软件工程 电梯 袁礼尧.doc

“软件工程”课程设计说明书设计题目： 电梯升降管理系统 姓 名： 袁礼尧 学 号： 20090450149 班 级： 09计本 指导教师： 余雪丽 完成日期： 2012.6.18 设 计 要 求考核目的 通过课程设计，考核和提高学生理论联系实际的能力，让他们从日常生活和工作中选取信息系统实例，具体运用面向对象分析和设计的思想、方法，利用UML建摸工具完成系统设计任务。考核项目要求面向对象信息系统分析和设计的核心是结合面向对象的基本概念、面向对象项目管理和计划的步骤，对实际应用项目做经济、技术和法律方面的可行性分析，并采用UML提供的工具和方法进行实例建摸。本课程设计的考核具体要求如下：1 所选择的项目应该是工作、学习和生活中的实际应用项目。2 该应用系统应尽可能包含信息系统开发的类型：事务处理系统、管理信息系统和决策支持系统。3 明确列出项目使用的类，对象，属性，操作，封装，接口，构件，包，以及泛化，多态性和关联关系。4 对研究的项目作技术可行性、法律可行性及经济可行性分析。5 使用传统的或现代确定系统需求方法列出项目的需求列表。6 运用Rational Rose为计算机辅助软件工程工具,做出此项目的对象模型（ 类图）、动态模型（用状态图描述）、和功能模型（或称用例模型，使用用例图表示）。7 叙述并解释本项目数据库的建立依据，选择主键（标识符），多值属性的考虑过程。8 说明项目如何使用增量迭代式面向对象系统分析与设计方法。1 目录第一章 可行性分析1.引言11.2 可行性研究的提11.3对现有系统析11.4经济可行性析21.5 技术可行性析31.6法律可行性析31.7总结3第2章 需求分析2.1 对性能的定42.2电梯置42.3电梯运行制42.4运行环定5第3章 详细设计3.1 需求规定 63.2 接口设计 63.3 运行设计 63.4系统数据结构设计 83.5 系统出错处理设计83.6 系统维护设计 83.7类，对象，属性，操作，封装，接口，构件，包，以及泛化多态性和关联关系83. 8对象模型93.9 动态模型 93.10 功能模型103.11 数据库的建立113.12增量迭代 12第4章 总结12参考文献13第一章 可行性分析11 引言 1.1.1开发软件名称： 电梯升降管理系统112 编写目的 经过对此项目进行详细调查研究，增强对软件开发过程的了解，加强学习效果。12 可行性研究的前提121 要求 1性能要求：使电梯在每一层的开闭都能够满足使用者的要求。 2操作要求：简捷 3输出要求：准确无误 4安全方面的要求：用专用数据线通信，防止不法分子远程控制电梯；确认电梯到达指定位置后，电梯门再打开。122 初步需求分析 1.每个电梯有一些按钮，每个按钮对应一个楼层，当按下按钮后，按钮灯亮，并指出电梯开往相应的楼层。当电梯到达该楼层后，按钮灯熄灭； 2.除底层和顶层只有一个按钮外，每个楼层有两个按钮，分别指示上楼和下楼请求。当按下后，按钮灯亮。如果电梯已到达该楼层，或者电梯正在沿所请求的方向运动，按钮灯灭； 3.当没有服务请求时，电梯保持在最后一个目的楼层，电梯门关闭； 4.系统以事件驱动方式响应楼层对电梯的请求，所有楼层优先级相同； 5.每个电梯都有一个紧急按钮，按下后向管理人员发出报警信号，然后电梯被置为不可用状态，每个电梯都有取消不可用状态的机制。13 对现有系统的分析电梯是高层建筑不可缺少的运输工具，用于垂直运送乘客和货物，传统的电梯控制系统主要采用继电器-接触器进行控制，其触点多，故障率高、可靠性差、维修工作量大，接线过多，安装复杂，不易更改和扩展，导致难以维护和效率低的缺点。电梯用户对电梯的要求已不仅仅停留在对系统的安全性、可靠性等基本功能的追求上，对电梯的舒适感、效率、自我故障诊断、远程监控等智能化以及电梯调试，维护的简便性提出了更高的要求。1 .4 经济可行性分析 1 . 