18物联网智慧农业计划书.docx
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18物联网智慧农业计划书
物联网智慧农业
系统建设实施计划
1.软件设计背景
1.1.软件基本信息
软件编号
软件名称
物联网智慧农业系统
软件开发启动日期
2015-06-26
预计结束日期
2015-09-17
1.2.软件概述
在农业生产过程中，温度、湿度、光照强度、COz浓度、水分、以及其他养分等多种自然因素共同影响农作物生长。
传统农业的管理方式远远没有达到精细化管理的标准，只能算是粗放式管理，在这种管理方式下，通过人的感知能力来管理上述环境参数，是无法达到准确性要求的。
而智能农业，是通信、计算机和农学等若干学科和领域共同发展并相互结合所形成的产物，它将信息采集、传输、处理和控制集成在一起，使人们更容易获得农作物生长各个阶段的各类信息，也让人们更容易掌控这些信息，通过人工智能与农业生产的结合真正实现人与自然的交互。
智能农业的核心问题可以概括为以下四部分，即农业信息的获取、对所获取信息的管理、经信息分析做出的决策、由决策而决定的具体实施方针，在这四部分中，对农业信息的获取是智能农业的起点，也是非常关键的一点，做不到准确实时的获取农业信息，就无法建造真正的智能农业。
而实现智能农业，建立一个实用、可靠、可长期监测的农业环境监测系统是非常必要的
1.3.研究背景
使用人员类型
用户要求
所需的软件功能
系统监测人员
远程电脑客户端或移动设备（手机）查看电板运行状况
系统状态，预警信息。
专业工程师
查看电板运行状况，查询历史数据，设置系统信息。
系统运行历史数据，增加，删除代码，配置系统用户权限。
系统维护人员
维护系统，修改配置系统
软件全部代码
1.4.建设内容
物联网的应用非常广泛，遍及国民经济和人类生活的方方面面，可以说，信息时代，物联网无处不在，所以，对物联网的研究也涉及多个方面，本文主要研究物联网在农业环境监测中的应用，设计了基于物联网的智能农业监测系统，实现目标监测区域内，无线传感器网络节点的自动组网、影响农作物生长的环境参数的实时采集以及上位机的数据分析和远程监测，并从传感器节点数据精度和节能角度出发，对数据进行数据融合处理。
主要建设内容包括：
功能
功能细化
项目规划
确定项目范围
为整个项目的整体计划规划一个范围
获得项目所需资金
资金是支撑项目进行的基础
定义预备资源
以备不时之需
获得核心资源
核心资源是整个项目计划的关键
需求分析
行为需求分析
要了解市场的需求，
起草初步的软件规范
规范实施人的行为
制定初步预算
估算项目进行的大概资金
工作组共同审阅软件规范/预算
要确保软件合法，可实施
根据反馈修改软件规范
进一步完善规范
系统数据融合处理
KDF算法的提出
KDF算法是在传感器节点采集数据之后到将数据传输至上位机之前加入一个数据处理过程
卡尔曼滤波算法
卡尔曼滤波用于感知数据的滤波可以提供统计意义下的最优估计，并且卡尔曼滤波的过程只需要很小的存储空间
KDF算法
KDF算法利用阂值限定计算，能够将设定闭值范围以外的数据直接筛选出来，不经过卡尔曼滤波和加权平均融合的处理，避免了不必要的计算，通过使用误差阂值Ox和超时阂值:
，有效的限制了传感器节点发送数据的时间间隔和传感器节点对数据处理时的计算量
数据融合的方法
KDF算法利用阂值限定计算，能够将设定闭值范围以外的数据直接筛选出来，不经过卡尔曼滤波和加权平均融合的处理，避免了不必要的计算，通过使用误差阂值Ox和超时阂值:
，有效的限制了传感器节点发送数据的时间间隔和传感器节点对数据处理时的计算量
传感器节点的硬件设计
硬件设计方案
低功耗，优良射频性，微型化，低成本，可扩展性
处理器模块
超低功耗，强大的处理能力，系统工作稳定，丰富的片内外设
外部传感器模块
SHT10温湿度传感器，TSL2560光照强度传感器，GSSCZO-SK红外二氧化碳（C02）传感器
无线通信模块
主机通过CSn片选引脚控制数据收发的同步性，采取识别从机FIFO等管脚状态的方式完成数据的收发操作，从机中含有各种功能的寄存器，主机对这些寄存器的操作可以完成从机工作状态的设置。
传感器节点的软件设计
节点软件开发环境
本系统传感器节点软件开发环境选择了瑞典IARSystem公司推出的IAREmbeddedWorkbench（IAREW）
Z-Stack协议栈
协议栈以半开源的形式开放，以库形式出现的网络层可以提供全功能的API函数集，用户可以根据自己的需要修改底层驱动，方便于程序员的开发
网络组建
本系统中的终端节点只能完成数据采集和返回数据的工作，一个网络中可以有多个终端设备
