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物联网技术-课程报告(2020版)-胡成成1
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2022-08-03
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摘要:针对人们对时间观念的弱化,尤其是大学生对时间的荒废问题,本文设计了一套帮助他们管理时间的物联网系统——“时间管理者”。通过设置贴片形式的传感器节点,基于
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物联网技术课程报告 2020
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“时间管理者”系统设计报告
姓名:胡成成 学号:41724260
北京科技大学计通学院通信 1701 班
摘要:针对人们对时间观念的弱化,尤其是大学生对时间的荒废问题,本文
设计了一套帮助他们管理时间的物联网系统——“时间管理者”。通过设置贴片
形式的传感器节点,基于 Android 设计实现软件功能,与传感器节点交互,并通
过基于 Nginx 搭建的与服务器提供相关同步服务,通过 SQL 语言设计关系型数
据库,最终选择 ZigBee 通信方式进行软硬件的数据通信。来帮助大学生管理好
时间,完成每天任务,充实每一天的生活。
关键字:传感器节点设计;Android;Nginx;SQL;ZigBee。
Abstract:Aiming at the weakening of people's conception of time, especially the
problem of college students' lack of time, this paper designs a set of Internet of Things
system to help them manage time--"time manager". By setting up sensor nodes in the
form of patches, implementing software functions based on the Android design,
interacting with the sensor nodes, and providing related synchronization services with
the server based on Nginx, designing a relational database through SQL language, and
finally choosing ZigBee communication method to achieve software and hardware
Data communication. To help college students manage time, complete daily tasks, and
enrich each day's life.
物联网技术课程报告 2020
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1. 引言
本文设计灵感源于生活,应用于生活。着重解决生活中遇到的痛点问题,通
过物联网技术所学的知识来尝试解决问题,锻炼工程实践与系统设计的能力。
随着人们的生活水平不断提高,生活的方式越来越多样化,人们对时间的观
念反而越来越薄弱。有句古话说得好“时间就是金钱”。现代人忙碌着怎么去赚
钱,却忽略了时间这一宝贵的财富。本文就针对现在很多对时间的忽视,耗费大
把时间荒废,没有规划很迷茫的人,特别是在校大学生,更应当规划好自己的时
间,为自己的人生负责,为自己未来的路打好基础,收获丰硕的知识,以便在自
己的行业做出一番成就。
因此,本文针对这一现象,将从物联网设计的角度思考问题,通过专业知识
解决发现的问题。本文第一节对全文进行概括,第二节介绍系统的研究背景,第
三节对系统架构进行设计,第四节进行技术方案实现与分析,第五节进行方案与
工程分析,第六节进行总结与展望。
2. 研究背景
2.1 问题引入
随着人们的生活水平不断提高,生活的方式越来越多样化,人们对时间的观
念反而越来越薄弱。常常出现一天好像什么也没干就过去了的现象,大把的时间
浪费在没有意义的事情上,自己却没有及时发现。尤其是正处于青春年华的大学
生,更是要对自己的生活有很好的规划。然而,很多大学生却没有这样的观念,
在大学荒废了大把的时间,没学到什么东西,生活过的也不充实,但是反思自己
却又发现不了自己的时间都花费在哪里了,久而久之,产生恶性循环,对时间管
理的忽视导致对他们的大学生活甚至未来的发展产生很大的危害,例如:自制力
下降,自信心缺失,懒惰等等坏习惯。针对这一现象,是否可以设计出一种物联
网系统,通过铺设很多小小的贴片,粘在自己的日常生活用品上,通过设计一款
手机软件与贴片进行通信,从而达到提醒自己在规定时间去完成自己的计划?例
如:在自己的书本上粘上贴片,在专有的软件上为这个贴片设置一个标签(Tag),
每个标签就是一个任务,可命名为“看书”,可以在软件上设置该任务的时间,
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比如从上午 9:00 到 10:00 看书,这样贴片会在 9:00 发出类似于“滴滴”的提醒
音,提醒使用者完成“看书”的任务,同时贴片和手机开始计时,记录你实际完
成任务的时间,并保存在软件内,以日历的形式记录每天每个时段的时间都在花
在哪里,并通过数据处理的方法及时分析出自己每天、每周以及每月在每个任务
上花费的时间占比,从而更好地了解自己的时间都花费在哪里了,便于下一步的
决策与规划。
2.2 痛点分析
对于问题引入中的现象,可以看出,主要的校园生活痛点问题是大多数人忽
视时间的管理,究其原因,主要包括:
(1) 时间管理太麻烦,凭借传统的“手账”记录方式较繁琐,难以坚持
(2) 自制力差,大量时间花费在娱乐方面,没有相应的提醒与措施
(3) 对花费的时间没有总体的认知,不知道自己所干的事花费的时间比重
(4) 过于依赖手机,手机上的诱惑信息很多,仅凭借手机提醒自己,很容
易导致很多时间的浪费,例如:微博发送了一条推送内容,忍不住打
开去看,从而导致计划的打乱与时间的浪费。
(5) 过于迷茫,没有规划,没有生活规划的任务推荐
(6) 办事注意力难以集中,效率低下
2.3 需求分析
根据痛点分析,针对这些问题的原因,提出相应的用户需求:
(1) 需要简化任务的记录方式,构建任务实现的奖励机制
(2) 对于娱乐任务,需要设置时间限制提醒,必要时需要强制关闭的程序
(3) 需要时间数据的处理分析,生成时间管理报告
(4) 将任务提醒机制尽可能从手机移到简单便宜的物联网设备上
(5) 根据时间管理报告,通过智能算法推荐生活任务,帮助提升自我
(6) 播放大自然的声音,设置任务倒计时,通过添加紧迫感让用户更专注
3. 架构设计
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3.1 功能架构
对于系统的功能设计,从硬件和软件两个角度分别有不同的功能,以及软硬
件交互的特殊功能等等,甚至有些需要进行云端处理的操作都要进行详细的架构
设计。
3.1.1 贴片功能性设计
首先贴片的物理特性应该具有小巧,便携,功耗低,可重复利用等特点。
具体包括以下功能:
(1) 可轻易吸附任何材质表面,不怕磕碰,有可识别编号
(2) 可在未使用是自动休眠,降低功耗
(3) 能够发出提示音,同步手机软件定位任务需要的工具
(4) 能够计时,可通过按压贴片开启和关闭计时,并同步软件端控制
(5) 有指示灯进行任务终止强提醒,对一些限时任务(玩游戏等)
(6) 可通信,连接手机并接入网络将数据上传云端
(7) 可定位,定位发出预设声音和指定颜色灯光
3.1.2 软件功能设计
软件服务应与贴片相匹配,具有可控制,轻量级,简约化的特性。具体包括
以下功能:
(1) 可注册登录,通过云使得不同设备上登入的用户数据同步
(2) 授权设备可与多个贴片通信,并可为不同贴片设置标签和信息,以及
控制贴片状态
(3) 可计时,可提醒(闹钟形式),可存储任务时间数据
(4) 预设各类任务与自定义任务,可设置时段,并同步手机日历
(5) 可视化统计时间数据,生成数据分析报告与图表
(6) 给日常计划进行重要性排序,对重要性等级高的任务与计划提醒强度
增加
(7) 可根据时间管理分析报告智能提供一些任务建议
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