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用于b s 架构的家电测试软件系统组件设计与实现 摘要 激烈的家电市场竞争要求企业必须在家电出厂前对其进行严格的测试以保 证产品质量，这无形中对家电测试软件的质量和开发效率提出了更高的要求。传 统的软件开发方式已经越来越不适应在家电测试领域中的软件开发，在该领域迫 切需要一种能够快速高效的开发出适应性强、性能优越的测试软件的技术。 此外，各大家电厂商由于对家电测试软件系统没有合理的规划使用，导致在 一个企业内部也会出现各种异构的测试系统。这样，企业也迫切需要一个统一 b s 架构的测试系统来整合企业内部的测试数据和实验室资源。b s 架构的测试 软件凭借自身先天的优点，j 下在为越来越多的家电厂商所采用。 本文i f 是基于上述需求，分析了家电测试软件系统的背景和相关需求，研究 了软件复用和组件技术的发展形势，对家电测试软件系统进行归类划分，取出家 电测试软件系统领域的共同部分并建立起系统模型，通过领域分析，依据具体需 求将其中的功能子系统分解为模块。然后根据系统功能模块图，确定了家电测试 系统涉及的主要组件，并逐一对这些组件进行了设计和实现。最后，本文利用设 计好的组件，通过对一个实例的电冰箱测试系统的设计开发，来验证组件的可靠 性和通用性。 本文的工作主要体现在设计并实现了六种用于b s 架构的家电测试软件系 统的组件，使得以后在开发b s 架构的家电测试软件系统时，不必再“从零开 始”，直接使用这些组件就可以实现该类系统的大部分功能，从而提高了软件开 发效率，降低了开发成本。此外，这也是组件技术在家电测试领域的第一次尝试。 关键宇：b s 架构；家电测试；组件技术 d e s i g na n d im p l e m e n t a t i o no fc o m p o n e n t si nb s s t r u c t u r e dt e s t i n gs y s t e mf o rh o m e a p p l i a n c e s a b s t r a c t i nt h ef a c eo ff i e r c e c o m p e t i t i o na m o n gh o u s e h o l d a p p l i a n c ei n d u s t r y ， m a n u f a c t u r e r sh a v et om a k et h e i rp r o d u c t ss t r i c t l yt e s tb e f o r ee n t r ym a r k e tt oe n s u r e h i 曲p r o d u c tq u a l i t y t h i sl e a d st oag r e a t e rr e q u e s tf o rh i 酿q u a l r yt e s t i n gs o f t w a r e a n dm o r ee f f i c i e n td e v e l o p i n gw a y s t r a d i t i o n a lt e c h n i q u ef o rs o f t w a r ed e v e l o p i n gi s n ol o n g e ra p p l i e dt oh o m ea p p l i a n c et e s t i n ga r e a i tb e c o m e sm o r ea n dm o r e n e c e s s a r yt od e v i s ean e wt e c h n i q u ew h i c hw i l lh e l pu sd e v e l o pt e s t i n gs o f t w a r eb o t h o f h i g ha p p l i c a b i l i t ya n dq u a l i t y i na d d i t i o n ，m a n ym a n u f a c t u r e r sh a v ed i f f e r e n ts o f t w a r et e s t i n gs y s t e ma sar e s u l t o ft h e i r m i s u s i n g t h es o f t w a r ea tt h eb e g i n n i n gt i m e ，w h i c hl e a d st o m a n y h e t e r o g e n e o u ss y s t e m si nt h ee n t e r p r i s e t h e r e f o r e ，ab ss t r u c t u r e ds y s t e mi si ng r e a t d e m a n df o rm a n u f a c t u r e r st o i n t e g r a t e d i f f e r e n ts o f t w a r ea n dd a t ar e s o u r c e d e p e n d i n go ni t si n h e r e n tm e r i t s ，b ss t r u c t u r e dt e s t i n gs y s t e mh a sb e e na d o p t e db y m o r ea n dm o r em a n u f a c t u r e r s 。 