【正文】 .............................................. 39 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 40 致 謝 ..................................................................................................... 41 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 前 言 隨著時代的發(fā)展 、計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，人們越來越追求便捷化的生活。 如果把物聯(lián)網(wǎng)比喻成人體的話，傳感器好比五官、皮膚，傳輸機(jī)制好比神經(jīng)，應(yīng)用層 好比人體主動或被動的行為或反應(yīng)，而數(shù)據(jù)庫無疑就是大腦，數(shù)據(jù)庫在整個物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮著記憶（數(shù)據(jù)存儲）、分析（數(shù)據(jù)處理）的作用。同樣，沒有數(shù)據(jù)庫的物聯(lián)網(wǎng)是不完整的，選錯數(shù)據(jù)庫的物聯(lián)網(wǎng)是不完美的，而一個完整完美的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)必定需要一個最匹配的數(shù)據(jù)庫。 在編程技術(shù)上，采用 編程語言，由于它的良好的人機(jī)界面和交互性，所以簡潔明了，易于操作，便于修改、擴(kuò)充、升級。 在虛擬模擬過程中，可以很好的實(shí)現(xiàn)要求的諸多功能。 因此，開發(fā)這樣一套數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理軟件成為很有必要的事情 ,在下面的各章中將以開發(fā)一套監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫為例 ,談?wù)勂溟_發(fā)過程和所涉及到的問題及解決方法 。 物聯(lián)網(wǎng) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)作為知識經(jīng)濟(jì)時代的產(chǎn)物，已被廣泛應(yīng)用于社會各個行業(yè)和領(lǐng)域。過去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和 IT 基礎(chǔ)設(shè)施分開：一方面是機(jī)場、公路、建筑物，而令一方面是數(shù)據(jù)中心，個人電腦、寬帶等。 167。由該名稱可見，物聯(lián)網(wǎng)就是 “ 物物相連的互聯(lián)網(wǎng) ” 。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過 射頻識別 (RFID)裝置、紅外感應(yīng)器 、全球定位系統(tǒng)、 激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和 通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景 物聯(lián)網(wǎng)的概念 [1]是在 1999 年提出的。 中科院 早在 1999 年就啟動了傳感網(wǎng)的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些適用的傳感網(wǎng)。 2020 年，美國《技術(shù)評論》提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。 2020 年 1 月 28 日，奧巴馬就任美國總統(tǒng)后，與美國工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次 “圓桌會議 ”，作為僅有的兩名代表之一， IBM 首席執(zhí)行官彭明盛首次提出 “智慧地球 [2]”這一概念，建議新政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施。 167。 物聯(lián)網(wǎng)把新一代 IT 技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中，具體地說，就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，在這個整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，存在能力超級強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群，能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施實(shí)時的管理和控制，在此基礎(chǔ)上，人類可以以更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達(dá)到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系。 物聯(lián)網(wǎng)的未來 物聯(lián)網(wǎng) 不是科技狂想，而是又一場科技革命。 物聯(lián)網(wǎng)需要信息高速公路的建立，移動互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展以及固話寬帶的普及是物聯(lián)網(wǎng)海量信息傳輸交互的基礎(chǔ)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈今年就能創(chuàng)造 1000 億元左右的產(chǎn)值，它已經(jīng)成為后3G 時代最大的市場興奮點(diǎn)。目前，加拿大、英國、德國、芬蘭、意大利、日本、韓國等都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)。 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展 [3]，也是以移動技術(shù)為代表的普適計(jì)算和泛在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的結(jié)果，帶動的不僅僅是技術(shù)進(jìn)步，而是通過應(yīng)用創(chuàng)新進(jìn)一步帶動經(jīng)濟(jì)社會形態(tài)、創(chuàng)新形態(tài)的變革，塑造了知識社會的流體特性，推動面向知識社會的下一代創(chuàng)新（ 創(chuàng)新 ）形態(tài)的形成。開放創(chuàng)新、共同創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、用戶創(chuàng)新成為知識社會環(huán)境下的創(chuàng)新新特征，技術(shù)更加展現(xiàn)其以人為本的一面，以人為本的創(chuàng)新隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展成為現(xiàn)實(shí)。