强，在检测到的光照需要柔和日光进行补充的时候，可以分级调节灯光照明。

1.4.4温湿度光照模块

监测婴儿存在的环境中的温度、湿度、光照等物理量的数值在图形界面中显示，以便家长观察记录数据。

1.4.5shake振动系统

本模块固定在婴儿车中选定好的位置，在婴儿睡醒或者爬动触碰到该模块时在图形界面中显示出感受到的振动信息，以便家长及时的做出反应。

1.4.6图形界面子模块

图形界面子模块的主要功能是显示图形界面，以便用户通过按钮来控制开关。

2概要设计说明

2.1模块调用图

模块调用图如图1所示。

图1 模块调用图

2.2 系统编码使用的类

3详细设计说明

1．图形主界面

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :

QMainWindow(parent),

ui(new 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->setPalette(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->setTickPosition(QSlider::TicksRight);

ui->horizontalSlider_pwm->setPageStep(1);

pe_black.setColor(QPalette::WindowText,Qt::black);

2．串口模块

void MainWindow::on_btn_open_serial_clicked()

{

ui->btn_open_serial->setStyleSheet(BACKGROUND_COLOR_GREEN);

ui->btn_close_serial->setStyleSheet(BACKGROUND_COLOR_BLACK);

if(serial_server->openCom())

emit addLog("open serial port success");

else