b a s e do nt h em e n t i o n e dr e q u i r e m e n t s ，t h ea u t h o ra n a l y s e sb a c k g r o u n da n d r e l a t e dd e m a n d so ft e s t i n gs y s t e mf o rh o m ea p p l i a n c e s ，m a k e sr e s e a r c hf o r d e v e l o p i n gs i t u a t i o ni ns o f t w a r er e u s ea n dc o m p o n e n tt e c h n i q u e ，c a t e g o r i z e st e s t i n g s y s t e m sf o rh o m ea p p l i a n c e st o b u i l ds y s t e mm o d e la c c o r d i n gt ot h es i m i l a r c o m p o n e n t s t h e nt h es y s t e mi sd i v i d e di n t os e v e r a ld i f f e r e n tf u n c t i o n a lm o d u l e s a c c o r d i n gt os p e c i f i cd e m a n d s i nt h ef o l l o w i n gs t e p ，t h ea u t h o rd e t e r m i n e st h em a i n c o m p o n e n t sc o n c e r n i n gt e s t i n gs y s t e mf o rh o m ea p p l i a n c e sb a s eo nt h es y s t e m f u n c t i o n a lb l o c kd i a g r a m ，d e s i g n sa n di m p l e m e n t st h e s ec o m p o n e n t so n eb yo n e i n t h ee n d ，ap r a c t i c a lr e f r i g e r a t o rt e s t i n gs o f t w a r es y s t e mi sd e v e l o p e da sa ne x a m p l et o t e s ta n dv e r i f yt h eu n i v e r s a l i t ya n d r e l i a b i l i t yo ft h ec o m p o n e n t s t h em a j o rc o n t r i b u t i o no ft h ep a p e ri st h es i xc o m p o n e n t sa p p l i e dt o t e s t i n g s y s t e mf o rh o m ea p p li a n c e ，w h i c ha r ed e s i g n e da n di m p l e m e n t e d a sar e s u l t ，r e l a t e d s o f t w a r ee n g i n e e rn ol o n g e rn e e d st od e v e l o pf r o ms c r a t c hi nl a t e rd e v e l o p m e n t i n s t e a d ，t h ed e s i g n e dc o m p o n e n t sc a nb ed i r e c t l yu s e dt oa c h i e v em o s ts y s t e m f u n c t i o n ，t h u s i n c r e a s i n gs o f t w a r ed e v e l o p m e n te f f i c i e n c ya n dr e d u c i n gc o s t i n a d d i t i o n ，w h a tt h ep a p e rp r e s e n t si st h ef i r s ta t t e m p tt h a tc o m p o n e n tt e c h n i q u ei s b r o u g h ti n t od e v e l o p m e n tf o rt e s t i n gs o f t w a r es y s t e mf o rh o m ea p p l i a n c e s 。 