基于Qt的室内环境监测系统设计与实现
基于物联网的室内环境监测与控制系统设计与实现
基于物联网的室内环境监测与控制系统设计与实现在当前数字化时代，物联网的发展日益成熟，对于人们的生活和工作环境的监测与控制需求也越来越强烈。
基于物联网的室内环境监测与控制系统应运而生，可以实时感知和控制室内的温度、湿度、光照等参数，以提供一个舒适、健康的室内环境。
本文将详细介绍基于物联网的室内环境监测与控制系统的设计与实现过程。
首先，设计与实现基于物联网的室内环境监测与控制系统需要明确的需求分析。
这包括确定监测的参数，例如温度、湿度、光照强度、空气质量等；确定控制的对象，例如空调、照明等设备；以及确定监测与控制系统的用户界面需求，例如手机App或者网页界面。
其次，需要选择合适的传感器和控制设备。
对于室内环境的监测，可以选择温湿度传感器、光照传感器、CO2传感器等，这些传感器可以感知室内的环境参数，并将数据传输给控制系统。
对于室内环境的控制，可以选择智能空调、智能照明等设备，通过物联网技术与控制系统进行连接与控制。
在选择传感器和控制设备时，需要考虑其性能、稳定性、可靠性和兼容性。
接着，需要搭建物联网的通信网络。
物联网通信网络可以采用无线通信技术，例如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等。
这些通信技术可以将传感器和控制设备连接到物联网平台，并实现数据的传输和控制命令的下发。
在搭建通信网络时，需要考虑网络的稳定性、传输速度和安全性。
然后，需要开发和部署监测与控制系统的软件。
监测与控制系统的软件可以分为前端和后端两部分。
前端软件可以通过手机App或者网页界面展示室内环境的监测数据，并可以实现对控制设备的远程控制。
后端软件可以处理传感器数据的采集、处理和存储，以及控制命令的下发和设备状态的管理。
需要注意的是，软件开发过程中要确保系统的安全性，例如通过加密和身份验证保护数据和系统的访问权限。
最后，进行系统的测试和优化。
系统的测试可以包括硬件设备和软件的功能测试、性能测试和稳定性测试，在测试过程中可以发现和解决系统存在的问题，并对系统进行优化和改进。
室内环境监测系统的设计与实现
室内环境监测系统的设计与实现随着现代化进程的推进，人们对室内空气质量的关注度越来越高。
作为人们日常所处的环境，室内环境的质量直接影响着人们的健康和生活质量。
因此，设计和实施一个高效可靠的室内环境监测系统变得非常重要。
本文将就室内环境监测系统的设计和实现进行探讨。
设计一个有效的室内环境监测系统，我们首先需要考虑的是系统的硬件设施。
室内环境监测系统通常由传感器、数据采集工具、通信设备和数据存储设备等组成。
传感器是系统中最关键的部分，它们能够感知室内环境中的各个参数，如温度、湿度、二氧化碳浓度等。
常见的传感器有温湿度传感器、气体传感器、光照度传感器等。
数据采集工具负责从传感器中读取数据，并将其传输给中央处理单元。
通信设备用于与外部系统进行数据交互，可以选择无线通信方式，如Wi-Fi或蓝牙。
数据存储设备可以选择使用云存储或本地存储，根据需求选择合适的存储容量，确保实时数据的记录和存储。
接下来，我们需要考虑系统的软件设计。
软件设计是整个系统的灵魂，它负责数据的采集、处理和分析。
首先，我们需要设计一个用户友好的界面，使用户能够方便地查看实时数据和历史数据。
界面的设计应简洁明了，信息展示清晰。
其次，我们需要实现数据的实时采集和更新。
通过与传感器连接，实时读取环境参数数据，并将其显示在界面上。
此外，系统还可以提供数据报警功能，当环境参数超出设定范围时，系统能够及时发出警报通知用户。
最后，对于历史数据的处理和分析，系统可以提供图表和报告生成功能，以帮助用户更好地了解室内环境的变化趋势和潜在问题。
除了硬件和软件设计，室内环境监测系统的实施也需要考虑安装和维护的问题。
首先，系统的传感器需要合理地布置在室内，以确保数据的准确性和全面性。
例如，温湿度传感器应尽可能避免阳光直射和水汽直接接触，以免影响测量结果。
