【《基于血氧心率与位置监测的溺水报警系统的硬件和软件设计案例》5500字】

第3章系统硬件设计基于血氧心率与位置监测的溺水报警系统的硬件和软件设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u23967基于血氧心率与位置监测的溺水报警系统的硬件和软件设计案例 II2系统软件设计2.1网页设计2.1.1总体设计本系统网页部分主要为安全管理员使用。该部分主要的功能包括地图定位功能和信息监测功能。使用者可以在地图页面看到游泳者的位置，还可以在信息统计页面发现游泳者的具体生理信息，实时监测是否有疑似溺水的危险情况。2.1.2页面设计本系统网页部分设置两个页面，地图管理页面和信息管理页面。管理员通过固定地址访问到溺水报警系统网页部分，会进入到地图管理界面。如图2.1所示，地图上会出现两个红点，一个跳动的红点代表游泳者的实时位置，一个静止的红点代表管理员的实时位置。点击跳动的红点，会弹出选择溺水设备对话框，点击打开即可进入该游泳者的具体信息界面。本系统支持多设备协同工作，如果有多设备同时工作，则地图上会出现多个跳动的红点，管理员可以选择任意设备进行信息查看。图2.1地图管理界面如图2.2所示，信息管理界面包含采集到的血氧饱和度、心率值、采集该值的经纬度以及采集到该数值的时间。管理员可通过该信息界面实时查看游泳者的身体状态信息，并通过该信息判断游泳者是否出现异常情况。当出现异常情况时，救生管理员可以通过地图迅速定位到游泳者的溺水位置，同时可根据声音报警辅助寻找溺水者的具体位置，从而实现迅速救援的工作。图2.2具体信息界面2.2服务器设计2.2.1基本描述本系统使用阿里云提供的ECS云服务器，云服务器搭载Linux系统，并在Linux系统上安装tomcat轻型网页服务器，以获取网页的支持。云服务器安全由阿里云团队负责，不用担心云服务器被攻击而导致的数据丢失，数据泄露等问题，使得整个系统的安全性得到极大的保障。服务器对外提供了HTTP协议的接口，本系统的硬件部分可以通过该接口向服务器发送数据，同时服务器会将数据存入数据库。服务器同时承担云数据库的工作，在服务器搭建部分使用SSM框架编写后台管理程序，可以自动管理和处理数据库相关的内容，简化管理人员的工作。2.2.2设计方法服务器端的管理程序使用SSM（spring+springMVC+mybatis）框架进行编写。如图2.3所示，Spring是通过在XML配置文件使用特定的参数去调用实体类的构造方法来初始化对象的，其就像是整个项目的大工厂，负责实例化各种实体对象。由于Spring的这一特性，程序员不需要自己单独new一个对象，而是通过Spring框架帮助我们完成这一工作。SpringMVC负责拦截用户的各种请求，其通过Servlet（即SpringMVC中的DispatcherServlet）承担前后端交互的中介，将用户的请求通过HandlerMapping（即句柄）去配备对应的Controller方法，每个Controller负责解决特定的问题。Mybatis则是对与数据库交互的工具，其是对jdbc技术的封装，将复杂的jdbc操作封装成XML配置文件和Mapper类，使得数据库的底层操作变的透明。Mybatis操作是通过sqlSessionFactory实例进行展开的。Mybatis通过XML配置文件关联到各个Mapper类，Mapper文件通过对数据库的sql语句映射来对数据库进行操作。综上所述，SSM框架将整个后端程序分为Controller层，Service层，Dao层。其中SpringMVC负责Controller层的逻辑定义，Controller层负责接收表单请求，并将该请求与对应的service匹配，同时调用对应的service完成业务功能。Service层负责将复杂的业务分解成多个细粒度的元操作，通过调用Dao层的操作来获取和处理数据。Mybatis为Dao层提供了一个简化的框架，使得Dao层与数据库交互的效率得到大大提高。Spring作为三层的粘合剂，通过依赖注入来统筹规划三层之间的实例对象，降低了三层之间的耦合度，大大提高了代码的复用性，同时方便代码的维护。图2.3SSM框架简图服务端使用MySQL轻量级数据库作为本系统的数据存储部分。如图2.4和图2.5所示，MySQL数据库中包含两个表Location表以及Info表。其中Info表包含6个属性：id（每个记录的标识位）、spo2（血氧饱和度）、hr（心率）、lg（测量数据时的经度）、la(测量数据时的纬度)、time（测量数据时的时间）。Location表包含三个属性：id（每个记录的标识位）、lg（当前设备的经度）、la（当前设备的纬度）。图2.4info表结构图2.5location表结构2.2.3工作流程如图2.6所示，服务器接口获得数据访问请求后，会从访问请求中解析出数据，其中血氧浓度、心率、经度、纬度等信息会被存info对象中，时间属性是根据服务器端的时间存入info对象中。Location对象中存入的经纬度信息为最新的经纬度信息。解析完请求数据之后，对数据进行核验，对不合法的数据不予处理。之后将info和location对象传入service层，对info对象调用插入方法，对location对象调用修改方法，之后将info对象插入到info表中，将location表中的数据修改成最新的location对象中的内容。如果数据库交互过程中出现问题，则输出错误信息，并结束这一过程，若无错误，则返回正确结果。图2.6软件工作流