k e yw o r d s ：b ss t r u c t u r e ；h o m ea p p l i a n c et e s t i n g ；c o m p o n e n tt e c h n i q u e i i i 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他入已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得! 逵! 麴逡查墓丝盂璧壁型 童明的! 奎拦亘窒2 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 石月蔷日 学位论文作者签名：善暇红签字日期：伊7 年 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定。有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息 研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公 众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：致乳 签字日划：曰年6 月寥曰 导师签字：挑k 签字日期：v 节年石月猡目 用于i g s 架构的家电测试软件系统组件设计与实现 1 绪论 1 1 研究背景及意义 世界家电的生产主要集中在北美、亚洲和西欧，这三个地区生产了占全球 8 3 的家电产品。其中，北美8 0 的产量集中于美国以及美墨边境；欧洲则以意 大利为制造中心；东欧以其廉价的劳动力和接近西欧市场两大优势日渐兴起；亚 洲由于市场潜力巨大，且当地劳动力价格低廉，将成为2 1 世纪最大的家电生产 基地。 在世界范围内，家电厂商呈现美、欧、日、韩四足鼎立的态势。美国家电厂 商以惠尔普、g e 、美泰克为首，主要立足于国内市场，同时通过购并重组和直接 出口进军中南美市场；欧洲家电厂商受到中国小家电和韩国厨房用家电的冲击较 大。其中，伊来克斯公司专攻白色家电，荷兰飞利浦不断巩固其在消费电子领域 的重要地位；日本厂商本土竞争尤为激烈，其市场很难被国外厂商打开，日本家 电厂商在亚洲主要扮演技术提供者的角色；韩国厂商则以低价策略向亚洲和欧洲 市场开拓；而中国则成为世界各大家电厂家降低成本和抢占市场的焦点【l 】【2 j 。 目前，中国家电业已经建立起了比较完备的制造体系。2 0 0 5 年我国共生产 彩电8 2 8 3 2 2 万台，同比增长1 3 0 2 ；销售彩电8 0 4 4 7 万台，同比增长1 0 6 9 ；出口彩电3 9 7 4 6 5 万台，同比增长4 3 3 6 ，出口金额5 0 5 0 8 4 5 2 万美元，同 比增长5 7 5 5 。从2 0 0 0 年以来的彩电生产、销售和出口情况来看，我国彩电产 业自2 0 0 3 年以来增速开始逐年回落，但至今仍保持了两位数的增长，经受住了 行业发展波动的考验。空调内销量占空调总产销量的比重正呈现逐年下降的趋 势，2 0 0 5 冷冻年度空调内销量为1 8 0 8 万台，同比下降3 2 ，同期空调产量的比 重也迅速从2 0 0 4 冷冻年的5 0 下调至3 3 ，而2 0 0 2 和2 0 0 3 冷冻年该指标分别 为6 3 和5 8 。2 0 0 6 年的中国空调市场将出现”寡头垄断”的局面，格力、海尔、 志高、美的4 大家族的市场占有率将首次超过一半。2 0 0 6 年空调市场的整体容 量将达1 4 3 0 万台，但其中8 0 0 万台的销量将主要集中到格力、海尔、志高、美 的4 个品牌上，而其余近7 0 个品牌平均每家的全年销量还不足1 0 万台。但是我 国家电产品出口形势依然相当严峻。欧盟2 5 国于2 0 0 3 年8 月1 3 日开始启动的 关于报废电子电气设备指令，2 0 0 6 年7 月1 日生效的关于在电气电子设 用于b s 架构的家电测试软件系统组件设计与实现 备中限制使用某些有害物质指令，对我国冰箱、洗衣机、空调、微波炉、吸尘 器、熨斗、烤箱、照明设备、玩具、休闲和运动设备等十几类轻工产品出口造成 新的壁垒，使企业发展及产品出口面临严峻挑战【3 】【4 】。同时，我国家电产品在出 口上并没有形成有影响力的自有品牌，出口的产品很多仍是贴牌生产的产品，在 国际市场上的自有品牌建设上需要付出极大的努力 5 1 。 随着节能、环保、智能和安全成为家电发展的主题，全球化竞争的日益加剧 和高端产品的高盈利性使得家电行业技术研发投入进一步加大。为此，为了避免 造成巨大损失，家电制造厂商需要对家电产品进行全面、严格的性能测试 6 1 。由 于需要测试的家电种类繁多，相同种类的家电测试参数及指标也不尽相同，如果 采用传统的家电测试软件系统进行开发，往往会带来开发周期长、开发成本高和 开发效率低等种种弊端。随着家电产品的日新月异和家电测试标准的日益完备， 传统家电测试软件系统的开发方式已经越来越不能满足当前需要。为了加快测试 系统开发速度，保证产品质量，迫切需要研发高效的家电测试软件系统开发工具 来满足智能家电测试控制领域的需求。 