其次，系统应提供一定的防护措施，以确保设备的稳定运行。
这包括防雷、防水、防尘等多方面的考虑。
此外，定期进行系统的维护和检修也很重要，例如更换传感器、清洁设备、及时处理故障等。
智能家居环境监测系统设计与实现
智能家居环境监测系统设计与实现智能家居是指在智能化、自动化、信息化的基础上利用传感器网络等进行数据传输，实现家居电器的智能控制，随着4G网络的快速发展，智能家居的及时出现为人们享受生活提供了一个更好的选择。
一、智能家居环境监测系统总体设计基于ZigBee无线通信技术构建的室内环境监测系统主要实现室内温度、氧气、一氧化碳、二氧化硫、湿度、甲烷和二氧化碳含量等家居环境的检测，其次是监测生活用水、用电和用气的安全性和用量，三是监测室内各种生活家电的状态等。
系统设计中，基于ZigBee的传感器节点将室内环境信息发送到无线传感器网络的汇聚节点，通过ARM微处理器实现嵌入式编程，然手通过ARM微处理器和ZigBee汇聚节点实现有效的网络串行通信。
通过该系统，采集室内环境信息、输入操作命令、输出操作结果、集中控制室内环境、远程控制家用电器、联动控制室内安防系统等功能。
二、智能家居环境监测系统详细设计2.1室内环境信息采集功能通过部署在室内的传感器节点，实现无线传感器网络的室内环境信息采集，以便能够将室内温度、湿度、氧气、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、甲烷及生活用水和生活电气等相关信息传递到系统中。
信息采集和感知是室内环境系统最基本的功能，需要将传感器节点进行良好的部署和优化，以便在最小能量耗费下实现节点的全方位覆盖。
2.2 室内环境信息传输功能传感器节点采集相关的网络信息后，通过4G网络传输到ZigBee汇聚节点，汇聚节点将多个传感器节点信息传输到室内监测系统的服务器，以便服务器进行处理。
信息传输过程中，为了实现高效数据传输和分发，需要将数据进行压缩和存储，实现传感器网络的聚簇作用，同时为了降低传感器网络的通信开销、平衡节点间负载，需要对传感器网络节点和传输节点进行设计。
2.3 室内环境信息处理功能数据传输到服务器后，环境监测装置负责处理采集到的数据信息，发现相关的信息超过用户设置的预警值，则传感器检测装置通过4G通信网络以短信或数据通信的方式通知用户，同时将收集的信息存储到服务器数据库中。
基于LinuxQt的智能家居系统设计
基于Linux/Qt的智能家居系统设计针对智能家居的特点及应用背景,设计了一种家庭多功能控制系统。
该系统采用飞思卡尔公司arm Cortex A8系列的i.MX51处理器作为MCU,在其上移植嵌入式Linux作为软件开发平台,并利用Qt相关技术为基础设计友好的用户界面,实现了arm板的各功能模块与服务器端的交互。
系统同时具备数字可视对讲、信息收发、家电控制、安防报警、家庭娱乐等功能。
1 系统的架构和功能家庭智能控制系统主要由室内分机、单元门口机、小区围墙机、管理中心终端机、管理中心服务器以及附件组成。
系统采用分布式网络结构,可以根据住户数量对系统的容量进行扩充。
(1)室内机是用户在室内进行操作的主要平台,其功能组成为:可视对讲、信息服务、家电控制、安防报警、家庭娱乐等。
可视对讲模块主要实现双向可视通话、视频监控、留言/留影、开锁等功能;信息服务模块主要用来收发物业信息和小区广播,支持文本、图片形式,并实现与可视对讲模块的影音共享;家电控制模块包括对灯光、窗帘、空调、电梯等设施的无线控制,并预设了情境模式;安防报警模块支持对烟感、门磁、煤气泄漏检测等的自动报警,并可通过GPRS/3G技术将报警信息传送到用户手机上;家庭娱乐模块支持常见格式的音视频文件的播放(主要依靠硬件解码)以及对常见格式的图片的浏览(电子相框)。
(2)单元门口机的主要功能是完成与所在单元楼的任意住户以及管理中心机的可视通话,除了具备留言/留影功能外,还提供触摸屏校准、背光调节、密码设置等功能。
