軟件設計開題報告

時間：2021-02-10 09:33:03 開題報告我要投稿

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軟件設計開題報告

　　計算機作為一個高新技術產業，目前與我們日常生活緊緊聯系在一起。以下為大家帶來軟件的設計開題報告，歡迎大家閱讀！

軟件設計開題報告

　　一、設計(論文)綜述(題目背景、國內外相關研究情況及研究意義)：

　　1、題目背景：

　　水資源監測是水資源管理與保護的重要手段，我國水資源緊缺、水污染嚴重，如何高效、實時地獲取水環境參數、研究開發水環境監測新方法，已成為水環境管理與保護的一項重要任務。

　　無線傳感器網絡 WSN(Wireless Sensor Network)是將有感知能力、計算能力和通信能力的微小傳感器節點采用規則或隨機方式部署在監控區域，通過無線自組織和多跳的方式構成的分布式網絡。它集傳感器技術、嵌入式技術、現代網絡技術、無線通信技術和分布式信息處理技術于一體，以數據處理為中心，協作地感知、采集、處理和傳輸目標區域的監測信息并報告給用戶。它具有可快速部署、無人值守、功耗低和成本低等優點。

　　2、國內外相關研究情況：

　　在世界上我國屬于水資源貧乏國家, 對水資源的優化使用對我國實施可持續發展戰略具有十分重要的意義。強化對水資源環境的監控是一個長期的任務。常規水資源環境監測方法主要分為以下兩種:

　　(1)、利用便攜式水質監測儀人工采樣、實驗室分析的方式。該方式僅限于對河流、湖泊的幾個斷面采樣,采樣頻率從每月數次到每日數次。

　　(2)、采用由一個中央控制室和若干個監測子站組成的水環境自動監測系統對水環境參數進行自動連續監測, 數據遠程自動傳輸, 可以實時查詢所設站點的水環境參數[1]。

　　前者由于無法對水環境參數進行遠程實時監測, 存在水質監測周期長、勞動強度大、數據采集速度慢等問題, 不能很好地反映水環境的連續動態變化, 不易及早發現污染源并預警。后者能很好地解決水質監測周期長、勞動強度大、數據采集和傳輸速度慢等問題, 但由于有鋪設電纜和建立監測子站的施工要求, 因而存在對監測地點原有的生態環境影響大、系統投資成本高、監測水域范圍有限的缺點, 同時無法進行大面積布設監測子站、對每個小水域實施多點遠程實時監測。

　　基于無線傳感器網絡的水資源實時監測系統, 比較典型的國外代表有美國Heliosware公司的EMNET系統和澳大利亞CSIRO 的Fleck系統[2、3]。上述兩種系統可采集參數種類較少、不提供對水資源的視頻監測功能且通信速率低、產品體積較大、功耗較高, 目前僅適合用作研究, 尚不能作為實用系統在現場使用。國內已對基于無線傳感器網絡的水資源實時監測系統的一些關鍵技術進行了研究[4]。與傳統的監測法相比, 無線傳感器網絡具有對生態環境影響小、系統成本低等優點。

　　近些年來，無線傳感器網絡是國際上非常關注的、涉及到多個學科高度交叉、知識高度集中的熱點研究領域。目前，無線傳感器網絡的研究經過了兩個階段。第一階段主要是采用MEMS技術設計微型節點，代表性的研究成果是智能埃及SmartDus無線集成網絡傳感器WINS。第二階段是研究網絡問題。國外設計了很多套演示系統取得了一系列重大的理論研究成果。

　　在國外，Intel公司于20xx年發布了基于無線傳感器網絡的新型計算機發展戰略，主要研究無線傳感器網絡在醫學、森林防火、環境監測等方面的應用。在國內，很多科研機構和大學隊無線傳感器網絡都進行了相關方面的研究。有業內專家指出，中國掌握了物聯網(WSN的實際應用)的世界話語權，不僅表明我國在該領域上的技術領先，同時也在于中國式世界上少數能將WSN實現產業化的國家之一。

　　3、研究意義：

　　水資源是生命生存不可替代的自然資源，是生命支持系統之一，也是重要的環境要素。樓蘭古城的興起是由于豐富的羅布泊湖水的滋潤，富庶的樓蘭11萬平方米，人口達萬人，是樓蘭國的首邑，是我國古代一重鎮，也是絲綢之路南線必經之地。后來由于種種原因導致水資源衰竭，繁華的古城衰落，直至湮沒在茫茫的荒漠之下。