1 2 软件复用与组件技术概述 近年来，随着软件技术的不断发展和软件的需求量迅速增加，软件开发者开 始面临一个重大的问题：软件系统规模越来越大，开发周期越来越长，把各种功 能都集成到一个系统中，从而使系统过于复杂，而大多数功能却不能实现灵活地 装卸、单独升级或重复利用。在削减开发成本的前提下，提高应用程序的开发效 率，提升软件系统的质量，缩短上市时间等，这些都使得开发人员承受着压力越 来越大。 在通常情况下，应用软件的开发是从需求分析开始的，经过设计、编码、测 试和调试，到最后交付使用为止。如果每次开发应用系统时都从头开始，则在系 统开发过程中必然会存在大量的重复劳动，如：用户需求获取的重复、需求分析 和系统设计的重复、程序编码的重复、测试的重复和文档工作的重复等等。然而， 现在的软件开发正尽可能地朝着工业化、标准化的方向发展。有人曾戏称：软件 开发的最佳方法是不进行任何开发。而软件复用( s o f t w a r er e u s e ) 技术正是朝着这 一方向努力的一个表现。大多数经验丰富的程序员都拥有自己的私人开发库，在 2 用于尉s 架构的家电测试软件系统组件设计与实现 进行开发软件时，他们大约要用到3 0 的复用代码，这样会使他们的开发效率大 大提高，并且节省很多时间。面向组件的软件复用技术已成为近几年软件复用技 术研究的热点，它正改变着软件系统的开发方式川【8 1 。 在越来越多的软件开发中，软件复用计划正慢慢开始成为标准开发过程中的 强制执行部分。软件复用可以极大地降低软件系统的开发成本和复杂性，但领悟 到复用的潜力、并将复用技术融入到软件开发生命周期之中的开发团队却是风毛 麟角。所谓软件复用就是将已有软件的各种有关知识用于建立新的软件，以缩减 软件开发和维护的成本。软件复用也是提高软件生产力和质量的一种重要技术。 它本质上是运用现存软件系统的产品或工程知识构造新的软件系统，在软件开发 过程中避免重复劳动。其出发点是应用系统的开发不再采用一切“从零开始 的 模式，而是在已有工作的基础上，充分利用过去应用系统开发中积累的知识和经 验( 像需求分析结果、设计方案、源代码、测试计划及测试案例等等) ，从而将 开发的重点集中于应用软件的特有构成成分【9 】。 软件复用的主要思想是将软件看成是由不同功能成分的“组件”所组成的有 机体，在设计编写时，每一个组件都被设计成可以完成同类工作的通用部件。这 样，当把可以完成各种工作的组件一一建立起来之后，把各种不同的组件连接起 来就变成了编写一个特定软件的工作，这对于软件产品的最终质量和维护工作都 有着本质的改变。 软件组件( s o f t w a r ec o m p o n e n t s ) 共生于软件复用，基于组件的软件复用是产 品复用的主要形式，当前复用研究的焦点就是软件组件技术。所谓软件组件是一 种定义良好的、独立的、可复用的二进制代码，包括功能模块、被封装的对象类、 软件框架和软件系统模型等。与面向对象编程语言不同，组件技术是一种更高层 次的对象技术，它是独立于语言的、面向应用程序的，并且它只规定了组件的外 在表现形式，而不关心其实现方法。因此，组件最重要的特征是具有独立于应用 的接口，这个优点可以使它不加修改或者基本不加修改就作为一个部件，并可以 和其它组件一起组装成更大的软件【1 0 1 。复用是组件开发的主要目的。在软件生命 周期的各个阶段，组件复用可以是设计复用、代码复用或开发过程的其它产品复 用，像程序模板、需求说明、规格说明、源代码或目标模块、程序说明、数据说 明、测试说明和测试用例等等。 3 用于b c s 架构的家电测试软件系统组件设计与实现 1 3 系统运行模式与b s 架构简介 一般的系统运行模式大体上可分四种，分别是主机终端模式、文件服务器模 式、客户机服务器模式( c l i e n t s e r v e r ，简称c s ) 和w 曲浏览器服务器模式 ( b r o w s e r s e r v e r ，简称b s ) ，其中现代系统运行模式大多使用c s 模式和b s 模 式。下面我们分别对四种模式做以下简单介绍： 1 ) 主机终端模式 由于硬件投资巨大，现在这种模式已经很少使用。 劲文件服务器模式 这种模式只适用于小规模的局域网，当在用户多、数据量大的情况下，很容 易导致网络瓶颈的产生，特别是在互联网上，这样就很难满足用户要求。 c s 模式 这种模式主要由客户应用程序( c l i e n t ) 、服务器管理程序( s e r v e r ) 两部分组成。 客户应用程序，亦称前台服务系统，它是系统中用户与数据进行交互的部件。后 台服务器程序主要用来负责有效地管理系统资源，比较典型的是管理数据库。当 多个客户并发地请求服务器上的相同资源时，后台服务器程序会对这些资源进行 最优化管理。 4 ) b s 模式 它是一种以w e b 技术为某础的系统运行模式。它是随着i n t e m e t 技术的兴起， 对c s 结构的一种变化和改进，它把传统的c s 模式中的服务器部分分解成一个 或多个w e b 服务器( 应用服务器) 和一个数据服务器，从而构成一个三层结构的客 户服务器体系。它具体包括一下三层： 第一层是客户机，它是用户与整个系统的接口，采用浏览器( b r o w s e ) 运 行软件，如微软公司的m 和n e t s c a p en a v i g a t o r 等。