(3)围墙机的基本功能和单元门口机类似,但可视对讲、留言/留影功能是针对小区内所有住户的。
(4)中心机是整个系统的神经中枢,管理人员通过管理中心的控制设备管理各子系统的终端,其功能包括:可视对讲、视频监控、查看报警信息、排除设备故障、信息服务、系统设置、远程管理等。
2 系统的实现方案2.1 Qt的信号/槽机制Qt是一个跨平台的C++应用程序框架,完全面向对象、易于扩展且允许真正的组件编程。
qt实验报告智能家居
qt实验报告智能家居实验目的利用qt以及c++语言数据结构等相关知识后，在windows开发环境下，以cc2530芯片为控制核心，利用Zigbee和串口通信技术，温湿度、电机、烟雾、红外等传感器为环境信息采集源，以串口控制为辅助，来制作一个物联网智能家居系统。
基本要求如下：（1）界面友好，易与操作。
采用菜单或其它人机交互方式进行选择。
（2）能实现数据的采集与处理，通过智能的软硬件处理方式，使用简单的方式，能够在PC端解决一些生活中常见的问题。
1.2基本功能（1）在IAR环境下编写传感器模块程序，并利用烧写器将实现各传感器模块功能的程序烧进传感器内，使传感器实现功能。
（2）通过Qt编写可运行程序并利用超级终端加载到网关，在网关上实现对各模块反馈的信息显示以及控制。
（3）利用Zigbee通信技术实现各模块之间的通信，并与串口相连，以交换信息。
1.3模块功能描述1.3.1主功能函数模块本模块在windows系统环境下利用Qt Creator编写可执行程序，来实现各种功能。
本模块的主要功能是通过鼠标点击操作界面可以实现串口的打开和关闭，电机的正转.停止操作，LED灯的打开和关闭，实时更新显示当前环境下温度、湿度以及光照强度，显示当前烟雾反应情况和当前的系统时间，并且通过操作程序中的一个窗口来显示操作信息。
1.3.2串口通信模块通信模块主要是以CC2530芯片的Zigbee结点和串口通信模块实现了收集各个传感器模块的信息，并连接到网关进行信息反馈，再将网关的控制信息反馈到各个模块。
1.3.3电机模块本模块的主要功能是用户在网关的程序中通过按键，实现对电机的正转、反转、停转的操作，以此来模拟智能家居中的风扇开关或窗帘的拉起落下等。
电机模块的LED灯则是模拟智能家居中的分布于各个房间的电灯，通过操作界面选择某个灯可以控制LED灯的打开和关闭。
1.3.4时间获取模块本模块的主要功能是在操作界面上显示当前系统的时间，通过串口与PC机连接获取时间信息，用来模拟智能家居中的时钟等设施。
基于物联网技术的室内环境监测系统设计与实现
基于物联网技术的室内环境监测系统设计与实现室内环境对人的健康和生活质量有着重要的影响。
基于物联网技术的室内环境监测系统可以帮助我们实时了解室内环境状况，提供有效的管理和控制，为人们创造一个更加舒适、安全和健康的居住环境。
本文将介绍基于物联网技术的室内环境监测系统的设计与实现。
一、系统设计方案1. 硬件设计室内环境监测系统的硬件设计主要包括传感器、数据采集设备、数据处理设备和数据通信模块。
（1）传感器：通过采集室内环境的数据，包括温度、湿度、二氧化碳浓度、烟雾浓度等。
可以选择可靠、稳定、高精度的传感器进行数据采集。
（2）数据采集设备：将传感器采集到的数据进行采集和处理，将其转化为数字信号，并进行数据预处理和滤波，以提高数据的准确性。
（3）数据处理设备：对采集到的数据进行分析和处理，根据不同的应用场景提供相应的功能。
可以使用嵌入式系统或单片机进行数据处理。
（4）数据通信模块：将处理后的数据通过无线通信方式传输到监测系统的云端或服务器，实现远程监测和管理。
可以选择WiFi、蓝牙、LoRa等无线通信技术。
2. 软件设计室内环境监测系统的软件设计主要包括数据采集和处理、数据存储和管理、数据呈现和分析等功能。
（1）数据采集和处理：实时采集传感器获得的数据，并进行相应的数据处理，如校准、滤波、归一化等，以确保数据的准确性和可靠性。
（2）数据存储和管理：将处理后的数据存储到数据库中，建立合理的数据模型和数据表结构，便于后续数据存取和管理。
