互聯網智能控制系統設計研究

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由于我國西部地處內陸，東部屬東亞季風區，氣候和天氣復雜，地貌地形多樣，在世界上是受氣象災害影響較為嚴重的國家之一。我國氣象災害具有時間持續長、高頻率發生、災害種類多、且因范圍影響廣、時空分布不均勻、損失較重等特點，每年平均直接經濟損失的造成占自然災害全部損失的70%以上。隨著社會、經濟和氣候迅速變化情況，近幾年來，又呈現新的氣象災害格局和特征，嚴重影響經濟、社會、人類的可持續發展，減災、防災、適應氣候變化將面臨新的挑戰等問題[1]。本文研究的主要是“互聯網+”技術在關于在暴風雨暴風雪的突發性自然災害的緊急安全“避風港”系統的智能控制，該系統采用互聯網技術，通過手機App查看最近天氣情況，也可以找到距離最近的“避風港”。

1概述

1.1自然環境現狀隨著社會的進步和現代技術發展，各種自然變遷或是人為原因導致極端天氣頻發，嚴重的甚至會大量的危及人類的生命安全。比如近年來就出現暖冬的現象，極端情況的發生不僅是出現在我國，在世界各地都有這樣的隱患和災害。針對這一系列的自然環境問題，我們也在思索出路和最佳的解決方案，誠然，協調人類與自然環境的平衡是值得我們深思并付出實踐的問題。由于環境問題，全球氣候變化，導致全球各地的惡劣天氣都有增多的趨向。全球氣候變暖導致海平面上升，沿海城市多洪水、暴風雨等惡劣天氣。而且今年我國多地都有下冰雹，這些惡劣天氣對社會資源和人身安全造成損失與威脅。

1.2研究內容“避風港”是一個智能建筑，主要是用來給在露天場地突遇惡劣天氣的人們躲避風雨用的，一般可以容納4-5人。天氣晴朗時，人們可以在里面躲太陽；遇到暴風雨或者下冰雹等惡劣天氣時可以躲避災害，通常情況下，遇到這種惡劣天氣待在室內才是最安全的。在軟件開發中要利用現有的地圖API，針對周圍的環境要使用戶能夠便捷的查詢到最近或是最為熟悉的避風場所，用戶也能夠自己通過查詢選擇任意場所進行緊急避險?？紤]到我國人口眾多并且復雜多樣的地理環境，智能建筑的選址和建設需要一定的經濟支持，并在合理的控制范圍內提高避風港的利用效率，比如在一些自然災害頻發的地區和相對而言自然災害威脅較小的地區要針對性的進行建設，提高資源的利用效率。在避風場所的建設方面需要綜合考慮各避風地點的合理分布性，尋求各路徑間的“最小生成樹”，在完善的基礎設施前提下盡量縮減建設成本。正如我們所看到的，中國高鐵在世界上處于領先地位，我國目前的高鐵路線已經深入到不僅是城市的邊緣更是偏遠的鄉鎮城市，基礎設施的建設為我國經濟的發展帶來了巨大的收益，現代化程度不斷地提高，極大地方便了人們出行以及生活的方方面面。在避風港基礎設施建設方面也理應精益求精，為人民謀利益、謀幸福、求平安。爭取建立橫跨中國大陸地域上的港灣避難所，真正在危機時刻能有容身之所。

2需求分析

系統需求分析是針對本次項目的面向對象也就是目標用戶進行需求策劃，目的是為了更好的滿足用戶的需求體驗，避風港項目是基于Android系統，通過對當下最流行的開源系統平臺的應用開發，解決深受自然災害問題威脅的現實情況，方便用戶進行有效避難，基于現實需要進行開發，具有現實的可行性。目前是針對于自然災害頻發的地區，加快此部分地區的基礎設施建設，在一定程度上將損失以及造成的后果嚴重性降到最低，后期關于人群的疏散以及逃生路徑的選擇還需要考慮各方面的因素，因為現代化的發展趨勢下，存在大量事先劃分好功能設施的場所，并且各地區大部分城市建筑密度大且人口分布密集，可用的土地資源是相對有限的，尋找合適的場所進行規劃，政府在這一基礎建設方面也需要開展相關工作。