歐盟信息社會和媒體司 2020 年 5 月公布的《未來互聯(lián)網(wǎng) 2020：一個業(yè)界專家組的愿景》報(bào)告指出，歐洲正面臨經(jīng)濟(jì)衰退、全球競爭、氣候變化、人口老齡化等諸多方面的挑戰(zhàn)，未來互聯(lián)網(wǎng)不會是萬能靈藥，但我們堅(jiān)信，未來互聯(lián)網(wǎng)將會是這些方面以及其他方面解 決方案的一部分甚至是主要部分。涉及物聯(lián)網(wǎng)的就有兩項(xiàng)。 167。該實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備都有 RS232 接口輸出打印，可以輸出到單片機(jī)。這時候單片機(jī)可河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 以通過以太網(wǎng)把數(shù)據(jù)提交到實(shí)驗(yàn)室的服務(wù)器上，服務(wù)器通過處理提交的數(shù)據(jù)，將控制命令通過以太網(wǎng)發(fā)給單片機(jī)，單片機(jī)再進(jìn)行相應(yīng)的操作。在住戶內(nèi)部搭建局域網(wǎng)也很方便。 住房內(nèi)的家電和各種設(shè)施，可以接入內(nèi)部以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)相互通信，或者與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)通信。 傳統(tǒng)家電是一個獨(dú)立存在的系統(tǒng)，電器與電器之間沒有絲毫聯(lián)系。信息化家電系統(tǒng)中，比如電飯鍋，可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制。 本設(shè)計(jì)就是對實(shí)驗(yàn)室管理監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)設(shè)計(jì)，利用接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并可以方便的對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢 。 系統(tǒng)說明 數(shù)據(jù)庫是某個企業(yè)、組織或部門所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)的一個綜合，它不僅要反映數(shù)據(jù)本身的內(nèi)容，而且要反映數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。簡單地說，數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)世界的模擬。數(shù)據(jù)模型有良種不同的類型：概念模型和數(shù)據(jù)模型。 關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即所研究的對象類型包括有：關(guān)系，對應(yīng)一張二維表，它由行和列組成；元組，對應(yīng)表中的一行；屬性，對應(yīng)表中的一列；主碼，對應(yīng)某個屬性值，它可以唯一確定一個元組；分量，對應(yīng)元組中的一個屬性值。這些操作必須滿足關(guān)系的完整性約束條件：實(shí)體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性 。從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的角度看，雖然它們支持的數(shù)據(jù)模型、使用的數(shù)據(jù)庫語言、所基于的操作系統(tǒng)平臺都可能不同，但在體系機(jī)構(gòu)上通常都采用三級模式結(jié)構(gòu)（個別小型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)除外），并提供兩級映像功能。 圖 11 三級模式結(jié)構(gòu)圖 模式是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)在邏輯級上的視圖，它以某一種數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，不僅要 定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)（如數(shù)據(jù)項(xiàng)構(gòu)成、名字、類型、值域等），而且要定義與數(shù)據(jù)有關(guān)的安全性、完整性以及數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。它面向具體的應(yīng)用程序。內(nèi)模式也稱存儲模式，它是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 三級模式是對數(shù)據(jù)的三個抽象級別，使用戶能邏輯地處理數(shù)據(jù)，而不必關(guān)系數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的具體表示方式和存儲方式。外模式 /模式映像定義了外模式與模式之間的對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)模式改變時，只須對映像作相應(yīng)改變，可以使外模式保持不變，從而應(yīng)用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。該映像定義通常包含在模式描述中。 整個系統(tǒng)從符合操作簡便、界面友好、靈活、實(shí)用、安全 性 的要求出 發(fā)，完成工 程 管理的全過程，包括系統(tǒng)管理、信息實(shí)時顯示、信息檢索查詢等幾個模塊。 167。下面就對這些開發(fā)工具進(jìn)行介紹 ： 167。 Visual Basic 提供了大量的控件，這些控件可用于設(shè)計(jì)界面和實(shí)現(xiàn)各種功能，減少了編程人員的工作量，也簡化了界面設(shè)計(jì)過程，從而有效的提高了應(yīng)用程序的運(yùn)行效率和可靠性。故而，實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng) VB 是一個相對較好的選擇。 利用 Visual Basic 語言編程有以下幾個特點(diǎn)： ：在 Visual Basic 中開發(fā)的應(yīng)用程序，不但有豐富的圖形界河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 面，同時由用戶為開發(fā)圖形界面添加的代碼真是少而又少，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)圖形界面的過程中只需設(shè)置 ActiveX 控件的屬性即可。 ： 在 Visual Basic 以前的版本中，由于仍然擺脫不了解釋執(zhí)行的代碼運(yùn)行機(jī)制，所以在相當(dāng)?shù)某潭壬现萍s了 Visual Basic 的發(fā)展。當(dāng)然在 Visual Basic 中還有其它特性，例如：面向?qū)ο蟮木幊陶Z言、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、事件驅(qū)動的程序設(shè)計(jì)。 Access 2020 Access 數(shù)據(jù)庫 [8]由六種對象組成，它們是表、查詢、窗體、報(bào)表、宏和模塊。