（3）数据呈现和分析：通过可视化的界面展示监测到的室内环境数据，包括实时数据、历史数据和统计数据等，方便用户进行数据分析和决策。
二、系统实现步骤1. 硬件搭建（1）选择合适的传感器，并按照需求进行布置和安装。
可以根据室内布局和功能需求，选择不同类型的传感器，并将其连接到数据采集设备。
（2）将数据采集设备连接到数据处理设备，并进行相应的设置和调试。
确保传感器的数据能够准确地传输到数据处理设备。
《2024年基于单片机的室内环境监测系统设计》范文
《基于单片机的室内环境监测系统设计》篇一一、引言随着科技的发展，人们的生活品质得到了极大的提高。
而为了维持室内环境的舒适和健康，人们对环境参数的实时监测也日益关注。
基于此背景，本文将重点讨论一种基于单片机的室内环境监测系统的设计方法，这种系统可以对温度、湿度、光照等参数进行实时监测与反馈，有效提升了人们的居住体验。
二、系统设计概述本系统以单片机为核心，结合传感器模块、显示模块、控制模块等部分组成。
其中，传感器模块负责实时监测室内环境的各项参数，如温度、湿度、光照等；显示模块则负责将监测到的数据以直观的方式展示给用户；控制模块则根据预设的规则对环境进行自动调节。
三、硬件设计1. 单片机模块：作为系统的核心，单片机模块负责接收传感器数据，处理后通过显示模块展示，同时根据预设规则发出控制指令。
本系统选用性能优越、功耗低的单片机，如STM32系列。
2. 传感器模块：包括温度传感器、湿度传感器和光照传感器等。
这些传感器能实时感知室内环境的各项参数，并将数据传输给单片机模块。
3. 显示模块：本系统采用液晶显示屏作为显示模块，能直观地展示温度、湿度、光照等数据。
4. 控制模块：根据单片机的指令，控制模块可以控制空调、加湿器、照明等设备的开关，以调节室内环境。
四、软件设计软件设计主要包括单片机的程序设计和传感器的数据处理。
程序设计采用C语言编写，易于理解和维护。
数据处理部分需要对传感器数据进行实时采集、处理和存储，以保证数据的准确性和可靠性。
五、系统功能1. 实时监测：系统能实时监测室内环境的温度、湿度、光照等参数。
2. 数据展示：通过液晶显示屏，用户可以直观地看到各项环境参数的数据。
3. 自动调节：根据预设的规则，系统能自动调节空调、加湿器、照明等设备，以保持室内环境的舒适和健康。
4. 报警功能：当室内环境参数超出预设范围时，系统会发出报警提示，以便用户及时采取措施。
六、系统优势1. 高精度：采用高精度的传感器，能准确监测室内环境的各项参数。
《2024年基于单片机的室内环境监测系统设计》范文
《基于单片机的室内环境监测系统设计》篇一一、引言随着人们生活品质的提高，对居住环境的舒适度、健康性和安全性提出了更高的要求。
室内环境监测系统因此应运而生，它能够实时监测室内环境的各项指标，如温度、湿度、空气质量等，为人们提供一个舒适、健康的居住环境。
本文将介绍一种基于单片机的室内环境监测系统设计，以实现对室内环境的实时监测和智能控制。
二、系统设计概述本系统以单片机为核心控制器，通过传感器模块实时采集室内环境的温度、湿度、空气质量等数据，经过单片机处理后，将数据显示在液晶显示屏上，并通过无线通信模块将数据传输至手机APP或电脑端进行远程监控。
同时，系统还可根据预设的阈值，通过控制模块对室内环境进行智能调节，如调节空调、加湿器等设备。
三、硬件设计1. 单片机模块：本系统采用STC12C5A60S2单片机作为核心控制器，其具有高性能、低功耗、易编程等优点，能够满足系统的实时性和稳定性要求。
2. 传感器模块：传感器模块包括温度传感器、湿度传感器和空气质量传感器，用于实时采集室内环境的各项数据。
3. 液晶显示屏模块：用于显示采集到的室内环境数据，方便用户查看。
4. 无线通信模块：采用Wi-Fi或蓝牙模块，实现数据的无线传输，方便用户进行远程监控。
5. 控制模块：通过继电器或PWM控制模块，实现对空调、加湿器等设备的智能控制。
四、软件设计软件设计主要包括单片机的程序设计和手机APP或电脑端的数据处理与显示。
