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①需求說明書部分：

一、引言

1、編寫目的

　　該需求說明書是“基於物聯網的車內安防系統”開發中的重要文獻資料，是軟體設計的依據，是工程的起點，應是使用者需求的真實反映。是開發人員進行系統總體按需設計內容及具體實施開發工程提供必要的參考資料，並且，在系統開發完成後期為系統的測試、驗收提供幫助。其編寫過程由專案的重要策劃人完成。預期讀者是從事“基於物聯網的車內安防系統”開發的相關工作人員。

2、背景

　　隨著汽車的普及，人們生活節奏變快，許多人為了追求經濟發展，追求速度的快捷，往往對車外安全更加重視，卻忽略了車內的潛在威脅，比如酒後駕駛，車內火災，車內人員窒息，兒童遺留，一氧化碳、甲醛、苯系物、芳香烴類有毒致癌物質汙染等。這些安全隱患成為威脅人民正常生活和發展的一大難題。可是，目前市面上車內相關產品諸如專用於行車路線查詢的“GPS導航”，車險和罰款違章扣分查詢的“車管家”，檢測車輛裝置和線上服務的“安吉星”，加油站服務區線路查詢的“騰訊路寶”等更多傾向於車輛的相關服務性功能產品，汽車安全主要體現在行車記錄監控、防盜、胎壓檢測、保險等，但是，針對車內安全隱患問題解決的產品在市場上一片空白。

3、定義

　　TCSS：基於物聯網的車內安防系統

4、參考資料

　　1）《物聯網軟體工程》張凱  清華大學出版社

　　2）《微控制器技術及應用》劉訓非，陳希  清華大學出版社

　　3）《移動應用開發》[美]格斯里 人民郵電出版社

　　4）《短距離無線通訊及組網技術》孫弋  西安電子科技大學出版社

二、任務概述

1、目標

　 　1）對使用者需求進行充分分析

　　 2）儘可能利用社會對使用者造成的需求矛盾

　　 3）在不違法犯罪的前提下對系統進行初步完整設計

　　 4）依次製作系統層次圖、系統E-R圖、系統結構圖、系統資料流圖

2、使用者的特點

　 　1）偏好便捷性

　　 2）對車內環境問題不夠重視

　　 3）渴望一種對車內安全問題防範的裝置

　　 4）普遍依賴智慧手機

　　 5）青睞物美價廉和方便裝配

3、假定約束

　　 1）車內固有裝置與系統不相容

　　 2）使用者操作問題導致故障

　　 3）供電電壓不足問題

　　 4）環境不同系統響應延遲

三、需求規定

1、對功能的規定：

　　基於物聯網的車內安防系統的主要功能是：資料監測、定位導航、管理控制、求救幫助這四大基本功能。

　　1）資料監測：通過部署在車內特定位置的感測器節點主要準對於酒精、一氧化碳、可燃氣體、芳香烴類及苯系物、溫度和溼度資料的實際檢測並回傳車內搭載安卓系統上位機，通過安卓應用將車內資訊顯示出來，並對資料分析和檢測，一旦有氣體濃度超標觸發相應提示與聲光報警。 

　　2）定位導航：藉助GSM模組實現2G資料聯網，定位當前車輛地理位置資訊並提供導航服務。

　　3）管理控制：藉助系統硬體部分通過上位機安卓應用軟體的使用幫助使用者實現對車內有關裝置的直接控制，比如對車室燈、空調和車窗的開與關，以此協助使用者進行安全問題的暫處理和提供使用者操作的便捷性。

　　4）求助功能：通過插入SIM卡的GSM模組可方便進行類似於手機的電話和簡訊求助，同時新增利用汽車的鳴笛和四角閃的聲光報警選項。

2、效能的規定：

　　該系統主要規定的效能部分包括：TCP協議組網的連線可靠性、WIFI無線傳輸的傳輸速率、系統啟動時間時延、響應時延、資料聯網的可靠性、系統軟體使用流暢性、軟硬體的互動效能、硬體響應等。

