甲醛濃度檢測(cè)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

姜旭東　徐鈺頔　吳書(shū)賢　孫耀明

[摘 要]此次設(shè)計(jì)的界面都是用JAVA語(yǔ)言編寫(xiě)的客戶端界面，用來(lái)顯示監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所檢測(cè)到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。通過(guò)JAVA socket實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的接收。用戶登錄的界面需要用戶輸入用戶名及密碼進(jìn)行登錄，登錄過(guò)后，通過(guò)該客戶端聯(lián)網(wǎng)后便可讀取服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，并顯示出來(lái)。

[關(guān)鍵詞]JAVA socket 網(wǎng)絡(luò)連接 用戶登錄界面 數(shù)據(jù)顯示界面

中圖分類號(hào)：U283.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）17-0387-01

0.引言

Java是由Sun Microsystems公司推出的Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言（以下簡(jiǎn)稱Java語(yǔ)言）和Java平臺(tái)的總稱。 1991年，Sun公司的James Gosling，Bill Joe等人，為電視、控制烤面包機(jī)等家用電器的交互操作開(kāi)發(fā)了一個(gè)Oak（橡樹(shù)）軟件，他是Java的前身。當(dāng)時(shí)，Oak并沒(méi)有引起人們的注意，直到1994年，隨著互聯(lián)網(wǎng)和3W的飛速發(fā)展，他們用Java編制了HotJava瀏覽器，得到了Sun公司首席執(zhí)行官Scott McNealy的支持，得以研發(fā)和發(fā)展。由于Oak商標(biāo)已經(jīng)被Oak Technology注冊(cè)，1995年Oak短暫更名為Green，最后更名為Java。Java的得名還有段小插曲。一天，Java小組成員正在喝咖啡時(shí)，議論給新語(yǔ)言起個(gè)什么名字的問(wèn)題，有人提議用Java（Java是印度尼西亞盛產(chǎn)咖啡的一個(gè)島嶼），這個(gè)提議得到了其他成員的贊同，于是就采用Java來(lái)命名此新語(yǔ)言。

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)分為三大部分，用戶登錄界面，數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)顯示界面。其中顯示界面分別顯示甲醛濃度，溫度，濕度和光照度。

單片機(jī)運(yùn)行WiFi驅(qū)動(dòng)，將有關(guān)甲醛的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器。通過(guò)JAVA語(yǔ)言編寫(xiě)的登錄界面輸入用戶名和密碼登錄，PC上的JAVA程序的socket類接收經(jīng)WiFi發(fā)送到服務(wù)器端的甲醛有關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后在顯示界面進(jìn)行顯示，達(dá)到通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)視的目的。通信部分的實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)上是客戶端>>>>>服務(wù)器端>>>>>客戶端的通信，單片機(jī)運(yùn)行WiFi驅(qū)動(dòng)給服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，實(shí)際上就是一個(gè)客戶端，PC從服務(wù)器端接收數(shù)據(jù)并處理，最終顯示在界面上，實(shí)質(zhì)上也是客戶端。通信的雙方需協(xié)商好TCP協(xié)議，需共同使用一個(gè)端口（一般而言，一臺(tái)計(jì)算機(jī)只有單一的連到網(wǎng)絡(luò)的“物理連接”（physical connection），所有的數(shù)據(jù)都通過(guò)此連接，對(duì)內(nèi)，對(duì)外送達(dá)特定的計(jì)算機(jī)。這就是端口），這樣才能保證數(shù)據(jù)被正確的接收。

網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)中的端口并非真實(shí)的物理存在，而是一個(gè)假想的連接裝置。端口被規(guī)定為一個(gè)在0～65535之間的整數(shù)。

網(wǎng)絡(luò)程序中的套接字（socket）用于將應(yīng)用程序與端口連接起來(lái)（程序設(shè)計(jì)者只需創(chuàng)建socket類對(duì)象，即可使用套接字）。

2.軟件設(shè)計(jì)

JAVA語(yǔ)言編寫(xiě)的程序是跨平臺(tái)的而且擁有較高的安全性，所以選擇用它來(lái)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。用JAVA語(yǔ)言中的 swing類來(lái)編寫(xiě)界面，首先創(chuàng)建容器，創(chuàng)建一個(gè)單選按鈕目的是增加一個(gè)“記住密碼“”的單選按鈕控件。使用文本框接收用戶輸入（一個(gè)應(yīng)用程序所有輸入功能的界面幾乎都是文本控件接收用戶輸入的）。通過(guò)javax.swing.JPasswordField類創(chuàng)建密碼框。密碼框與文本框的定義與用法基本相同，唯一不同的是密碼框控件將用戶輸入的字符串以某種字符顯示，如“*”字符，用來(lái)隱藏用戶的密碼。之后通過(guò)add方法將自定義的按鈕和標(biāo)簽添加到創(chuàng)建的容器中，通過(guò)setSize方法來(lái)設(shè)置窗體大小，使用setBounds方法可以設(shè)置添加的按鈕與標(biāo)簽的位置和大小，通過(guò)調(diào)節(jié)位置和大小使界面看起來(lái)美觀。關(guān)鍵的一步是用setVisible（true）使JFrame窗體可見(jiàn)。為了使界面看起來(lái)更美觀，也可以通過(guò)使用setBackgound方法給界面添加背景顏色。這樣客戶端的登錄界面和顯示界面就完成了。

3.雙方協(xié)議

Socket類接收數(shù)據(jù)時(shí)，需要檢測(cè)數(shù)據(jù)才可以開(kāi)始接收，以保證接收到的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。收發(fā)雙方要事先確定一個(gè)協(xié)議，例如接收方只在發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)的包頭為0x00 0x00時(shí)接收這一數(shù)據(jù)，包尾為0x08 0x09則結(jié)束接收。這樣就可以保證接收到完整的正確的數(shù)據(jù)。另外socket類還需使用相同的端口進(jìn)行通信。

4.總結(jié)

JAVA是一種安全簡(jiǎn)潔的編程語(yǔ)言，方便對(duì)界面的編寫(xiě)設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)的接收。代碼較為簡(jiǎn)潔明了，不容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，較為穩(wěn)定。JAVA編寫(xiě)的界面較為整齊，可以使人一目了然，網(wǎng)絡(luò)接收通過(guò)socket類關(guān)于read的各種方法可以有效的解決。整個(gè)設(shè)計(jì)程序思想相對(duì)簡(jiǎn)單，代碼不冗余，可讀性高?？蛻舳私缑娌捎玫氖橇魇讲季?，用到了JFrame類中的setLayout方法，增強(qiáng)了界面的可編程性，能按照自己的想法進(jìn)行布局，達(dá)到想要的完美效果。密碼框中的密碼用“*”字符代替本來(lái)的密碼顯示，很好地保護(hù)了用戶的賬號(hào)安全和隱私，同時(shí)提高了系統(tǒng)的安全性。