1. 单片机程序设计：以C语言或汇编语言编写单片机程序，实现数据的采集、处理、显示及传输等功能。
程序应具有实时性、稳定性和可扩展性。
2. 数据处理与显示：手机APP或电脑端接收到数据后，进行数据处理和显示。
可通过图表、曲线等方式直观地展示室内环境的各项数据，方便用户查看和分析。
五、系统实现1. 数据采集：传感器模块实时采集室内环境的温度、湿度、空气质量等数据。
2. 数据处理：单片机对采集到的数据进行处理，如滤波、转换等，得到准确的数据值。
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收稿日期:2018-05-20 修回日期:2018-09-24 网络出版时间:2018-12-20基金项目:上海高校青年教师培养资助计划(ZZGCD 15082)作者简介:李 超(1992-),男,硕士研究生,CCF 会员(93094G ),研究方向为光电检测及其相关技术;程小劲,博士,副研究员,通讯作者,研究方向为激光光电子及其应用技术㊂网络出版地址:http :// /kcms /detail /61.1450.TP.20181220.1001.018.html基于Qt 的室内环境监测系统设计与实现李 超,程小劲(上海工程技术大学机械工程学院,上海201620)摘 要:随着计算机技术的发展,基于计算机技术的嵌入式设备越来越多地应用于生产生活中㊂而在家庭居住方面,越来越多的智能化,便捷化的产品,为人们提供了一个安全㊁舒适和便捷的环境,从而也越来越受到市场的青睐㊂基于计算机和嵌入式技术,运用Qt 开发平台,设计了一套室内环境监测系统,实现了一种可以实现较低成本,使用范围广泛,主要应用于家庭环境监测的控制系统㊂该系统具有实现用户的注册登录,实时查看当前的室内环境参数,查看监控信息,设置各种参数的阈值,超出阈值进行报警等功能㊂上位机采用CortexA9运行主程序,下位机采用意法半导体生产的STM32㊂下位机和上位机之间通过RS232串口通信,下位机通过该串口将采集到的数据传给上位机㊂上位机通过TCP /IP 协议传给Qt 进行实时显示㊂关键词:Qt;计算机技术;嵌入式技术;环境监测;TCP /IP;RS232中图分类号:TP23 文献标识码:A 文章编号:1673-629X (2019)04-0204-04doi:10.3969/j.issn.1673-629X.2019.04.041Design and Implementation of Indoor Environment MonitoringSystem Based on QtLI Chao ,CHENG Xiao -jin(School of Mechanical Engineering ,Shanghai University of Engineering Science ,Shanghai 201620,China )Abstract :With the development of computer technology ,embedded devices based on computer technology are more and more used in production and life.In terms of family living ,more and more intelligent ,convenient products provide a safe ,comfortable and convenient environment for people ,which is also increasingly favored by the market.Based on computer and embedded technology ,using Qt devel⁃opment platform ,we design a set of indoor environment monitoring