2.1、精度

　　1）WIFI資料傳輸達11Mbps

　　2）氣體濃度單位達mg/L

　　3）微控制器時延控制精確到ms級

　　4）訊號範圍≥10米

2.2、時間特性要求

　　1）系統啟動延時：100s

　　2）感測器資料傳輸：1s/次

　　3）軟體響應時間延時：≤1s

　　4）硬體響應時間≤1s

2.3、靈活性

　　1）TCP連線支援斷點重連

　　2）在車內可任意搭配感測器客戶端數量

　　3）搭配安卓手機和車載顯示器及其他固有裝置

　　4）方便拆卸和維修替換

　　5）使用簡單使用任何封閉式車型

3、輸入輸出要求

　　輸入：

　　1）車內氣體環境中被監測氣體的濃度屬實        

　　2）使用者的定位、導航、求助及對車內裝置管理控制的操作符合系統軟體服務專案

　　輸出：

　　1）感測器節點採集的資料資訊具有實時性

　　2) 系統預警的提示資訊具有實時和有效性

4、資料管理能力要求

　　1）車內環境資訊的資料由節點MCU集中處理輸出，保證了資料的正確性。

　　2）安卓ARM機對實時資訊進行顯示和監控，確保資料利用價值

　　3）對資料資訊的有效部分進行儲存以便查詢

5、故障處理要求

　　1）軟體故障檢查與裝置無線連線

　　2）硬體故障檢查電源情況

　　3）系統支援重新啟動功能

6、其他專門要求

　　1）請使用者一定按照使用說明操作

　　2）切勿心急

四、執行環境規定

1、裝置

　　基於物聯網的車內安防裝置表：

　　1）感測器節點：多種氣體感測器、變壓模組、51微控制器最小系統、wifi模組  x5

　　2）主控裝置：安卓ARM機一臺+GSM模組 X1

　　3）顯示裝置：七寸液晶屏、驅動板、配線 若干

　   4）相應模組：繼電器、風扇、舵機、蜂鳴器、led燈 若干

　　5）供電模組：插排、五伏電源介面卡、充電寶 若干

2、支撐軟體

　　1）TCSS  app

　　2）安卓時鐘

3、介面

　　1）百度地圖API

　　2）硬體RS-232介面

4、控制

　　1）基於對TCSS手機軟體的功能控制

　　2）搭配車內裝置的硬體控制

五、結構化分析建模

1、DFD（資料流圖）

 

2、系統E-R圖

 

 

②軟體概要設計說明書部分：

一、引言

1、編寫目的

　　該軟體概要設計說明書是“基於物聯網的車內安防系統”開發中的重要文獻資料，所完成的工作是將需求說明書中的資料流圖轉化成軟體結構和資料結構，為後續進行詳細設計說明書做好鋪墊 。是開發人員進行功能設計和程式碼編寫以及其他的具體實施開發工程提供必要的參考資料，在系統開發完成後期為系統的測試、驗收提供幫助。其編寫過程由專案的重要策劃人完成。預期讀者是從事“基於物聯網的車內安防系統”開發的相關工作人員。

2、背景

　　（見上文需求說明書）

3、定義

　　（見上文需求說明書）

4、參考資料

　　（見上文需求說明書）

二、總體設計

1、總體設計

1.1、需求規定

　　（詳見上文需求說明書需求規定部分）

1.2、執行環境

　　軟體環境：Android系統

1.3、結構

1、軟體層次圖：

 

1.4、人工處理過程

　　首先，由使用者提出請求，針對於資料監測、管理控制、定位導航和求救幫助這四個服務模組來劃分功能，使用者根據提示資訊，如果環境濃度要求超過限值額度，系統提示警告，此時需進行人工干預處理，使用者可根據提示資訊對按照危險的處理預案對車內裝置進行控制和處理，當危險無法排除時，使用者可選擇求助功能。

