資源簡介

(共15張PPT)
項目挑戰：教室環境實時監測系統
本課目錄
1.搭建信息系統的前期準備
2.智能終端的硬件搭建與程序設計
3.服務器端程序的開發及系統測試
教室環境實時監測系統
項目描述
秋冬是呼吸道疾病的高發期，教室空間狹小又相對密閉，而且教室人員密集，非常容易發生交叉感染。為了降低學生之間呼吸道疾病傳染的發生率，需要一款教室環境實時檢測系統，能夠實時檢測教室空氣質量情況，例如室內的溫濕度、光線等數據，并上傳相關信息，及時作出預警。
一個完整的信息系統構建需要經歷：
系統分析
概要
設計
詳細
設計
硬件
搭建
軟件
開發
系統
調試
1.搭建信息系統的前期準備
需求分析：教室環境實時檢測系統
項目 需求分析
系統目標
（要解決的問題） 通過信息系統的搭建，實時監測教室環境并進行及時預警
功能需求
（要實現的功能） 1. 利用智能終端結合相關傳感器，如溫濕度傳感器、光線傳感器等，實時檢測教室環境的各種指標
2. 通過串口采集各個傳感器的數據，實時上傳到 Web 服務器并保存在數據庫內，供后期分析
3. Web 頁面實時顯示各個傳感器上傳的數據，能根據各種需求直接生成在線實時圖表
4. 使用者可以對監測系統進行相關的設置，設定溫度、濕度等環境因素的臨界值，一旦某項指標超過所限定的臨界值，系統將自動報警
資源和環境需求
（需要的硬件設
備和軟件平臺） 硬件設備：micro：bit主板、擴展板、溫濕度傳感器 、光線傳感器、 IoT （物聯網） 模塊 、Web服務器
軟件平臺：Python IDE、BXY
可行性分析：教室環境實時檢測系統
項目 可行性分析
系統運行角度 使用者能較熟練地掌握計算機的基本使用方法和操作技能，對各種傳感器的功能有一定了解
技術角度 1.選擇先進的開發工具和開發平臺。服務器操作系統：微軟網絡操作系統；軟件開發工具：Python IDE、BXY
2.系統采用模塊化結構和規范化的代碼結構，使得系統具有通用性、可擴充性以及良好的可維護性。現有人員具有一定的軟件開發能力，具備搭建系統的條件
經濟角度 投資預算主要包括購買硬件和開發軟件的費用。硬件由終端設備和服務器等組
成。購置各種終端設備：傳感器、執行器、通信模塊、擴展板等。服務器完全用家用閑置PC機替代，無須購置。軟件則由使用者自主編寫，無須購買
社會意義 如果系統運行良好，可實時監測教室內的環境在一天、一周甚至一個月的變
化，自動控制和改善教室內的環境，提高同學們的健康指數
功能設計：教室環境實時檢測系統
項目 功能設計
開發模式的選擇 □C/S模式 √ B/S模式
模塊名稱 實現的功能描述
室內溫度采集 利用溫濕度傳感器、光線傳感器采集教室內的數據
數據傳輸 將采集的數據利用WIFI （物聯網） 模塊進行傳輸
數據存儲 在Web服務器端將傳輸的數據進行存儲
數據讀取與顯示 在Web服務器端讀取存儲的數據并在瀏覽器Web頁面中顯示
數據圖形化顯示 在Web服務器端將讀取的數據通過圖表方式顯示在Web頁面中
主要任務分工和實施步驟
分工序號 1 2 3 4 5
主要任務 室內溫度采集 數據傳輸 數據存儲 數據讀取與顯示 數據圖形化顯示
負責人 學生A 學生B 學生C 學生D 學生E
分任務的具體實施步驟
1. 將溫度傳感器與智能終端進行連接
2. 利用USB連接線將智能終端與電腦進行連接
3. 在BXY環境中編寫代碼
（1） 讀取溫度傳感器端口的模擬值
（2） 將該模擬值轉換為相應的溫度值
（3） 利用智能終端的LED屏或串口輸出該溫度值
（4） 比較其他溫度測量設備，并修改相應的轉換公式
2.智能終端的硬件搭建與程序設計
詳細的設備清單
序號 設備名稱 數量 設備參數 設備作用
1 網絡模塊 1 WIFI物聯網模塊 連接Web服務器，傳輸數據
2 智能終端 1 micro：bit 采集傳感器數據
3 擴展板 1 提高連接的穩定性，默認情況下
micro：bit要用鱷魚夾來連接，既
不方便，也不穩定
4 溫濕度傳感器 1 模擬傳感器 采集數據
5 光線傳感器 1 模擬傳感器 采集數據
6 服務器 1 PC機或筆記本電腦 Web服務，存儲采集到的數據
7 路由器 1
設備和智能終端的連接情況
序號 設備名稱 設備參數 連接端口
1 網絡模塊 WIFI物聯網模塊 P8/P12端口
2 溫濕度傳感器 模擬傳感器 P0
3 光線傳感器 模擬傳感器 P2
3.服務器端程序的開發及系統測試
1.根據本項目的目標，Web服務器運行拓撲圖如下圖所示：
服務器搭建
課堂小結
1.搭建信息系統的前期準備
2.智能終端的硬件搭建與程序設計
3.服務器端程序的開發及系統測試
教室環境實時監測系統

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