數(shù)據(jù)庫的作用在于組織和表達(dá)信息，簡而言之，數(shù)據(jù)庫就是信息的集合。關(guān)系數(shù)據(jù)庫 中包含了多個數(shù)據(jù)表的信息，數(shù)據(jù)庫含有各個不同部分的術(shù)語，對象記錄、域等。 ADO 對象概述 ADO 對象 [9]是針對當(dāng)前微軟的軟件所支持的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的最為有效、簡單并且功能強(qiáng)大的方法。可把它與 ASP 結(jié)合起來，建立提供數(shù)據(jù)庫信息的網(wǎng)頁內(nèi)容，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢、插入、更新、刪除等操作，并可以把在用戶端實(shí)現(xiàn) “網(wǎng)上實(shí)時更新顯示 ”的最新 Web 數(shù)據(jù)庫技術(shù)。 二． ADO 組件的主要對象及其功能 ADO 組件又稱為數(shù)據(jù)庫訪問組件，它提供了以下七種對象： Connection 對象：提供對數(shù)據(jù)庫的連接服務(wù)。 Record set 對象：由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器所返回的記錄集。無法更改數(shù)據(jù) 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 adLockPressimistic 2 保守式記錄鎖定（逐條）。 adLockOptimistic 3 開放式記錄鎖定（逐條）。 adLockBatchOptimistic 4 開放式批更新。 Fields 對象：由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器所返回的單一數(shù)據(jù)字段 Parametes 對象：表示 Command 對象的參數(shù)。 Error 對象：提供處理錯誤的功能。 三． 用來操縱數(shù)據(jù)的 SQL 命令 SQL 命令是發(fā)送給數(shù)據(jù)庫并要求數(shù)據(jù)庫操作的指令，它是專門為數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的語言，比一般的計(jì)算機(jī)程序語言簡單的多。 SQL 命令，包括 Select、 Delete、 Update、 Insert Into、 Select Into 等。 四． Visual Basic 訪問數(shù)據(jù)庫的過程 組件 Dim con As New ；數(shù)據(jù)連接 [ 10] 對于 ACCESS 數(shù)據(jù)庫，其連接語句為 provide=Microsoft. 。App. Path. amp。 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì) 167。 創(chuàng)建任何一個數(shù)據(jù)庫的第一步是仔細(xì)的規(guī)劃數(shù)據(jù)庫，設(shè)計(jì)必須是靈活的、有邏輯的。 步驟如下： 1．標(biāo)識需要的數(shù)據(jù)； 2．收集被標(biāo)識的字段到表中； 3．標(biāo)識主關(guān)鍵字字段； 4．繪制一個簡單的數(shù)據(jù)圖表； 5．規(guī)范數(shù)據(jù)； 6．標(biāo)識指定字段的信息； 7．創(chuàng)建物理表。 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫 針對本系統(tǒng)對溫度、位置信息的錄入與查詢以及安全性等要求， 本數(shù)據(jù)庫采用 ACCESS 2020 來構(gòu)造了 4 個表，它們分別是位置 信息 表，溫度 信息 表，系統(tǒng)管理表 和溫度格式表 。 2. 溫度信息表 溫度信息數(shù)據(jù)表如圖 23 所示 ： 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 圖 23 溫度數(shù)據(jù)表 其中 序號 ID 字段數(shù)據(jù)類型為 自動編號 ， 時間字段數(shù)據(jù)類型為日期 /時間，溫度字段數(shù)據(jù)類型為 數(shù)字。 4. 溫度格式表 根據(jù)相關(guān) 要 求，在這里設(shè)置 一個溫度格式表， 如下圖 25 所示：河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 圖 25 溫度格式表 167。達(dá)到便捷，直觀的對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行訪問與處理?；具_(dá)到設(shè)計(jì)要求。 系統(tǒng)功能分析 系統(tǒng)開發(fā)的目的是 實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)室的智能監(jiān)控，按照既定方案，實(shí)現(xiàn)一定的要求： ：定義使用本系統(tǒng)的用戶及密碼 ：實(shí)現(xiàn)與串口通訊設(shè)計(jì)的連接調(diào)試， 能夠接收數(shù)據(jù) ：可以實(shí)現(xiàn)對 數(shù)據(jù)庫溫度，位置，紅外等信息的查詢 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 第 3 章 系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn) 經(jīng)過需求分析、功能模塊設(shè)計(jì)之后要進(jìn)入詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，本階段將按系統(tǒng)的主要模塊進(jìn)行論述，重在闡述具體的某項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)方法或運(yùn)用到的相關(guān)技術(shù)。 準(zhǔn)備工作 1． 添加引用 [11]：單擊工程菜單中的引用選項(xiàng)，添加 Microsoft ActiveX Data Objects Library 和 Microsoft Excel Object Library 兩個 引用。 167。溫度上限 Global g_TemperatureLower As Long 39。 用戶界面設(shè)計(jì) 167。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 圖 31 用戶登陸界面 在代碼窗口的“通用”部分，定義一個模塊級的公共變量 t 用來記錄確定次數(shù)。標(biāo)記用戶權(quán)限 Dim t As Integer 39。 amp。如果沒有相應(yīng)的記錄，則給出提示錯誤信息，同時將用戶輸入錯誤密碼次數(shù)增加 1，如果錯誤超過 3 次，則退出整個系統(tǒng)；若次數(shù)還沒有超過 3 次，則提示用戶重新輸入。判斷輸入的用戶名是否為空 MsgBox 沒有這個用戶 , vbOKOnly + vbExclamation, Else sql = select * from 系統(tǒng)管理 where 用戶名 =39。 amp。 sql, conn, adOpenKeyset, adLockPessimistic If = True Then MsgBox 沒有這個用戶 , vbOKOnly + vbExc