空气质量分析系统的设计

摘要：本文介绍了在VB2010环境下采用“自上而下地总体规划，自下而上地应用开发”的策略开发一个信息分析的过程。通过分析当前环境监测的污染与监测不及时，创建了一套行之有效的计算机分析空气的方案。文章详细介绍了空气质量分析系统的系统分析部分，包括可行性分析、管理职能分析、数据流程分析、处理描述等等；系统设计部分主要介绍了系统功能设计和数据库设计；系统实现部分列出了几个主要的程序框图，并附带了一些主要的窗口和程序。 

关键字:空气质量分析系统；vs2010；sqlserver2010；信息系统

Air quality analysis system

Abstract：This paper introduces the "top-down to the overall planning in the VB6.0 environment, the process from the bottom of Shangdi application development" strategy to develop a information. Through the analysis of pollution and monitoring the environmental monitoring is not timely, create a set of effectivecomputer analysis of air solution. This paper introduces in detail the air quality analysis system system analysis part, including feasibility analysis, management function analysis, data flow analysis, the description of process and so on; the system design part mainly introduced the system function design and database design; system implementation section lists the main block diagram, together with the main windows and programs.

Key words: Air quality analysis system, VB2010;information system

 

目录

第一章 绪论 2

第二章 需求分析 2

2.1系统的背景 2

2.2系统的需求任务 3

第三章 概要设计 3

3.1系统设计思想 3

3.2总体设计 4

3.2.1系统目标设计 4

3.2.2系统功能分析 4

3.3 系统模块功能解析 5

第四章 程序设计 7

4.1数据库设计 7

4.1.1数据表设计 7

4.2程序编码设计 8

4.2.1服务器与客户端的通信协议 8

4.2.2高层协议的发送机制 10

4.4.3用户登录的设计 27

4.4.4端口读取的设计 29

4.4.5查询功能的设计 32

第五章 系统使用说明 37

5.1数据库配置 37

5.2程序部署和使用 37

5.3系统使用场所 37

结束语 38

致   谢 38

参考文献 39

第一章 绪论

   随着人民生活质量的提高，空气问题越来越受到社会的关注。人类对自己的生活环境也有了较高的要求。然而，快速发展和环境质量的这一对立的矛盾体，已经让现在的环境问题越来越严峻，并且引起了人们的极大担忧。从市场的发展前景看，物质和精神文化的丰富，人们也愈来愈关注环境质量的改善问题。

我国是人口基数最大的国家，城市化发展迅速，东南沿海人口密集。东西部差异较大。城市化的发展，让我们的很多城市都受到了不同程度的污染，尤其是空气的污染，直接对我们的身心健康造成伤害,人们疾病的发生率也逐年提高。空气中的污染物主要是由可吸入颗粒、二氧化硫、二氧化氮等物质组成。

虽然近年来污染物排放有所减低，但污染仍然很严重。据专家分析，二氧化硫排放量水平仍高于环境承受能力的60%左右。

老的问题还远没有解决，新的问题接踵而来。20多年来，中国对大气污染的控制是十分有限的，主要针对一些常规污染物，如二氧化硫、烟尘、工业粉尘等。虽然通过努力这些污染物排放量有所减少，但是环境污染的严峻形势并没有得到扭转，大气中的氮氧化物污染已经呈现出明显的恶化趋势。但遗憾的是政府部门对此并没有给予足够的重视，因此并没有得到应有的控制。氮氧化物污染加重，有些城市已出现光化学烟雾现象。因此，当代的人们需要时刻关注着空气的质量，这样才能提高我们的生活质量

 

第二章 需求分析

2.1系统的背景

随着人民生活水平的提高，人民越来越追求高质量的生活。现在空气质量日益变差，人民对坏境问题也越来越重视。人民需要时刻的关注空气的变化，了解空气，最后采取相应的措施去解决这些问题。

2.2系统的需求任务

1、实时监测和收集空气数据。 空气质量的好坏与气体组成有关系，其中包含了PM2.5和粉尘。对PM2.5监测是检验空气质量必不可少的元素。比如，我们都想知道自己现在所处环境的PM2.5的值是多少，我们所处环境的空气是否处于健康状态，这时人们就要进行实时的检测，系统则会检测出当时的空气质量，从而人们则可以采取相关的措施来缓解当前环境空气问题，来提高空气质量。