system ,and realize a control system which can be used in family en⁃vironment monitoring with a low cost and wide range of use.It can realize the registered login of the user ,view the current indoor envi⁃ronment parameters ,check the monitoring information ,set the threshold of various parameters ,and give the alarm beyond the threshold.The host computer uses CortexA 9to run the main program ,and the slave computer uses STM 32produced by ST.The data collected by the slave computer is transmitted to the host computer through the RS 232serial port communication between the slave computer and the host computer.The upper computer is transmitted to Qt through TCP /IP protocol to display in real time.Key words :Qt ;computer technology ;embedded technology ;environment monitoring ;TCP /IP ;RS 2320 引 言煤气㊁天然气是现代家庭主要能源之一㊂由于煤气㊁天然气的泄露导致的中毒和火灾是高层住宅的重大隐患,每年因为燃气泄露造成的火灾数不胜数㊂随着经济的发展和人民生活水平的不断提高,各式各样的原材料制成的装修材料进入家庭,而随之释放出来的有害气体时刻威胁着大家的安全㊂其中甲醛是最为常见的有害气体之一,具有强烈的致癌性[1]㊂与此同时,PM 2.5也时刻威胁着家庭成员的健康[2]㊂目前,室内环境参数监测系统的多数功能较为单一,完成一个完整的监测系统需要使用多个产品㊂对此,文中将传统的监控系统和环境监测系统融合在一起,实现环境参数查询㊁监控查询一体化㊂与此同时,还可以对参数进行阈值设置,当环境里的参数值超出阈值后会及时提醒,该系统可以满足大多数室内环境的监测要求㊂后期还可以进行二次开发利用,可以方便地添加传感第29卷 第4期2019年4月 计算机技术与发展COMPUTER TECHNOLOGY AND DEVELOPMENT Vol.29 No.4Apr. 2019器,使整个系统的功能更加丰富,数据保存在本地,采用封闭式的管理机制也可以保护数据的安全[3]㊂1 系统总体设计基于Qt 的室内环境监测系统(见图1)由三部分组成,分别为Qt 制作的客户端㊁上位机和下位机㊂Qt 是由Qt Company 开发的跨平台C ++图形用户界面应用程序开发框架[4-5]㊂经过交叉编译器编译后,可以运行到ARM 平台上㊂Qt 上主要实现用户的注册㊁登录,环境参数的阈值设置以及环境参数的实时查看等功能㊂上位机由Cortex A 9组成,移植Linux 3.14的内核和文件系统,主要运行主程序[6-7]㊂下位机上连接有温湿度传感器㊁甲醛气体传感器㊁可燃气体传感器㊁蜂鸣器和继电器等㊂图1 系统构成 下位机采集到传感器的数据后,通过RS 232串口通信将数据发送给上位机㊂经过上位机处理后,通过TCP /IP 协议发送给Qt ,并在Qt 界面中显示出来㊂Qt 中设置的阈值通过TCP /IP 协议发给上位机,与下位机采集到的数据进行对比,超出阈值,将会触发蜂鸣器㊂摄像头产生的数据流通过TCP /IP 协议传给Qt ,实时显示在Qt 界面中㊂2 硬件部分基于Qt 的智能家居环境监测系统硬件部分包括显示屏㊁三星的Exynos 4412㊁STM 32㊁以及各种传感器等,如表1所示㊂表1 系统主要硬件信息硬件规格型号数量显示屏7.1寸1上位机Exynos 44121下位机STM 321甲醛气体传感器MS 11001可燃气体传感器MQ -21温湿度传感器DS 18B 201摄像头V 56101PM 2.5传感器GP 2Y 1010AU 0F12.1 温湿度传感器电路温湿度传感器采用的型号为DS 18B 20,具有体积小,硬件开销低,精度高,抗干扰能力强等特点㊂其硬件电路简单,功耗较小,测量范围大㊂具体硬件连接电路如图2所示[8-9]㊂图2 DS 18B 20温湿度传感器2.2 PM2.5传感器PM 2.5传感器采用的型号为GP 2Y 1010-AU 0F ,具有封装体积较小,可以检测较小的粉尘,检测时间短等优点㊂具体电路如图3所示[8-9]㊂GNDGP2Y1010AU图3 PM 2.5传感器2.3 甲醛气体传感器甲醛传感器采用的型号为MS 1100-P 111VOC ,该㊃502㊃ 第4期 李 超等:基于Qt 的室内环境监测系统设计与实现传感器是一款原装进口的半导体式VOC气体传感器,具有质量好,测量精准度高,灵敏度好等优点㊂具体电路如图4所示[8-9]㊂图4 甲醛气体传感器3 软件部分软件部分由Qt制作的客户端㊁上位机程序和下位机程序组成㊂3.1 Qt客户端软件设计为了方便用户管理,需要满足如下几个需求: (1)使用SQLite建立数据库,完成用户的注册和登录㊂(2)登录成功后,进行数据显示页面,可以设置环境参数的阈值以及查看实时监控信息㊂为了实现以上需求,Qt的客户端控制系统设计主要包括用户界面UI㊁Socket通信㊁SQLite数据库设计㊂3.1.1 Qt客户端注册登录界面Qt控制程序注册界面如图5所示㊂由于该系统所需要存储的数据量小,用户注册登录的数量少,无需较大的数据库,因此该客户端采用Qt平台内置的SQLite数据库㊂SQLite数据库小巧,移植性高,维护方便,便于管理,并且对资源的需求较小㊂同时支持NULL㊁TEXT㊁BLOB㊁REAL等数据类型,满足该应用程序的开发使用㊂Qt中提供了QSqlDatabase类,可以完成对SQLite 数据库的一系列操作㊂QSqlDatabase类提供了addDa⁃tabase方法完成数据库的添加,setDatabaseName方法设置数据的名称,exec()可以执行SQLlite语句,完成数据的插入㊁查找㊁删除等一系列基本操作[10]㊂数据库主要存储以下信息:用户名和密码,各种环境参数(温度㊁湿度㊁甲醛气体浓度等),各种环境参数的阈值(温度㊁湿度㊁甲醛气体浓度等)㊂图5 Qt注册登录页面3.1.2 Qt主页面显示功能Qt主页面显示功能包括各参数的阈值设置,获取各参数并显示㊂与此同时使用Qt中内嵌的绘图工具QCustomPlot创建customPlot类,将各个参数实时绘制成曲线并显示㊂3.1.3 Qt中基于Socket通信在网络通信方面,Qt提供了非常好的支持㊂针对TCP传输,Qt提供QTcpSocket类和QTcpServer类㊂针对UDP传输,Qt提供QUdpSocket类㊂TCP(trans⁃mission control protocol,传输控制协议)是一个底层网络协议,应用于大多数互联网协议,如HTTP和FTP,进行数据传输㊂它是一种面向连接的㊁可靠的㊁基于字节流的传输层通信协议,特别适合数据的连续传输㊂通过创建Socket对象,就可以通过打开输入输出流来进行通信[11]㊂基于Qt中Socket通信的客户端和服务器之间的通信实现步骤如下[12]:(1)建立QTcpServer对象,通过bind()绑定Sock⁃et和端口号,通过listen()建立监听,等待客户端发出的连接请求;(2)建立QTcpSocket对象,通过connect()连接指定的服务器和端口,向服务器发出连接请求; (3)服务器通过accept接收客户端的连接请求并且实现服务器与客户端的连接;(4)客户端通过send()发出命令和相应数据给服务器;(5)服务器通过recv()响应客户端的请求,并获㊃602㊃ 