物联网监控系统中人机界面的设计

摘要：本文是采用VB等上位机编程软件，完成物联网主控PC的人机界面设计，实现人机界面与数据库的连接，并将相关的模块的数据信息和图文信息实时更新显示（如温度信息，图像信息等）。

关键词：物联网；人机界面；模块；信息

【中图分类号】 TP277 【文献标识码】 B【文章编号】 1671-1297（2012）09-0290-01

引言

人机界面设计是指通过一定的手段对用户界面有目标和计划的一种创作活动。大部分为商业性质、少部分为艺术性质，也称为用户界面。随着科学技术的迅猛发展，物联网相关技术遍及智能交通、智能消防、工业监测、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。据分析，在未来3年内中国物联网产业将在智慧电网、智能家居、数字城市、智能医疗、车用传感器等领域率先普及，五个领域将实现三万亿的总产值。中国与美国、德国、韩国一同成为物联网国际标准的主导国，标志着我国在未来物联网发展领域将占据举足轻重的地位。物联网与人机界面的联系也越快来越紧密。

一 人机界面设计总体介绍

物联网监控系统的人机界面主要由主界面、用户管理模块、图像显示与检测模块、数据信息显示界面组成。

系统人机界面特点：

（1）系统的功能布局模块化，使人机界面更加合理，具有逻辑性。

（2）布局清晰，功能类似或安全等级相同的排列在一起，按钮一目了然，不易失误。状态指示应清晰，正确。

（3）操作简单易学，操作人员可以轻松掌握系统界面操作方法。

人机界面主要功能是显示监控系统的各项功能，允许授权人员实现对监测系统的监控，能够通过人机界面实现对整个系统关键技术信息的浏览与修改，管理各个单元的工作。

二 主界面简介及系统用户管理模块介绍

主界面中总体显示本系统的总体功能，系统采用多文档界而设计，在父窗口中放置菜单，其中包括系统用户管理、系统查询、数据库管理与查询、帮助和退出功能。系统用户管理模块实现对用户的管理，添加用户和浏览用户的功能，不同等级的用户拥有不同的权限，从而保证系统安全运行。本模块实现的功能有：

1.用户登录界面。是系统运行后用户所看到的第一个界面，所有用户只有登陆后才可以浏览整个界面。程序中通过使用adodc控件连接到数据库，只有数据库中存在的用户，并且在正确输入用户密码的情况下才可以登陆。参数设置模块只有管理员可以看到和操作，从而保证系统运行安全。

2.增加新用户，浏览用户界面。可以实现的功能有：创建用户，删除用户，修改用户名称、等级等。通过与系统数据库连接，所有数据存储在数据库中。

三 系统检测模块的设计

系统检测模块是整个人机界面的中心模块，包括温度检测、无线红外监控接点检测等。各检测界面主要完成相关图像的检测、显示、相关数值设定、图像处理，同时可以自己设置参数。该模块主要包括一些几个方面的内容：

1.MSCOMM控件及串口通讯协议的研究

本文中主要利用VB来实现串口通讯，VB语言中MSComm控件操作过程简单，提供了完善的串行数据发送和接收功能，能够使PC机方便地与外部设备通过串口进行数据交换，还可以通过属性的方式提供了串口参数的设置，增强了系统的通用性和可移植性。在进行通讯之前，首先要正确设置MSComm控件的各个属性。为了保证采集到的数据真实、可靠的温度数据，我们在进行串口通信时按照指定的串口通信协议进行连接通讯。本文中采用数据体长度包括：地址+帧序列号+指令类型+数据的形式保证数据传送的准确性。

2.温度采集系统主控界面

温度检测界面的设计是整个上位机软件设计的重点之一，它直接整个系统监控效率的高低。硬件部分利用DS18B20温度传感器，它具有全数字温度转换及输出、先进的单总线数字通信、最高12位分辨率，精度可达土0.5摄氏度、12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒等特点。对于软件部分，下位机接收到指令后向本系统中的采集模块发送采集命令。若上位机正确接收到合法数据，则表示和下位机建立连接成功，可以导入数据了。如果上位机没有正确接收到合法数据，则表示下位机未准备好。与下位机建立连接成功之后，就可以导入数据了，但导入的数据并不是真实的温度数据，还要经过一定的处理，才能得到十进制的温度数据。采集温度动作顺序执行两个过程，一是采集数据，二是进行数据处理。数据处理过程是将接收到的数据转换成真实的温度数据，再将这些温度数据通过MSFlexGrid和温度曲线两种方式显示出来，并以文本文档的形式保存供下一个功能"历史温度查询"查询、显示。因此，清晰、人性化的界面设计是整个软件开发的重要前提。该界面可以完成对系统主要设备运行状态的实时监控，包括用不同的颜色来表示温度的上下限设定值，用文本框显示系统温度的运行当前值、最值、接口参数等。用CommandButton控件的C1ick事件完成通讯命令的发送。从而实现对系统实时温度的读取。同时，添加各种控件，导入图片。并通过设置其不同属性，达到了美观、实用的效果。

3.无线红外监控节点的主控界面

无线红外监控节点检测，采用的是HC-SR501人体感应模块，HC-SR501 是基于红外线技术的自动控制模块，对是否有人体侵入进行检测。检测界面设计如图所示。该界面中有四个按钮，分别为开始、停止、测试、复位。用文本框显示系统的返回值。用标签显示监控系统处于的各个状态。并通过设置其不同属性，达到了美观、实用的效果。

四 结束语

本文利用面向对象程序设计的方法，利用Visual Basic 6.0语言，成功设计并开发了物联网监控系统的人机界面。可以实现了温度采集与数据显示的功能、对温度数据进行记录并能进行历史数据查询、曲线绘制及显示、实现了无线红外监控节点的监控功能与状态显示等功能。

参考文献

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[2] 周元庆，刘海龙.基于windows的串行通信及单片机采集程序设计[J]计算机应用，2000，20（6）

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[4] 王向阳，谢双喜，杨明忠.如何利用VB实现串口通信[J] .电脑编程技巧与维护，2002（10）.

作者简介： 许洋洋（1988-），女，主要研究方向：机械电子工程，郑州华信学院机电工程学院。