毕设任务书(参考版)

第五章水产养殖水质监控软件开发

5.1 系统概述

5.1.1 开发平台

本文客户端监控软件采用的开发平台为Visual Studio 2010，VS2010是基于.NET平台的由微软公司推出的目前最流行的Windows平台应用程序开发环境。VS2010功能强大，操作方便快捷，可以使用VB、C、C++、C#等多种开发语言进行系统设计、程序设计、代码调试和数据库连接等一系列操作，还可以创建Windows https://www.360docs.net/doc/d34692191.html,应用程序、ASP服务及控制台程序等[56]。

5.1.2 开发语言和窗体

监控软件的编程语言采用C#语言。它是从C语言和C++派生而来的一种安全稳定、简单优雅的面向对象的程序设计语言。它的优点在于兼顾了VB语言的可视化编程和C++语言的高效，因其创新的语言特性、便捷的面向组件编程支持及强大的操作能力成为.NET平台开发的首选语言[57]。

开发窗体选择的是Winform窗体。Winform是Windows form的简称，具备功能强大、操作方便和使用安全三大特点。Winform控件相对灵活，开发人员可以定义自己有特色的新的控件。数据管理功能十分方便快捷，全面支持数据库处理，可以访问数据库中数据，并在窗体中显示和操作。

5.1.3 数据库

数据库系统由数据库和数据库管理系统两部分组成，前者用来存储数据，后者负责完成各项数据处理操作[58]。本系统选用的数据库系统为MySQL，它是一个关系型数据库管理系统，所谓关系型就是将数据保存在不同的地方而不是统一的一个大仓库内，这样大大提高了运行速度和灵活程度。除此之外，它还有一项相比于其他大型数据库的独特优势就是总体拥有成本低，非常适合本系统的开发。

5.2 监控系统功能分析

在设计监控软件系统之前，有必要对监控系统所需要实现的功能做出需求分析，从而有的放矢地设计各功能子模块。针对本系统的特点，做出以下基本需求分析：

1、安全性和保密性要求。为了保证监控系统的安全和数据的保密性，需要设计用户管理模块，用户登录需提供用户名和密码，不同的用户拥有不同的等级权限，以避免无授权的访问和限制不同等级用户的权限。

2、数据监控管理要求。为了实现对四种水质参数的监控，需要设计操作管理模块，除了对数据进行实时监测外，还能对数据进行分析和处理，具备报警功能。

3、报表分析要求。为满足现代监控系统越来越高的要求，需要设计报表管理模块，将从数据库读取的相应数据和采集的数据以表格、图形等报表形式进行分析并导出。

4、水质预报与评价的要求。为满足对水质的预报和评价，需要设计信息融合模块，调用matlab 引擎中的信息融合模型，将从数据库获得的数据处理后送入模型得出预测结果并进行判别。

5、图像与视频显示要求。为更直观监视水质环境和鱼类生长状态，可设计视频与图像模块。

根据以上需求分析，可设计出系统的主要模块，本监控软件系统的主要模块有：用户管理模块、操作管理模块、报表管理模块、水质预报与评价模块、视频与图像模块和通信管理模块。基本架构如图5.1所示。

图5.1 监控软件系统基本架构图

Fig.5.1 The basic architecture diagram of monitoring software system 水产养殖水

质监控系统 用户管理 操作管理 报表管理 水质预报与评价

视频与图像 通信管理 温度监控 溶氧量监控

PH 监控 浊度监控

5.3 各功能模块的实现

5.3.1 主界面

主界面包括目录栏和内容显示区两部分，左端和上端都有一排目录导航栏，单击目录可以进入不同的功能模块，完成各项信息的访问查询和各基本功能的操作，主界面如图5.2所示。

图5.2 主界面

Fig.5.2 the main interface

5.3.2 用户管理模块

登录软件需要授权认可的用户名和密码，并且不同的用户拥有不同的权限等级，权限为1的用户为超级用户，除了访问软件外还具有添加、删除、修改和管理账号及密码的权限，权限为0的用户为普通用户，只具备访问软件的权限。登录界面和用户管理界面分别如图5.3和5.4所示。

图5.3 登录界面

Fig.5.3 login screen

图5.4 用户管理界面

Fig.5.4 user management interface

5.3.3 操作管理模块

操作管理模块主要负责对温度、溶氧、PH和浊度四种水质参数的监控，并

对数据做出分析处理，操作管理主界面如图5.5所示。

图5.5 操作管理主界面

Fig.5.5 operating management interface

操作管理模块下又包含了实时监测、数据处理和数据分析三个子模块。实时

监测子模块能显示监测的时间和监测节点以及水质参数的动态变化曲线，随时间

推移数据不断更新，当显示数据已满时，坐标左移，这就保证了数据显示在视觉

上的连续性。数据处理子模块的作用为在显示实时监测的数据后，对数据值进行

查询和修改处理。数据分析子模块的作用为对监测的一组数据进行分析，包括最

大值、最小值和平均值的显示以及曲线的生成。分别如图5.6、图5.7和图5.8

所示。

图5.6 实时监测界面

Fi.5.6 real-time monitoring interface

图5.7 数据处理界面

Fig.5.7 data processing interface

图5.8 数据分析界面

Fig.5.8 data analysis interface

5.3.4 报表管理模块

报表管理模块的作用在于将监控系统返回的数据形成报表以便更好地进行

数据分析，本软件的报表管理系统主要有表格和曲线图两种分析方式，输出格式为excel或者pdf格式的文本文件。如图5.9所示。

图5.9 报表管理界面

Fig.5.9 report manager interface

5.3.5 水质评价和预报模块

本监控软件的一大特点在于结合了matlab软件，利用信息融合模型对水质做出预报和评价，结果都能在软件中显示。对某一天的温度、溶氧量、pH和浊度四种水质参数同时显示，然后经过信息融合处理，得出相应的水质评价等级和报警状态。通过选中预测时间段，对该时间段内的水质参数建立预报模型，能预报出该时间段后一天的各水质参数，并作出水质评价。如图5.10所示，

图5.10 水质评价和预报界面

Fig.5.10 information fusion interface

5.3.6 视频与图像模块

为了更直观地监视水质环境，本系统还设计了视频与图像模块。图5.11为鱼池某区域的图像。

图5.11 视频与图像界面

Fig.5.11 video and image interface

5.4本章小结

本章主要介绍了水质监控上位机软件的设计及各功能的实现。首先，从应用软件开发的三要素开发平台、开发语言和数据库三个方面简要概述了它们的特点；其次，对本系统软件做出了功能的需求分析，并据此设计了基本结构；最后，

详细介绍了软件各个基本功能模块的实现过程。