计算机技术与发展 第29卷取客户端的数据;(6)服务器处理数据后返回结果;(7)客户端接收服务器返回的结果;(8)重复步骤3~7;(9)结束连接,完成通信㊂3.2 上位机实现上位机采用三星公司生产的Exynos-4412芯片,在Ubuntu12.04的环境下完成Linux内核的相关配置和编译㊂采用Linux3.14内核,通过make menuconfig 配置内核中的USB以及和视频相关的USB-_GSPCA_ ZC3XX㊁VIDEO_V4L2㊁USB-_GSPCA等[13]㊂配置好相关信息后,进行编译,然后将做好的内核移植到芯片上㊂主程序采用多线程编程,通过pthread_creat()创建多线程,在线程中初始化串口实现温湿度读取,可燃气体监控,甲醛气体浓度读取以及TCP/UDP通信㊂3.3 下位机实现下位机采用STM32连接温湿度传感器DS18b20㊁甲醛气体传感器MS1100㊁可燃气体传感器MQ-2等,获取各传感器的数值后,通过RS232将数据传给上位机[14]㊂4 结束语设计了一种室内环境监控系统,克服了传统系统的局限性,具有移动性强㊁简单㊁可靠㊁经济㊁便于维护等优点㊂通过测试,客户端运行流畅,既可以运行在Windows上也可以运行在ARM相关平台上㊂该系统能够完成用户的注册和登录,实时查看当前环境的温湿度㊁甲醛气体浓度㊁可燃气体是否超出设置的阈值等关于环境的信息㊂该系统可以实时查看和掌握室内环境的各种环境参数,可以设置各种参数的阈值㊂系统采用计算机和嵌入式相关技术,使用无线通信的方式,具备较强的通用性,易于移动,并且在该系统上可以做二次开发,具备较强的扩展性㊂采用的硬件简单便宜,通用性好,便于更换,具有稳定可靠㊁成本低廉等特点㊂参考文献:[1] 杨振洲,蔡同建.室内甲醛的危害及其预防[J].中国公共卫生,2003,19(6):765-768.[2] 奉 琪,苏 莎,张劲夫,等.长沙市城区大气PM2.5浓度与居民每日死亡关系研究[J].环境与职业医学,2018,35(2):131-136.[3] 刘向举,刘丽娜.基于物联网的室内环境监测系统的研究[J].传感器与微系统,2013,32(3):37-39.[4] 王浩南,刘益成.基于嵌入式Linux系统下的Qt开发[J].电脑开发与应用,2010,23(1):11-13.[5] 赵良好,王 澜,戴贤春,等.搭建基于Qt的嵌入式开发平台[J].铁道通信信号,2018,54(2):37-40.[6] 朱伟兴,戴陈云,黄 鹏.基于物联网的保育猪舍环境监控系统[J].农业工程学报,2012,28(11):177-182. [7] 许 青,刘 方.基于ARM9的室内无线监控报警系统设计与实现[J].电子科技,2013,26(2):103-106. [8] 葛年明,殷彩萍,邵文学.基于STM32的室内有害气体检测系统设计[J].微型机与应用,2015,34(23):20-22. [9] 勾慧兰,刘光超.基于STM32的最小系统及串口通信的实现[J].工业控制计算机,2012,25(9):26-28. [10]祝红涛,李 玺.SQL Server2008数据库应用简明教程[M].北京:清华大学出版社,2010.[11]尤 维.基于无线局域网的TCP协议改进算法的研究[D].长春:吉林大学,2011.[12]王朝华,陈德艳,黄国宏,等.基于Android的智能家居系统的研究与实现[J].计算机技术与发展,2012,22(6):225-228.[13]葛正中.基于Cortex-A9的高清摄像系统设计[D].北京:北方工业大学,2016.[14]李 宁.基于STM32处理器开发应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008.㊃702㊃ 第4期 李 超等:基于Qt的室内环境监测系统设计与实现。