　　水資源危機究竟始于何時，目前學術界尚無公論。但是水資源危機引起了世界各國的關注與不安。我國是一個人口眾多，水資源絕對數量較高而相對數量較低的缺水國家。1988年7月1日《中華人民共和國水法》正式實施后，確立了每年水法宣傳周(簡稱為水周)，其目的就是通過這一活動，向公眾集中灌輸有關水資源開發利用與保護方面的知識和政策法規，以增強公眾節約水資源的意識。

　　我國的水資源價值理論受水資源是取之不盡，用之不竭的傳統價值觀念影響，造成了水資源長期被無償地開發利用，不僅造成了巨大的寶貴水資源浪費和對水資源非持續開發利用，同時對人類的生存及國民經濟的健康發展產生了嚴重的威脅。盡管近幾年來對此有所認識，采取了相應的行政或法律手段扭轉這種被動局面，但是，由于對水資源價值理論的研究不夠深入，致使所采取的措施缺乏廣泛的經濟社會基礎，最終結果是政府干預行為過于集中和強硬，市場行為和經濟杠桿的作用又過于薄弱，導致期望與現實相差甚遠。因此，水資源價值研究在持續利用水資源過程中具有重要的地位，是實現持續發展戰略一個組成部分，開展此方面的研究是十分必要的。

　　二、本課題研究的主要內容和擬采用的研究方案、研究方法或措施：

　　1、研究的主要內容：

　　根據無線傳感器網絡的基本理論和水資源監測的實際需求，設計基于無線傳感器網絡的水資源實時自動監測系統，能夠在線實時測量溫度、PH 值、電導率、濁度等參數的水資源監測系統，此系統在監測區域內采集相關數據，利用監測區域協調器節點和遠程監測中心(PC 機)之間的通信,把經過處理的測量結果動態地顯示出來。本課題完成系統上位機的軟件設計，由串口接收協調器節點送來的水資源監測數據，進行數據解析，提取出各個傳感器采集的數據并通過界面動態的顯示出來。

　　2、研究方案：

　　關于本次研究的課題，基于無線傳感網絡的水資源監測系統的設計，主要可分為三個部分，由于本次課題的研究只涉及上位機部分，即圖一中的虛線部分，主要設計上位機的軟件界面的設計部分，其中包括有串口接收數據，解包數據，以及顯示部分，其中的解包部分包括,將PH值，濁度，在線實時溫度，電導率和它們各自對應的數值一一對應起來，這部分主要涉及用Visual C++語言將其用軟件編程，并實現功能。

　　實現過程為：先初始化軟件，再設置軟件編輯界面，設置好界面后，開始接收由協調器經串口發送過來的數據，進而解包數據，接著處理數據，將PH值、實時測量溫度、濁度以及電導率的各組數據按照一定的要求計算好，顯示各組數據，最后結束程序。在這個過程中，實現了串口接收數據，解包數據，處理數據以及最后將數據動態的顯示出來，完成了本次研究的要求。

　　3、本課題研究的重點及難點，前期已開展工作：

　　要完成這次課題，即基于無線傳感器網絡的水資源監測系統的.設計上位機，需要完成的內容有：系統上位機的軟件設計、接收由串口協調器節點發送過來的水資源監測數據、進行接收數據的解析、提取出各個傳感器采集的數據并且通過界面動態的顯示出來。其中重點以及難點有：系統上位機的軟件設計，由于對上位機不是很了解，以前也沒有接觸過上位機，對它的功能，使用不了解，也沒有接觸過Visual C++語言，屬于初學者，會有一定的難度，既是重點也是難點;把接收到的數據進行數據分析，要進行合理的、有效的數據分析，是一個關乎本次課題成敗的重點;將提取出的數據通過界面動態的顯示出來，要通過一定的平臺來顯示，即要通過一定的硬件設施顯示，這就需要能夠正確的，有效的連接到所用的平臺，是研究的最后一道門檻，也是重點。

　　目前為止，已經開展的工作有，通過查詢相關資料以及通過互聯網了解到上位機的功能，以及它所需要的編輯工具-----Visual C++，對我來說這是一種新的語言，現在已經開始看有關C++方面的書，開始學習使用它一些簡單的使用方法。

　　4、完成本課題的工作方案及進度計劃(按周次填寫)：

　　第1-3周：查找借閱相關書籍資料,確定系統的總體方案，完成開題報告。

　　第4-9周：進行上位機軟件編程學習，軟件界面設計。

　　第10-11周：進行軟件設計、進行數據解析。

　　第12-15周：系統調試，驗證系統功能。

　　第16-17周：完成畢業論文,準備答辯。

　　注：

　　1、正文：宋體小四號字，行距22磅。

　　2、開題報告裝訂入畢業設計(論文)附件冊。

　　參考文獻：

　　1、任豐原，黃海寧，林闖.無線傳感器網絡.軟件學報，2003，14(7) 1282--1291