1. 需求概述
1.1 项目背景
首先，温湿度监控系统可以应用在城市集中供暖系统中。天气持续降温，北方早在11月中旬开始了集中供暖。要搞好城市集中供热工程，必须要全面提高供热技术水平。而实现供热系统远程监控是解决上述问题的极佳途径，实现供热系统远程监控，主要是对住户室内的温湿度监控，通过温湿度监控系统中的温湿度传感器，实现采集所有住户家中的温湿度数据并通过标准Modbus-RTU协议输出，传输到电热厂监控平台，使电热厂可以实时了解到住户内的温湿度变化，然后根据实际情况通过自有PLC采集485数据控制现场水阀，实现社区供暖平衡。
其次，温湿度监控系统还可以应用在纺织品加工车间中。温湿度监控在纺织品加工车间中的应用十分重要。温湿度的变化直接影响纺织品的拉伸强度、弹性、纤维直径和摩擦等性能，棉花的强度随着湿度的增加而提高；粘胶的强度随着湿度的增加而降低，大多数纺织纤维的伸长率会随着湿度的增加而增长。除此之外，静电也是纺织品加工过程中的一个主要问题，它与相对湿度直接相关。静电放电会对心脏虚弱或心率正常的人造成直接的健康风险，还会导致材料粘在一起，不易管理；所以在纺织品加工车间必须保证理想的湿度，给纺织厂加湿的有效方法是使用压缩空气和水喷雾系统，将压缩空气和水结合在一起，释放出细雾，而迅速提高湿度蒸发所需的水平。这些都需要可靠稳定的温湿度传感器来进行测量和控制。
然后，温湿度监控系统也应用在温室大棚中。温室大棚的普及，丰富了国人冬季的“菜篮子”。 温度和湿度是植物生长发育的关键因素，由于阴雨天或季节变化造成的光照不足，大棚内保温受天气影响，都会成为大棚植物生长发育的不利因素。想要保证大棚内温湿度在农作物生长范围之内，对温湿度的监测必不可少。
温湿度监控系统可通过温湿度传感器监测大棚内的温湿度，一旦温湿度超过或低于农作物所适宜的温度和湿度，温湿度监控系统中的监控平台可实时联动室内增温/降温设备，保证温室大棚内的温湿度处于农作物生长范围之内。伴随着智慧城市的普及，温湿度监控系统已不仅仅用于以上几个场景中，还可用于机房内温湿度监测、养殖场温湿度监测、药品储存温湿度监测等等多种环境中。
1.2 系统目标
①提升城市居民生活质量。良好的温湿度环境对居民的生活舒适度和健康至关重要，通过监控和调整温湿度，可以改善居民的居住条件，提高生活幸福感。
②提高资源利用效率。合理的温湿度控制能够减少能源消耗，提高资源利用效率，有助于实现节能减排的目标。
环境保护与气候适应。随着气候变化，城市面临更多极端天气事件。温湿度监控可以帮助城市及时应对极端天气，提高气候适应能力。
③提高生产效率和设备运行稳定性。在生产场所，如食品加工厂和医药制造厂，特定的温湿度条件对产品质量和生产效率至关重要。温湿度监控可以确保产品符合质量要求，并及时发现设备故障，避免更长时间的维护。
④保证人员健康安全。室内环境的温湿度过高或过低都会对人体健康产生影响。温湿度监控可以提供一个舒适和健康的工作环境。
⑤支持城市规划和建设。温湿度数据可用于优化城市基础设施设计，提高城市的可持续性和适应性。
⑥天气预警和灾害管理。温湿度监控系统可以实时监测和收集气象数据，帮助城市居民和决策者应对天气事件，如暴雨、台风、暴雪等，并及时采取措施保护城市安全。
1.3 系统结构
2. 系统功能需求
2.1 功能/模块
功能：
数据监控功能、设备控制功能、地理定位功能、视频监控功能
模块：
温湿度传感器模块：这是系统的核心模块，装有湿敏和热敏元件，能够测量温度和湿度。传感器有模拟量型、485型和网络型等多种类型，以满足不同场景的需求。