2.1互聯網國內外發展現狀互聯網技術是人類智慧、當代先進生產力的重要標志。目前層出不窮的應用軟件不斷更新著人們的認知和需求，當今全球氣候變化大，自然災害頻繁，若可以預先知道災難什么時候會降臨，或許就能及時避開減少損失。在科技及通訊發達的今天，已經開發出不少關于災難預警的手機App應用軟件，通過App進行及時的消息推送，收到預警并得以逃生。對國內外發展現狀的分析主要是舉例國內外比較具有知名度的App應用，不可置疑的是，這些App都在一定程度上減少了自然災害為人類帶來的風險和損失，都是值得推廣和學習的。

2.2國內發展現狀國內的災害預警App開發種類繁多，不僅是在自然災害方面，在謹防詐騙的方面也卓有成效。由成都高新減災研究所出的手機App“地震預警”（ICL），這款App就是針對于地震災害的預警提示App，該預警系統已經經過超萬次實際地震的公開檢驗，并能夠成功預警網內所有破壞性地震。能夠預警災害的發生但是在災害發生時能夠容納逃生人員的災難避難所設施并沒有相對完善。我們都清楚在大數據的今天，互聯網帶給我們的可能性是我們需要不斷去探索的，真正的利用好這一優勢，對于人類來說是十分有益的，未來科技的發展可能會給我們帶來更對的可能。因此，在開發專門的互聯網“避風港”智能控制系統的同時完善基礎的避風港建設具有現實可行性，能提高應對自然災害的防避水平。

2.3國外發展現狀美國進入產業互聯網較早，其產業基礎好，互聯網在產業領域的應用也相對成熟。目前美國和歐洲都存在傳統互聯網介入產業互聯網的狀況，同時，傳統的實體企業也開始熟練的應用互聯網工具，改變自己的生產和經營模式，從而形成了相輔相成的產業互聯網態勢。國外關于自然災害類型的App應用開發現狀，以日本為例。日本是一個自然災害頻發的國家，但它們的防護預警工作做的非常好，災害預警軟件起到了不可忽視的作用。“防災情報全國避難所”App通過查詢自己住的地方的周邊環境便可以很清晰的看到自己所處位置周邊的避難所，也可以選擇任意位置進行避難所搜索，在地震災害發生時可以幫助人們盡快逃難?！胺罏乃賵蟆盇pp災難涵蓋面相較而言又更為廣泛，包括臺風、地震、火山噴發、洪水、海嘯甚至于周邊災害它都會有提醒。日本不僅對國內災害避險有針對性的措施，對國外游客的人身安全也考慮周全并開發了一款面向中國游客、集防災避難與旅游觀光為一體的手機App，在語言和習慣上都面向中國游客需求進行設計，具有極強的實用性，也順應了當下隨著旅游業的不斷發展，人們也會對旅行安全等方面的條件有所顧慮，因此，針對此類安全防范領域的App軟件開發設計是適合廣泛開發和應用的。

3總體設計

3.1設計構思在“避風港”智能控制系統的設計方面，主要針對于用戶手機客戶端和電腦在線網站。通過實時地圖顯示并設計強惡劣天氣及時提醒，當用戶在露天場合或者其他情況下需要盡快發現最近的遮擋處或是休息以及物資提供處可以通過點擊手機App查看具體的位置。在軟件LOGO的設計方面采用大量和自然環境相關的要素，能夠直白的傳達軟件的設計目的和理念[2]。在軟件UI風格的設計時，整體上避風港智能控制軟件會采用相對簡潔莊重的色調并更加注重實用性，減少繁雜且不必要的開發部分，有針對的提高智能控制系統風險預警功能和災害預警消息傳遞。其開發思路如下：（1）先對整體需求確定，確定整體包含哪些模塊，每個功能模塊對應功能是什么，需要什么數據以及數據之間的邏輯；（2）分析具體模塊對應的內容，按模塊去分析細節問題，如，數據格式、數據的計算方式；（3）將模塊進行一個最小的一個拆分，實現功能可控；（4）細化每一個開發的細節；（5）考慮開發過程中出現的問題，評估影響的范圍，以及對應的解決方案；（6）寫出詳細的文檔步驟，方便后續開發，以及滿足測試，形成組織過程資產；（7）對功能中算法的實現，前期對算法有充分了解，滿足開發要求[3]。