 2、分析与统计空气质量。对于每天都会收集空气数据信息存入数据库，当人们需要统计一周或者一月的空气质量，则可以调用历史数据表，计算出此周或者此月的空气质量平均数据。

3、 分析空气的变化情况。将收集的数据信息导出形成柱状图，可以清晰观察空气质量的变化以便更好的分析空气信息。

第三章 概要设计

3.1系统设计思想

1、空气质量分析系统是属于信息分析的系统,其开发主要包括底层数据的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。空气质量分析系统使用的是SQL Server2010的数据管理系统和以Visual Studio2010为开发工具。

2、首先进行系统设计分析，系统设计主要包括系统功能分析、系统模块设计以及运行环境的选择、系统实现过程。

3、然后根据系统功能分析设计出需要的数据库，绘制系统数据流图与总结数据字典、设计数据库结构。

4、最后在实现各个功能模块时，采用先模块后系统集成的方式，即各系统功能模块分别独立设计和调试，在创建系统主窗体时才将各个功能模块通过主窗体菜单系统集成到一起，最后进行系统整体的设计和调试。

3.2总体设计

3.2.1系统目标设计

系统开发的总目标是实现空气质量监测的系统化、规范化和自动化。能够对空气信息进行采集，也就是将空气的的基本信息（如：PM2.5、温湿度等）实时读取出来或者预先存入数据库中，供人检索。客户端和服务器要事先定义好系统的通信协议，然后根据协议来写程序，客户端要发送协议，服务器接受协议，并且解包协议，将解包好的协议返回给客户端，客户端根据发送过来的协议读取数据。例如是查询PM2.5还是湿度，是历史查询还是实时查询，这些客户端都要进行全面的设计。

3.2.2系统功能分析

1、实时监测:空气质量的好坏与气体组成有关系，其中包含了PM2.5和粉尘。人们对PM2.5监测是检验空气质量必不可少的元素。比如，我们都想知道自己现在所处环境的PM2.5的值是多少，我们所处环境的空气是否处于健康状态，这时人们就要进行实时的检测，系统则会检测出当时的空气质量，从而人们则可以采取相关的措施来缓解当前环境空气问题，来提高空气质量。

 2、历史记录查询:为了能够方便分析与统计空气质量。对于每天都会收集空气数据信息存入数据库，当人们需要统计一周或者一月的空气质量，则可以调用历史数据表，计算出此周或者此月的空气质量平均数据。

3、 历史变化：为了清晰的分析空气的变化情况。将收集的数据信息导出形成柱状图，可以清晰观察空气质量的变化以便更好的分析空气信息。

4、服务器功能：客户端发送请求服务器会发送与之对应的数据，服务器要解析客户端发来的协议，将协议解包出来发送给客户端，服务器还要每天定时的更新数据，将收集的空气信息放入缓存，然后再放入数据库。

 根据以上功能，将系统分为两个层面，即展示层与服务层。展示层负责界面的搭建与美化，还要能将数据很好的读取出来，并且展示层要将数据打包，可生成报表，方便打印出来。服务层主要是底层数据处理这块，负责将系统连接到数据库，并且接应客户端的需求，将代码封装在类中，将数据加密处理并且产生随机数。最后两端都要将系统的通信协议充分融合，避免出现错误指令的情况。 

概念设计阶段主要任务和目标是根据需求分析的结果，包括一般联系实体，画出对应的ER图。对于复杂的系统，通常首先要对它的各功能模进行分析，然后再把它的功能结构图画出来，便是设计和优化。

参考文献

1、陶宏才.数据库原理及设计[M].北京:清华大学出版社.2004.                                                                              
2、陆丽娜.软件工程 [M].北京:经济科学出版社.1999    
3、郝志恒、 刘舫.Visual Basic 6.0 编程篇[M] 北京;电子工业出版社  2004
4、刘世峰. 数据库基础与应用[M] 北京; 中央电大出版社  2003
5、王静霞. 单片机应用技术[M] 北京;电子工业出版社 2013
6、陈天娥 .物联网设备编程与实践[M] 北京;高等教育出版社 2014
7、史荧中 、 刘培林 .C#可视化程序设计案例教程[M] 北京:机械工业出版社 2013