浏览器把h t m l 代 码转化成图文并茂的网页，由于网页具备一定的交互功能，允许用户在 网页提供的各种表格上输入信息，然后提交给后台，并提出处理请求， 这个后台就是第二层的w e b 服务器。 第二层是w e b 服务器，它启动相应的进程来响应客户机发来的请求，并 动态生成一串h t m l 代码，然后把其中嵌入处理的结果返回给客户机的 浏览器。如果客户机提交了包括数据的存取的请求，w e b 服务器还需与 4 用于b i s 架构的家电测试软件系统组件设计与实现 数据库服务器协同合作，以完成这一处理工作。 第三层是数据库服务器，它的任务和c s 模式中服务器的任务类似，主 要负责管理数据库，并于不同的w e b 服务器合作，以协调w e b 服务器 发出的请求。 我们在设计中选择使用b s 模式，因为在b s 结构中，只需安装维护一个服 务器( s c r v e 0 ，而客户端采用浏览器( b r o w s e ) j ：薹_ 行软件，即用户工作界面是通过 w w w 浏览器来实现的，极少部分事务逻辑在前端( b r o w e r ) 实现，但主要事务 逻辑在服务器端实现。而且b s 模式还有以下特点和优点： b s 模式最大特点是用户通过w w w 浏览器可以去访问i n t e r a c t 上的文本、 数据、图像、动画、声音和视频等信息，这些信息都由大量w e b 服务器产生， 而每个w e b 服务器又可通过多种方式连接到数据库服务器。实际上，大量数据 是存放在数据库服务器中的。除了w w w 浏览器，客户端一般不需要任何用户 程序，只需执行那些从w e b 服务器上下载到本地的程序即可，如果在下载过程 中遇到与数据库有关的指令，将由w e b 服务器交给数据库服务器来解释执行， 并返回给w e b 服务器，w e b 服务器又返回给用户【1 1 1 。 b s 结构的主要特点是分布性强，可以随时随地进行查询、浏览等业务处理； 业务扩展简单方便，通过增加网页即可增加服务器功能；维护简单方便，只需要 改变网页，即可实现所有用户的同步更新；开发简单，共享性强。但是，它的一 些缺点是有目共睹的，像数据安全性问题、对服务器要求过高、数据传输速度慢 和软件的个性化特点明显降低等，这些使得传统模式下的特殊功能要求难以实 现。例如：通过浏览器进行大量的数据输入或进行报表的应答、专用性打印输出 都比较困难和不便【1 2 1 。此外，实现复杂的应用构造的困难也较大。虽然可以用 a c t i v c x 、j a v a 等技术开发较为复杂的应用，但是相对于发展已非常成熟c s 的 一系列应用工具来说，这些技术的开发复杂，并没有完全成熟的技术工具供使用。 目前，采用b 缁构架的软件变得越来越流行。从字面意义上来讲，用于b s 架构的软件就是采用b s 结构设计开发的软件。这种软件既有一定的优势，也有 一定劣势，它具有以下几个方面的特点： 1 ) 维护和升级方式简单，工作量大大减少，成本降低。 随着软件系统的改进和升级越来越频繁，c s 系统的改进与升级的成本也越 5 用于b 届架构的家电测试软件系统组件设计与实现 来越高，因为c s 系统的各部分模块中有一部分改变，就要关联到其它模块的变 动。而b s 与c s 处理模式相比，只要客户端机器能上网就可以，大大简化了客 户端。对于b s 而言，服务器端几乎集中了开发、维护等所有工作，因此，当企 业想要对网络应用进行升级时，只需要更新服务器端的软件，对于客户机不做要 求，这样就大大缩减了远程用户维护与升级系统的成本。如果客户端的软件系统 升级比较频繁，那么b s 架构的软件系统的优势就凸显出来，这对那些点多面广 的应用是很有价值的，例如一些招聘网站就需要采用b s 模式，客户端分散，且 应用简单，只需要进行简单的浏览和少量信息的录入。 2 ) 系统的性能 在系统的性能方面，b s 占有优势的是其远程浏览和信息采集的灵活性。无 论何时何地，对于何种系统，只要能够通过浏览器上网，就可以使用b s 系统的 终端。但是，对于b s 结构，客户端只能进行浏览、查询、数据输入等简单操作， 服务器承担了绝大部分的工作，这就加重了服务器的负担。而且，由于客户端使 用浏览器，使得网上发布的信息必须是以h t m l 格式为主，其它格式文件多是 以附件的形式存放的。而h t m l 格式文件的编辑修改不是很方便，这就使得文 件管理很不方便。 1 4b s 架构家电测试软件系统介绍 所谓家电测试软件系统，就是能够对各种家电的一种或多种性能参数进行测 试的软件的总称。对家电测试的过程包括数据采集、数据分析处理、数据存储、 数据查询、测试结果的显示输出和远程数据监控等等，这都是在计算机的统一控 制下自动完成蒯1 3 1 。而实现对一种或多种性能参数的测试任务的家电测试设备 及配套b s 模式软件系统的总体就称为“b s 架构家电测试软件系统。 一般的b s 家电测试软件系统的结构如下图1 - 1 所示： 6 用于b s 架构的家电测试软件系统组件设计与实现 l l 墨集璺! 赂是墨冬璺一 图1 - 1 一般b s 家电测试软件系统结构图 上图是一个典型的b s 家电测试软件系统，它包括数据采集设备、数据处理 设备( 包括功率放大器和加转换器等) 、数据库服务器、w e b 服务器和配套的 b s 软件系统。