数据传输
终端节点发送数据，路由节点转发数据，协调器节点接收数据，协调器节点将数据上传至上位机
智能监测处理中心前台界面设计
登录界面
该界面是用户进入到智能监测处理中心后最先看到的界面，在该界面中，用户可以根据已经注册的账号和密码进行登录操作
主界面
智能监测处理中心的用户管理、参数管理、节点管理与数据管理功能均在主界面中得到体现，除此之外，主界面中还包括了对本系统的版权声明和系统使用说明
数据管理界面
历史数据显示，实时曲线显示
串口通信的实现
串口通信基础
本系统中，底层的传感器数抓采集网络和上层的智能监测处理中心是通过串口进行数据的上传和控制指令的发布的
Java串口通信
常见的Java串口包有comm2.0.jar和comm3.0.jar两种，分别用于Windows和Linux/Solaris环境下
串口通信的实现
常见的Java串口包有comm2.0.jar和comm3.0.jar两种，分别用于Windows和Linux/Solaris环境下
2.项目组织结构
2.1.组织结构图
2.2.角色和职责
代理
角色职责
●全面负责项目工作
●负责制定项目计划，并有效的跟踪、记录并且协调项目的整个过程
●监督质量保证计划与活动，参与质量保证计划与活动的审核，并跟踪，配合协调项目实施过程中的质量保证活动
●负责建立项目级配置管理，并监督配置管理计划和活动，参与计划与活动的评审
●组织并参与项目期间的评审工作
●跟踪问题和缺陷的处理
●管理项目的变更
●进项项目阶段性和结项总结，负责将项目成果纳入过程资产库
开发人员
角色职责
●项目开发人员完成项目开发工作
●负责模块设计工作，并编写代码
●负责单元测试工作，并形成单元测试报告
●进行软件集成（包括可能性测试）并根据需求修改软件或系统
●按照要求产生项目成果
●编写用户手册
测试成员
角色职责
●完成项目单元测试工作
●支持质量保证活动，并为质量保证活动提供相关文档、代码及分析数据
数据制作人员
角色职责
●整理甲方的数据
●完成数据的融合
3.资源计划
3.1.人力资源计划
姓名
角色职责
扬琴
程序员
编写程序
诸葛明
测试员
测试程序
刘云
客户
李想
会员
王越
审核人
项目审核
4.项目进度计划
4.1.项目周期
2015-06-11到2015-09-12
4.2.进度计划
5.沟通管理计划
5.1.基于问题的沟通计划
问题类型
沟通对象
方式
需求变更
客户，公司分管领导
书面
进度计划变更
客户，公司分管领导
书面
5.2.日常沟通计划
沟通对象
内容
方式
时间
客户
项目进展及问题
周志
每周
项目负责人
项目进展及问题
月述职
每月
6.变更管理计划
6.1.概述
变更一般由变更申请人识别变更，根据变更的内容不同决定是否提交变更申请，变更经理受理并记录变更，对变更进行分析，并上报变更审批小组，变更审批小组决定是否变革变更，并指定变更实施人，由变更证人对变更进行验证。
6.2.变更申请
1、变更申请人识别项目中任何方面的变更需求（如范围，可交付成果，进度，人员）；
2、变更申请人完成（变更申请与处理表）的申请部分，并将其呈交变更经理。
（变更申请与处理表）对需要进行的变更做一概述，包括：
所属项目
变更描述
变更原因
变更紧急程度
3、变更申请人可以是项目组的任何成员或项目相关的人员
6.3.变更分析
1、变更经理（一般项目组是项目经理担任这个角色）受理变更申请，并在《变更跟踪表》中进行登记。
2、根据变更申请事项对变更申请进行分析。
包括分析变更的优先级，成本，风险，利益和影响项等。
3、对变更申请进行审核。
以决定是否需要一份充分的可行性报告。
4、通过委派变更可行性分析人员来启动变更可行性研究。
5、对于涉及基线懂得变更上报变更审批小组。
6.4.变更审批
1、变更审批小组会审核变更经理提交上来的变更申请
2、决定变更是否接受，并签署意见
3、一般变更审批小组是由项目中具有分析和决策能力的角色组成，包括项目主管或更高级的领导。
6.5.变更实施
1、变更实施责任人提供变更实施进度计划。
2、变更实施小组按照进度计划实施变更。
3、将变更后的结果提交变更验证人进行验证
6.6.变更验证
1、变更验证人（一般是测试负责人或QA来担任这个角色）根据变更申请事项验证变更实施结果。
2、记录验证过程，填写《变更申请与处理表》的验证部分。
3、将《变更申请与处理表》转到配置管理员，进行配置项的变更，然后由配置管理员将《变更申请与处理表》转到变更经理处保存，并由变更的处理情况记录《变更跟踪表》。
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