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物联网技术技能点分析战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育目录1.2案例-奥体项目概述1.1走进物联网1.3案例-奥体项目需求分析1.5开发环境搭建1.4案例-奥体项目概要设计战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育1.1物联网简介物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“Internetofthings（IoT）”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；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，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育1、传感器技术：这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。2、RFID标签：也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。3、嵌入式系统技术：是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。物联网应用中有三项关键技术：战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育简单的说，M2M是将数据从一台终端传送到另一台终端，也就是就是机器与机器（MachinetoMachine）的对话。从广义上M2M可代表机器对机器（MachinetoMachine）人对机器（MantoMachine）、机器对人（MachinetoMan）、移动网络对机器（MobiletoMachine）之间的连接与通信，它涵盖了所有实现在人、机器、系统之间建立通信连接的技术和手段。M2M简介：战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育1、家庭应用领域：日常水、电和煤气计量仪表，利用M2M器件实现自动抄表，并整合GPRS模块和CDMA模块，作为数据的远程传输通路，直接与银行服务商的计费系统联网，代替人力。2、零售和支付领域：目前，基于手机业务的电子支付系统已广泛应用，使用移动通信模块进行日常消费也是一种不错的选择。3、物流运输行业：利用移动通信网络覆盖面广的特点，实现订单查询与管理、运输安排、交接与支付系统控制等功能，在服务速度、服务质量和服务灵活性方面提高很多。以下为具体例子：战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育感知层：感知层是物联网的核心，是信息采集的关键部分，感知层位于物联网三层结构中的最底层，其功能为“感知”，即通过传感网络获取环境信息；网络层：其功能为“传送”，即通过通信网络进行信息传输，网络层作为纽带连接着感知层和应用层，它由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网等组成，相当于人的神经中枢系统，负责将感知层获取的信息，安全可靠地传输到应用层，然后根据不同的应用需求进行信息处理；应用支撑层：物联网和用户的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用；总结下物联网层次结构：战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育应用层：就是用户直接使用的各种应用，如智能操控、安防、电力抄表、远程医疗、智能农业等等。接下来我们通过一张图来诠释：战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育目录1.2案例-奥体项目概述1.1走进物联网1.3案例-奥体项目需求分析1.5开发环境搭建1.4案例-奥体项目概要设计战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育奥体中心项目概述一、项目名称项目全称：奥体中心协同管理系统。本书中将简称为奥体中心项目。二、项目背景第一届全国青年运动会将于福州海峡奥体中心举行。奥体中心体育场包含有足球场、游泳馆、羽毛球馆、篮球场、网球场等。届时，以福州为主，泉州、厦门、漳州等市为辅的赛区，将完成26个大项、30个分项、306个小项的比赛，包括港澳台在内80多个参赛城市、82个代表团参加。为了实现奥体中心管理更加高效、安全、便捷，决定利用物联网技术来解决传统管理方式存在的缺陷，让各项比赛能顺利进行，并给来自全国各地的参赛团带来更好的服务和体验。战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育目录1.2案例-奥体项目概述1.1走进物联网1.3案例-奥体项目需求分析1.5开发环境搭建1.4案例-奥体项目概要设计战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育需求分析一、任务描述在本任务中，我们要基于项目背景，研究用户需求，理解并确认用户软件功能需求，建立可确认的、可验证的一个基本依据，形成需求分析报告。二、任务分析需求分析是整个项目设计的开端，一个项目的成功软件需求分析是关键的一步。软件需求分析应尽量提供软件实现功能需求的全部信息，使得软件设计人员和软件测试人员不再需要与需求方接触。战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育三、知识准备1、什么是需求分析？2、需求分析的特点1）供需交流困难2）需求动态化3）后续影响复杂3、需求分析的具体内容四、任务实施1、需求概述战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育2、系统结构根据初步分析，我们可以将奥体中心协同管理系统分解成一下几个子系统：场馆门禁管理子系统场馆刷卡验证子系统场馆安防管理子系统保安安防移动子系统奥体场馆导览子系统餐厅环境监控子系统其中门禁管理子系统、刷卡验证子系统、安防管理子系统是Windows应用，安防移动子系统、导览子系统，餐厅环境监控子系统是Android移动应用。