b s 家电测试软件系统的具体流程为：首先传感器通过数据采集 器将现场数据采集回来( 此时的数据是模拟信号) ，数据处理仪器对采集回的数 据先进行功率放大以放大信号或滤除噪音，再进行a d 转换以把模拟信号转换 成数字信号，然后发送到w e b 服务器，w e b 服务器对这些数据进行识别、分类 和处理后，分别存储到数据库中相应的数据表中；之后就可以通过i n t e m e t 运行 和发布数据以供用户使用。这些过程是可逆的，用户可以通过局域网或i n t e r n e t 告知w e b 服务器，要求采集器采集其需要的信息；可以对测试数据进行即时处 理和控制，按自己的实际情况对家电问题进行分析；还可以通过i n t e r n e t 对程序 进行远程维护、升级和调试等。实现测试过程的一切操作都是在家电测试软件系 统上自动完成的，测试人员的作用仅限于编制必要的测试程序或做一些必要的操 作，如开机和对被测家电的简单设置等。 7 用于b ，s 架构的家电测试软件系统组件设计与实现 1 5 本文创新点 本文设计并实现来了六种用于b s 架构的家电测试软件系统的组件，使得在 设计b s 架构的家电测试软件系统时，不必再“从零开始 ，直接使用这些组件 就可以实现b s 架构的家电测试软件系统的大部分功能，从而提高了开发效率， 使开发成本大幅降低。这是组件技术在家电测试领域的第一次尝试。 1 6 作者的主要工作 本文为了解决目前国内家电测试领域的“软件危机”，对大量家电测试软件 系统进行分析，结合组件开发的具体方法，提出了一种用于b s 架构的家电测试 软件系统组件的思想，建立了相关组件的结构模型，逐一实现了各个系统功能组 件，并将该组件应用于家电测试软件系统的设计与实现，对其进行验证，迈出了 家电测试软件系统智能化开发的重要一步。作者参与了整个项目从需求分析、概 要设计、详细设计、代码实现和系统测试验证的各个步骤，着重于该系统的软件 系统设计与实现。该系统还有待完善，尤其是在适用的广泛性上还需做大量工作， 但这毕竟是组件技术在家电测试领域应用的一个尝试，希望籍此推动该技术得到 更广泛的应用。 1 7 本文组织结构 本文是对基于b s 构架的家电测试软件系统组件的应用研究，对于解决家电 测试领域的“软件危机”具有重要意义。 本文分为5 章，每一章的内容安排如下： 第一章绪论 本章介绍了国内外家电行业现状及发展动向，对组件技术、b s 构架和一般 的b s 家电测试软件系统整体构架及其工作流程做了简单的介绍，据此论证了用 于b s 构架的家电测试软件系统组件设计的可行性与与优越性；还对本文的创新 点、作者所做的工作和本文的组织结构做出了介绍。 第二章b s 构架的家电测试软件系统数据库简介 本章给出了选择o r a c l e 数据库的理由，对j d b c 接口进行了概述，分析了 8 用于i f s 槊构的家电测试软件系统组件设计与实现 o r a c l e 对j d b c 的支持；并对用于一般家电测试软件系统的现有数据库进行了介 绍，包括对其概念模型和逻辑结构的介绍。 第三章用于b s 构架家电测试软件系统组件的设计与应用 本章首先介绍本文所做设计的开发环境，根据用于b s 架构的家电测试软件 系统整体构架对系统功能进行提取，划分成六个模块，并根据系统的功能划分出 六种通用组件，之后对这六个组件进行了详细设计和实现，并对各组件实现的关 键技术及算法进行了详细描述。 第四章组件应用案例 本章以电冰箱测试系统为例，分析了该系统的功能和构架，利用之前设计实 现的各组件对该系统进行了实现。 第五章结论与展望 本章对全文的研究工作进行了总结，对用于b 厣构架的家电测试软件系统的 组件技术的发展做出了展望。 9 用于b 届架构的家电测试软件系统组件设计与实现 2 系统数据库简介 本文涉及的所有组件都是基于实验室原有家电测试系统的数据库结构，以下 是对现有数据库的介绍。 2 1 数据库平台概述 2 1 1 数据库平台选择 当前市场上流行的数据库产品主要有m i c r o s o f ts o l s e r v e r ，s y b a s e ，o r a c l e 与d b 2 等。对于这几种市场主流的大型关系数据库产品，各有其自己的特色和 优劣性，其中应用最广的非m ss q ls e r v e r 和o r a c l e 莫属。前者和w i n d o w s 操 作系统平台紧密相连，后者则在w i n d o w s 和u n i x l i n u x 平台上都适用，而一般 企业应用都是在u n i x 服务器上。另外，在国内的企业管理型系统中应用较多的 还有s y b a s e 和d b 2 。 综合考虑到o r a c l e 在并发性、数据库整体设计、结构化查询语言支持、数 据仓库和报表特性、整体稳定性等方面的优势，我们采用了o r a c l e1 0 9 作为开发 所用的数据库管理系统。 o r a c l e1 0 9 是为网格计算设计的第一个关系数据库，它尽可能以最低的成本 和最高的服务质量来提供信息，只有o r a c l e1 0 9 提供了企业网格计算所需的集 群、工作负载管理和数据中心自动化，以及小型企业所需的应用性。