【车联网原型系统｜一】项目介绍+需求分析+概要设计

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【车联网原型系统｜一】项目介绍+需求分析+概要设计 https://blog.csdn.net/weixin_46291251/article/details/125807297

【车联网原型系统｜二】数据库+应用层协议设计 https://blog.csdn.net/weixin_46291251/article/details/125808107

【车联网原型系统｜三】树莓派设计+模拟基站程序 https://blog.csdn.net/weixin_46291251/article/details/125808229

【车联网原型系统｜四】adhoc组网+frp内网穿透 https://blog.csdn.net/weixin_46291251/article/details/125808621

【车联网原型系统｜五】前后端分离 https://blog.csdn.net/weixin_46291251/article/details/125808674

【车联网原型系统｜六】效果展示 https://blog.csdn.net/weixin_46291251/article/details/125808845

【源码下载】 https://download.csdn.net/download/weixin_46291251/86227197

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【车联网原型系统｜一】项目介绍+需求分析

绪论

项目概述

物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、 连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。

本系统通过物联网小车实验器材，实现一个基于物联网小车的环境检测系统。用户通过web页面操作小车、管理小车、查看数据；小车不断运动，每隔一定的时间通过传感器对环境进行监测，得到许多数据，并将这些数据发送给基站；而基站可以连接web页面和小车，将用户下发的命令处理后，发送给小车，并且接收小车发送的数据，将这些数据存放到数据库中，同时发送给web页面。

技术选型

场景	技术
后端框架	Django(python)
树莓派编程	python
数据库	Mysql
前端框架	vue(html+css+javascript)
组网	Adhoc

需求分析

系统功能

1、 小车采集环境数据，如温度、湿度、光照、音量等；

2、 小车记录自身轨迹数据，如前进/后退距离、转弯方向、转弯角度等；

3、 小车与小车进行数据交换；

4、 小车与基站进行数据交换（优先）；

5、 基站在web端可视化展示环境数据；

6、 基站在web端还原运动轨迹；

7、 用户可以在基站（即web端）控制小车运动、传感器工作的开始和结束；

8、 web透网，用户可以在手机访问web服务；

9、 加密所有报文；

10、 设置用户访问控制策略。

子系统

前端

前端获取到的用户指令均需按照指定格式发送给后端。

1、 用户控制

（1） 用户可以在前端页面控制传感器工作的开始和结束；

（2） 用户可以在前端页面控制小车移动的开始和结束；

（3） 用户可以在前端页面控制小车移动的方向、速度、时间；

（4） 用户可以在前端页面控制小车返回出发点；

2、 数据展示

（1） 前端页面可以展示小车实际运动轨迹；

（2） 前端页面可以展示小车预计运动轨迹；

（3） 前端页面可以展示传感器监控到的所有数据；

（4） 用户可以在前端查询指定小车数据，如按时间等；

（5） 用户可以在前端查询指定传感器数据，如按时间、传感器种类等进行查询；

3、 用户管理

（1） 用户登录；

（2） 用户分为管理员用户和普通用户，管理员用户可以看到数据库中存储的所有数据，普通用户只能看到自己操作产生的数据；

后端（基站）

1、 与数据库交互

（1）连接数据库，对设计的数据表进行增、删、改、查操作；

2、 与前端交互

后端需要提供接口供前端访问，具体包括：

（1） 控制传感器工作的开始和结束的接口；

（2） 控制小车移动的开始和结束的接口；

（3） 控制小车移动的方向、速度、时间的接口；

（4） 控制小车返回出发点的接口

（5） 获取小车运动轨迹信息的接口；

（6） 获取传感器监控到的所有数据的接口；

（7） 查询小车数据的接口，；

（8） 查询传感器数据的接口；

3、 与小车交互

（1） 发送控制传感器工作的开始和结束的指令；

（2） 发送控制小车移动的开始和结束的指令；

（3） 发送小车移动的方向、速度、时间的指令；

（4） 发送小车返回出发点的指令；

（5） 获取小车运动轨迹信息；

（6） 获取传感器监控到的所有数据；

小车（树莓派）

1、 接收并执行指令

（1） 接收控制传感器工作的开始和结束的指令；

（2） 接收控制小车移动的开始和结束的指令；

（3） 接收控制小车移动的方向、速度、时间的指令；

（4） 接收控制小车返回出发点的指令；

2、 发送信息

（1） 发送小车运动轨迹信息；

（2） 发送传感器监控到的所有数据；

概要设计

DFD图

常规数据流

首先是常规的数据流图，有以下数据的流动：

• web前端页面读取用户的操作，并将操作通过调用API 的形式传给后端
• 后端收取用户操作后，对具体的操作进行处理。然后获得可执行的指令，并通过socket以报文的形式将指令下发给小车（树莓派）。
• 后端发送报文的同时，将操作记录写入数据库。
• 树莓派收到报文后，从中解析出需要的指令。然后根据指令对小车进行控制（移动/开关传感器）小车上的大量传感器可以对环境进行感知，由于路面可能有障碍物，小车对行径路程可能与移动指令有所不同（自动避障）。小车在移动的过程中不断的记录下传感器数据和路径数据，并通过socket将数据反馈给基站（后端）

转发数据流

然后是小车不在基站范围内，但是在其他（基站范围内）小车的通信范围内的数据流图：

• web前端页面读取用户的操作，并将操作通过调用API 的形式传给后端
• 后端收取用户操作后，对具体的操作进行处理。然后获得可执行的指令，并通过socket以报文的形式将指令下发给小车（树莓派）。后端发送报文的同时，将操作记录写入数据库。
• 由于小车不在范围内，所以要对这个报文进行广播（发送给所有基站范围内小车）
• 收到报文的小车B，在判断这是条转发报文之后，直接将报文转发给小车A。
• 树莓派A收到报文后，从中解析出需要的指令。然后根据指令对小车进行控制（移动/开关传感）
• 小车A获取到的数据，通过socket经由树莓派B进行转发，发送给后端服务器。