战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育3、系统功能需求1）场馆门禁管理子系统2）场馆刷卡验证子系统3）场馆安防管理子系统4）保安安防移动子系统5）奥体场馆导览子系统6）餐厅环境监控子系统4、软硬件和其他外部接口需求战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育1）用户界面如图1.2所示。图1.2门禁管理发卡程序战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育图1.3刷卡验证程序战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育图1.4进场记录战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育图1.5安防管理程序战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育图1.6保安移动客户端战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育图1.7场馆导览移动客户端战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育图1.8足球场战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育图1.9餐厅环境监控与排队预约子系统战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育2）硬件需求这里不列出详细的配置清单，附上硬件配置采购原则：高性能原则可靠性原则可扩展性原则安全性原则可管理性原则战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育3）接口需求系统建设采用先进的成熟技术，建立严密、体系化的系统管理、应用平台，应具有良好的分层设计，整体系统扩充性能良好，能够根据业务的发展或变更，在保持现有业务处理不受影响的前提下，具有持续扩充功能、适度变化的能力。系统提供WebServices接口，通过SOAP可以方便的与客户现用系统进行集成，交换的文件信息采用规范的JSON格式，可以很方便地与其他系统进行信息交换，以满足信息化不断发展和系统集成需要。战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育4）通讯需求系统采用httpssl通信安全或加密、数据传输速率和同步通信机制。对于客户端与服务器交互的数据，使用安全套接子层（SSL,SSL加密传输主要是针对WEB的数据传输，基于重要信息的传输安全考虑而设计的。）进行信息交换，并在客户移动终端和服务器之间进行重要信息的交换。战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育目录1.2案例-奥体项目概述1.1走进物联网1.3案例-奥体项目需求分析1.5开发环境搭建1.4案例-奥体项目概要设计战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育系统概要设计一、任务描述在本任务中，我们要在需求分析的基础上，对奥体中心项目进行系统概要设计，并形成系统概要设计报告。二、任务分析先前的软件需求分析阶段，已经搞清楚了“要解决什么问题”，并输出了系统需求分析报告。现在进入概要设计阶段，重点说清楚“总体实现方案”，确定软件系统的总体布局，各个子模块的功能和模块间的关系，与外部系统的关系，并输出概要设计报告。三、知识准备1、什么是概要设计？战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育2、概要设计的主要任务是什么？软件概要设计阶段要做的事情是什么呢？总的来看有四个方面。设计软件系统结构在需求分析阶段，已经把系统分解成层次结构，而在概要设计阶段，需要进一步分解，划分为模块以及模块的层次结构。划分的具体过程是：1）采用某种设计方法，将一个复杂的系统按功能划分成模块。2）确定每个模块的功能。3）确定模块之间的调用关系。4）确定模块之间的接口，即模块之间传递的信息。5）评价模块结构的质量。战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育数据结构及数据库设计编写概要设计文档评审四、任务实施根据对项目进行概要设计后，形成概要设计报告，奥体中心项目的概要设计报告目录如图1.10所示。概要设计报告的完整版本可以在本书光盘中找到。战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育图1.10概要设计报告目录战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育1、业务描述1）场馆门禁管理子系统完成奥体场馆管理端发卡程序，使用桌面高频读写器完成发卡操作，发卡成功后将数据保存到数据库。其中发卡内容包括卡号、次数、日期。2）场馆刷卡验证子系统用户进入场馆时，使用分发得到的卡片作为入场凭证，系统验证卡片的卡号、次数、日期，如果验证成功，系统对用户进行拍照，并将拍照的图片数据保存到数据库，同时提示用户验证通过可以进入奥体场馆。战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育3）场馆安防管理子系统使用红外对射、火焰、烟雾等物联网传感设备，实现场馆的安防管理系统，当红外对射检测到有非法入侵，或者检测到有火焰、烟雾时报警灯闪烁，系统通过Socket通讯方式通知保安安防移动子系统，安防移动系统接到通知后，可关闭报警灯。4）保安安防移动子系统基于android客户端实现监听场馆安防管理子系统发送的警情，实现保安对场馆的实时防卫。5）奥体场馆导览子系统实现对奥体主要场馆的android移动端导览参观，获取ZigBee四通道温湿度值的显示，用户使用导览客户端在进入每个场馆时，都会对该场馆进行语音介绍等功能。战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育6）餐厅环境监控子系统餐厅环境监控子系统包含于奥体场馆导览系统中，通过ZigBee协议完成对相关ZigBee传感器数据的获取。2、系统结构图如图1.11所示。战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育图1.11系统结构图战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育3、系统用例图如图1.12所示。图1.12系统用例图战略性信息产业教育服务提供商联世界育未来——创新物联教育4、物理