o r a c l e1 0 9 是以高级结构化查询语言( s q l ) 为基础的大型关系数据库，通俗地讲它是用方便 逻辑管理的语言操纵大量有规律数据的集合。它还是一个分布式数据库系统，支 持各种分布式功能，特别是支持i n t e m e t 处理，是目前最流行的b s 体系结构的 数据库之一【1 4 1 。o r a c l e 数据库引入了共享s o l 和多线索服务器体系结构，这减 少了o r a c l e 的资源占用，并增强了o r a c l e 的能力，使它在低档软硬件平台上可 以用较少的资源支持更多的用户，而在高档平台上可以支持成百上千个用户；它 提供了基于角色( r o l e ) 分工的安全保密管理，在数据库管理功能、完整性检查、 安全性、一致性方面都有良好的表现；它还提供了新的分布式数据库能力，可通 过网络较方便地读写远端数据库里的数据，并有对称复制的技术【1 5 j 。 1 0 用于聊s 架构的家电测试软件系统组件设计与实现 2 1 2j d b c j d b c ( j a v ad a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ，j a v a 数据库连接) 是一个面向对象的应用 程序接口( a p i ) ，通过它可访问各类关系数据库。j d b c 也是j a v a 核心类库的 一部分。j d b c 的最大特点是它独立于具体的关系数据库。与o d b c ( o p e n d a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ) 类似，j d b ca p i 中定义了一些j a v a 类分别用来表示与数 据库的连接、s q l 语句、结果集以及其它的数据库对象，使得j a v a 程序能方 便地与数据库交互并处理所得的结果。使用j d b c ，所有j a v a 程序( 包括j a v a a p p l i c a t i o n s ，a p p l e t s 和s e r v l e t ) 都能通过s q l 语句或存储在数据库中的过程来 存取数据库。 要通过j d b c 来存取某一特定的数据库，必须有相应的j d b cd r i v e r ，它往 往是由生产数据库的厂家提供，是连接j d b c a p i 与具体数据库之间的桥梁。如 在访问o r a c l e 数据库时，只需要加载o r a c l e 的d r i v e r 包，按标准的接口编程即 可访问o r a c l e 数据库【垌。 通常，j a v a 程序首先使用j d b c a p i 来与j d b cd r i v e rm a n a g e r 交互，由j d b c d r i v e rm a n a g e r 载入指定的j d b cd r i v e r s ， 以后就可以通过j d b ca p i 来存取数 据库，如图2 1 所示。 图2 - 1j a v a 程序访问数据库过程图 o r a c l e 提供的j d b cd r i v e r 支持完整的j d b c 规范，并且还支持o r a c l e 数据 库的一些扩展特性。o r a c l ej d b cd r i v e r 分为两种，一种成为o r a c l eo c id r i v e r 什， 另一种通常称为”o r a c l et h i nd r i v e r ”。虽然o c i 驱动程序需要的资源比t h i n 驱动 程序的要多，但是通常具有更好的性能。o c i 驱动程序适合部署在中间层( 例如， w e b 服务器) 上的程序。它具有许多性能增强的特性，像数据库连接池、从数据 库中预取行等，o c i 驱动程序支持所有版本的数据库和所有支持的o r a c l en e t 协 用于b s 架构的家电测试软件系统组件设计与实现 议。因此，我们选择o c i 驱动。 2 2 数据库简介 2 2 1 数据库概念模型 概念模型用于信息世界的建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数 据库设计人员和用户之间进行交流的语言【1 7 1 。根据本文2 1 的分析，我们将要建 立测试软件系统主要的数据库概念模型。 本文采用实体一联系方法( e r 图) 来表述数据库概念模型，主要包括3 个 实体和关系：家电测试数据结果，家电测试信息，测试参数校验和测试项目关联。 如图2 2 所示。 图2 - 2 家电测试实体关系图 家电测试信息包括的项目有：任务书号，家电编号等参数信息等。 图2 - 3 电冰箱测试信息实体及属性 测试结果包括的项目有：测试编号，采集时间，采集日期，采集值1 采 用于b s 架构的家电测试软件系统组件设计与实现 集值n 。 图2 _ 4 测试结果信息实体及属性 温度校验：温度参考点，温度校验值。 图2 - 5 温度校验实体及属性 测试项目：测试编号，任务书号，测试时间等其他测试信息。 2 2 2 数据库逻辑结构 图2 - 6 测试项目联系及属性 系统测试参数、测试结果需要保存在数据库中，系统参数设置也放置在数据 库中。