三、介面設計：

1、外部介面：

　　百度地圖API

2、內部介面：

　　1）與感測器節點的tcp程式介面

　　2）與相應模組的tcp程式介面

　　3）序列資料接受傳送介面

四、執行設計

1、執行模組組合

　　1）執行模組：資料監測、管理控制、定位導航和求救幫助這四個服務模組。

　　2）相互關聯模組：資料監測模組檢測到問題時，發生警報要求排查時會選擇轉向管理控制模組或者求救幫助模組進行自助排危。

2、執行控制

　　1）執行中可控制模組：管理控制、定位導航和求救幫助模組。

　　2）執行模組區別：資料監測只負責接收資料、其餘三個模組可單獨工作。

3、執行時間

　　系統的執行時間從系統硬體開啟執行那刻開始，直到斷電關閉或者連線斷開為止。

五、系統結構設計

 1、軟體結構圖：

六、系統出錯處理

1、出錯資訊

　　1）按鍵無效請重試

　　2）裝置已經關閉，請檢查

2、補救措施

　　1）硬體重新啟動

　　2）軟體重新啟動

3、系統維護設計

　　1）根據使用者新的需求新增或刪除現有功能

　　2）根據使用者反饋資訊進行系統優化

 

③軟體詳細設計說明書部分：

一、引言

1、編寫目的

　　該軟體詳細設計說明書是“基於物聯網的車內安防系統”開發中的重要文獻資料，是對概要設計的細化，主要任務是設計每個模組的實現演算法和所需的區域性資料結構，目標有兩個：實現功能演算法要邏輯上正確；演算法描述要簡明易懂 。在系統開發完成後期為系統的測試、驗收提供幫助。其編寫過程由專案的重要策劃人完成。預期讀者是從事“基於物聯網的車內安防系統”開發的相關工作人員。

2、背景

　　（見上文需求說明書）

3、定義

     （見上文需求說明書）

4、參考資料

     （見上文需求說明書）

二、程式系統的組織結構 

1、系統流程圖

三、程式1設計說明 

1、程式描述

　　微控制器利用串列埠向GSM模組傳送AT指令，設定傳送簡訊的預指令，通過中斷正確判斷GSM響應內容並將儲存在陣列中的手機號和資訊取出，再配合AT指令將資訊通過插卡的GSM把資訊傳送出去。

2、功能

　　該程式基於51微控制器+紅外測距感測器和GSM簡訊模組實現對實現編譯的簡訊內容對指定手機號的傳送，當紅外測距模組制定的危險距離被觸發時，微控制器會啟動GSM模組並給指定手機號傳送簡訊。

3、輸入項

　　1）事先編輯好的簡訊內容

　　2）事先指定的求助手機號

　　3）紅外測距模組實時距離

4、輸出項

　　1）求救內容

5、演算法

　　GSM內部協議棧演算法封裝於模組內部，通過AT指令呼叫

6、介面

　　1）網路註冊介面

　　2）簡訊收發介面

　　3）中斷及其他程式介面

7、儲存分配

　　1）資料儲存在微控制器的RAM中

　　2）命令儲存在微控制器的ROM中

8、註釋設定

　　1）“//”      單行註釋規範

　　2）“/*

　　　　XXXX   為說明性註釋

　　　 */“

9、限制條件

　　1）當GSM模組接收到微控制器額向其傳送的AT指令時，GSM會反饋固定格式資訊，若資訊為誤或者沒法送，則程式等待重發。

　　2）規定資料傳送時要按照一定的格式，保留有效位。

　　3）預留手機號與簡訊資訊必須轉化為固定的二進位制資料表格。

10、測試計劃

　　不斷觸發紅外測距模組，觀察預留手機是否收到簡訊通知。

11、尚未解決的問題

　　將紅外測距模組裝成紅外感應模組不行。