3.2創新之處“避風港”智能控制系統與傳統建筑相似之處在于同樣有避風擋雨的效果；相較傳統建筑創新之處在于，避風港結合了互聯網技術，人們可以在手機App上查看避風港的具體位置，能用手機App控制避風港內的空調系統以及座椅的開關。相比于普通的預警App而言，避風港系統目的通過最為及時的推送，包括國內外自然環境等新聞資訊，同時提供給用戶天氣資訊，用戶能夠實時觀測天氣變化狀況。

4詳細設計

4.1數據庫結構數據庫的開發是整個“避風港”項目的重中之重，在這個階段我們會主要的去進行一系列相關數據的查找和整理，分析各項數據的處理流程，解決最基本的內容需求，包括用戶的信息和針對用戶需求所設計的各類子表，確定各個實體之間的關聯和各個實體的屬性字段等。系統實體分析，系統的實體包括以下幾個部分:天氣預報、時事新聞、路徑搜索、地圖。實體產生的行為：實體的行為包括對于避風港路徑搜索、近期天氣預報獲取、時事新聞的瀏覽、查看周圍地圖詳情。4.2操作流程設計4.2.1注冊流程實現用戶的注冊，首先輸入好用戶名和密碼，若是用戶名已經存在，則需要重新輸入，若是不存在，則判斷密碼和確認密碼是否一致，如若密碼輸入不一致則需重新輸入，如若一致則注冊成功，注冊流程圖如圖1所示。

4.2.2登錄流程實現用戶的登錄，首先輸入用戶名和密碼，判斷用戶名是否存在，若不存在則需要重新輸入用戶名，如若存在，則判斷用戶密碼是否正確，如若不正確，則需要重新輸入密碼，如若正確則登錄成功，登錄流程圖如圖2所示。

4.2.3修改密碼流程實現用戶密碼的修改，首先選中所要修改的用戶密碼信息表中的所要修改行，對密碼信息進行修改，然后點擊確定，新密碼與確認密碼信息一致，舊密碼輸入正確，即可修改成功。

4.3數據結構避風港項目的數據結構分為大概4個模塊，天氣預報模塊、時事新聞模塊、路徑搜索模塊以及地圖模塊，各模塊的具體含義如表1所示，同時包含數據結構的基本組成。在路徑探索的實現上利用最短路徑來構建最小的生成樹，為用戶推送出距離最近的避風港位置。用戶進行目標點查找時通過該算法實現最優方案，具體如表1所示。

5結語

本次系統設計以“基于互聯網的‘避風港’智能控制系統的設計與實現”為題，在正式進行開發之前我們基本對本系統要實現的功能進行了設計，包括各模塊要實現的主要功能以及各頁面的交互。作為避風港智能化控制系統，基本的功能要求是能夠查詢滿足用戶需求的最近的避風地點，在基本功能的實現基礎上增加擴展功能，如天氣預報展示模塊、時事新聞速遞模塊，用戶能夠了解到最新的天氣及新聞動態，方便用戶進行信息瀏覽，獲取最新動態；除此之外，在路徑搜索模塊以及地圖模塊，用戶能夠實時有效的查看周邊地區的環境情況，支持搜索和路徑的導航。此次設計過程中遇到了不少難以解決的困難，避風港智能化控制系統若增設用戶信息模塊則需要存儲大量的用戶信息數據，如何實現用戶信息的安全和基本的界面設計，都是需要考慮和解決的。遇到問題解決問題令我感到不僅是知識方面的收獲，更是自我能力的提升，是對自我學習成果的一種認可。

引用

[1]高歌,趙珊珊,李瑩.近十年來我國主要氣象災害特點及影響[J].中國減災,2012(3):15-17.

[2]張云健.計算機軟件Java編程特點及其技術應用[J].信息與電腦,2019(13):97-98.

[3]劉學玉.JAVA編程語言在計算機軟件開發中的應用[J].電子技術與軟件工程,2022(1):57-60.

作者:魏瑛瓔 張莉 彭金 劉貝貝 單位:湖南應用技術學院信息工程學院