数据处理模块：该模块负责接收来自传感器的数据，并进行处理和分析。它可以实现数据的实时显示、历史数据查询、数据记录等功能。
控制模块：根据设定的参数和逻辑规则，控制模块可以控制相关设备的运行，以保持环境温湿度的稳定。
2.1.1 功能描述
数据监控功能：温湿度检测设备接入物联网后，可以实时监测和展示温湿度信息。这些信息通常以卡片的形式展示在系统的数据监测界面，用户不仅可以观察每一个温湿度数据，还可以通过点击相应的卡片来查看该点温湿度在一定时间内的历史数据。
设备控制功能：系统支持通过红外控制器或物联网中继器接入网络的空调、除湿机等设备的控制。用户可以在系统的设备控制界面对这些设备进行操作，以确保环境温湿度维持在一个稳定的区间。此外，系统还提供了逻辑功能，允许在达到一定的温湿度值时自动控制设备的启停。
地理定位功能：系统可以收集各种物联网设备的GPS模块数据，从而确定设备的位置，并可以形成一定时间内的运动轨迹。这一功能对物流、供应链管理等行业具有重大意义。
视频监控功能：系统支持视频监控功能，可以与多种视频设备对接，实现对环境的实时监控。
2.1.2 业务流程
第一步，登录系统：用户首先需要登录到温湿度监控系统的界面。这通常涉及到输入用户名和密码，或者使用其他身份验证方法，以确保只有授权的用户能够访问系统。
第二步，查看实时监测数据：登录成功后，用户可以查看当前的温湿度实时监测数据。这些数据通常以直观的形式（如卡片、图表等）展示在系统的数据监测界面上，便于用户快速了解当前环境的温湿度状况。
第三步，设备控制：根据实时监测数据，用户可以通过系统的设备控制界面，对连接在系统中的空调、除湿机等设备进行远程控制。
第四步，参数设置与调整：用户还可以在系统中设置和调整温湿度的标准上下限。一旦温湿度超过这些设定值，系统会自动触发报警机制，提醒用户及时关注并处理问题。
第五步，历史数据查询与分析：除了查看实时数据，用户还可以查询历史数据，并利用系统提供的数据分析工具，对温湿度变化进行趋势分析和预测。这有助于用户更好地理解环境状况，并制定相应的管理策略。
第六步，报警处理：如果系统发出报警提示，用户需要及时响应，查看报警信息，并根据情况采取相应的措施。这可能包括调整设备设置、检查设备状态或联系维护人员等。
第七步，退出系统：完成所有操作后，用户应确保安全退出系统，以保护数据和系统的安全。
2.1.3 用户界面
3. 系统非功能需求
①安全性需求：系统需要确保数据的安全性，防止数据泄露或被非法访问。同时，系统应具备抵抗外部攻击的能力，如黑客攻击或病毒入侵，保证系统的稳定运行和数据安全。
②可靠性需求：系统应提供高可靠性的服务，确保温湿度数据的准确获取和传输。在设备故障或网络中断的情况下，系统应具备容错和恢复能力，以保证数据的连续性和完整性。
③易用性需求：系统应提供友好的用户界面和操作方式，方便用户进行温湿度数据的查看、设置和管理。同时，系统应提供清晰④的提示和错误信息，帮助用户快速定位和解决问题。
可维护性需求：系统应易于维护和升级，以便适应未来技术和业务的变化。系统应提供详细的日志和监控功能，方便管理员进行故障排查和系统优化。
⑤可扩展性需求：随着智慧城市的发展，温湿度监测点的数量可能会不断增加。因此，系统应具备可扩展性，能够支持更多的监测设备和更大的数据量。
⑥性能需求：系统应具备良好的性能，包括快速的数据处理能力和高效的数据传输速度。同时，系统应能够实时响应用户的查询和操作请求，提供流畅的用户体验。