在测试中的每个采集器的测试值需要实时保存到数据库中，以备以后的查 用于b s 架构的家电测试软件系统组件设计与实现 询和对测试系统进行恢复。 由前面对数据库实体模型的分析，并根据实际需要，我们建立了数据表，主 要包括以下几张数据表： r o o m e h a r t测试实验室信息表 s c n s o r i n f o传感器信息表 c o o r d i n a t e坐标系表 u s e r l n f o用户信息表 t e s t p r o d l n f o v a l u e 测试产品信息表 t e s t d a t a测试数据表 下面对其中几个主要的数据表进行相应说明。 r o o m c h a r t 表中的数据是关于某个特定实验室的信息，其中包括该实验室所 属部门单位的信息、该实验室的标识编号及该实验室拥有设备的最大值，如表 2 - 1 所示。该表主要用于标识测试的家电仪器所在的实验室。 表2 - 1 实验室数据表 字段名称数据类型说明备注 r o o a i n a 伍 文本房间名称 u n c o d e 数字单位编码 主键 d p c o d e 数字部门编码 主键 0 f c o d e 数字科室编码主键 r m c o d e 数字房间编码主键 m a x m a c h i n e n u m数字拥有设备的最大值 c o o r d i n a t e 是坐标系表，如表2 2 所示，用来存储绘制曲线时坐标系的相关 参数。 1 4 用于b s 架构的家电测试软件系统组件设计与实现 表2 - 2 坐标系表 字段名称数据类型说明备注 u n r o o m c o d e数字房间唯一标识编码= 单位编码主键 + 部门编码+ 科室编码+ 房间号 c o o r d i n a t e i d 数字坐标系编号主键 t y p e 数字类型( 温度0 ，湿度1 )主键 m a x v a l u e数字上限 m i n v a l u e数字 下限 u s e r i n f o 是用户信息表，用于存储用户的各种信息，以及登陆系统时要求用 户输入的信息。 表2 - 3 用户信息表 字段名称数据类型说明备注 i d数字 用户编码主键 l o g i n n a m e文本 登陆名 p a s s w o r d 数字 密码 r e a l n a m e 文本用户姓名 l e v e l 数字用户权限 t e s t p r o d i n f o v a l u e 是测试产品信息表，主要存储了需要测试的产品的信息。 表2 - 4 测试产品信息表 字段名称数据类型说明备注 u n m a c h i n c c o d e 数字项目时间主键 p r i m a r y i ( e y 时间状态修改提交时间主键 s t a t u s数字家电状态：012 停止开测维修 b e g i n t t m e 时间家电开测时间 e n d t i m e时间测试结束时问 用于b ，s 架构的家电测试软件系统组件设计与实现 t e s t d a t a 测试数据表用于存储每次采集到的数据，以确保由于意外的原因导 致系统中断后，系统仍能从断点处重新继续执行。 表2 - 5 测试数据表 字段名称数据类型说明备注 u n r o o m c o d e数字 实验室编号主键 p r i m a r y k e y 时间状态修改提交时间主键 s e n s o r l 数字传感器1 数据 s e n s o r 2 数字传感器2 数据 1 6 用于b s 架构的家电测试软件系统组件设计与实现 3 用于b s 架构家电测试软件系统组件的设计与实现 3 1 开发环境的选取和搭建 3 1 1 开发工具简介 本文提及的组件都是基于j 2 e e ( j a v a2p l a t f o r me n t e r p r i s ee d i t i o n ，j a v a ：? , 平 台企业版) 开发。j 2 e e 是一套全然不同于传统应用开发的技术架构，包含许多组 件，这样可以简化及规范应用系统的开发与部署，进而提高可移植性、安全与再 用价值。其核心是一组技术规范与指南，其中所包含的各类组件、服务架构及技 术层次，均有共通的标准及规格，使得各种遵循j 2 e e 架构的不同平台之间具有 良好的兼容性，解决过去企业后端使用的信息产品彼此之间无法兼容，导致企业 内部或外部难以互通的窘境。 j 2 e e 平台由一整套服务( s e r ：v i c e s ) 、应用程序接口( a p i s ) 和协议构成， 它对开发基于w e b 的多层应用提供了功能支持。j 2 e e 技术的基础就是核心j a v a 平台或j a v a2 平台的标准版，j 2 e e 不仅巩固了标准版中的许多优点，例如“编 写一次、随处运行 的特性、方便存取数据库的j d b ca p i 、c o r b a 技术以及 能够在i n t e m e t 应用中保护数据的安全模式等等，同时还提供了对e j b ( e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ) 、j a v as e r v l e t sa p i 、j s p ( j a v as e r v e rp