基本建设投资 a) 嵌入式设备：单片机12台：12*5000=6万元 b)数据通讯设备：2万元 c)环境保护设备：5000元 d)安全与保密设备：2万 e).嵌入式操作系统和应用的软件1万 f)数据库管理软件：1万 2. 其他一次性支出 a)软件购置费：5万 b)操作员培训费：1万3 . 非一次性支出 a)后期维护费用：2万 b).软件的租金和维护费用：1万 c)数据通讯方面的租金和维护费用：1万 d)人员的工资、奖金： 5（天）*8（人）*500元=2万元 e)其他经常性的支出：2万 4. 收益 a . 一次性收益减少员工10人（1000元/人）五年的收入：100万 b . 不可定量的收益 因服务质量提高增加的承载量10%：2万 5. 收益投资比 整个系统生命期的收益投资比值：102万/25万=408% 6. 投资回收周期 约1年 1.5法律可行性分析： 所有软件都选用正版，合同制定确定违约责任1.6 技术条件方面的可行性 1.使乘客的等待时间要尽量短; 2.尽量减少乘客的长候梯率; 3.使每个电梯的行程尽量短;4.合理分配电梯应答,防止聚堆和忙闲不均;5.选择能耗最省的方式。17 结论由于投资效益远大于100%，技术、法律方面都具有可行性，可以立即开始进行 第二章： 需求分析 2.1 对性能的规定 a . 时间特性要求 1响应时间：相应速度快，一般为秒级，达到实时要求 2更新处理时间：及时、准确地反馈信息 3数据的转换和传送时间：在进行统计系统分析时，根据个阶段执行时间的不同从秒级到分钟级 b . 灵活性 系统的可扩充性，电梯管理信息系统在开发过程中，应该充分考虑以后的可扩充性。2.2 电梯配置1 共有4个电梯。2 共有9层楼层。3 中间层每层有上下两个按钮，最下层只有上行按钮，最上层只有下行按钮。每层都有相应的指示灯，灯亮表示该按钮已经被按下，如果该层的上行或者下行请求已经被响应，则指示灯灭4 电梯内共有9个目标按钮，表示有乘客在该层下电梯。有指示灯指示按钮是否被按下。乘客按按钮导致按钮指示灯亮，如果电梯已经在该层停靠则该按钮指示灯灭5 另有一启动按钮（GO）。当电梯停在某一楼层后，接受到GO信息就继续运行。如果得不到GO信息，等待一段时间也自动继续运行。6 电梯内设有方向指示灯表示当前电梯运行方向。说明：由于本次实验不使用可视化框架，所以无法作到从图形界面上获取按钮请求。因此电梯按钮的设计，不在图形界面上体现，仅用来设计键盘的模拟输入。2,3 电梯的运行控制1电梯的初始状态是电梯位于第一层处，所有按钮都没有按下。2乘客可以在任意时刻按任何一个目标钮和呼叫钮。呼叫和目标对应的楼层可能不是电梯当前运行方向可达的楼层。3 如果电梯正在向I层驶来，并且位于I层与相邻层（向上运行时是I-1层或者向下运行时是I+1层）之间，则因为安全考虑不响应此时出现的I层目标或者请求。如果电梯正好经过了I楼层，运行在I楼层和下一楼层之间，则为了直接响应此时出现的I层目标或者请求，必须至少到达运行方向上的下一楼层然后才能掉头到达I楼层（假设掉头无须其它额外时间），如果I楼层不是刚刚经过的楼层则可以在任意位置掉头，此时掉头后经过的第一个楼层不可停。4 电梯系统依照某种预先定义好的策略对随机出现的呼叫和目标进行分析和响应。5 乘客数量等外界因素（可能导致停靠时间的长短变化）不予考虑。假设电梯正常运行一层的时间是5S，停靠目标楼层、上下乘客和电梯继续运行的时间是5S。6 电梯停靠某一层后，苦无目标和呼叫，则电梯处于无方向状态，方向指示灯全灭，否则电梯内某个方向的指示灯亮，表示电梯将向该方向运行。等接到“GO”信号后电梯立即继续运行。若无GO信号，则电梯在等了上下乘客和电梯继续运行时间后也将继续运行。8 当一个目标(呼叫)已经被服务后，应将对应的指示灯熄灭。 2.4 运行环境规定 24.1 服务器端子系统的运行要求 a系统软件：WinEows 2000 Server b数据库管理系统： SQL Server c硬件要求：单片机、终端PC机 2.42 客户端子系统的运行要求 a.系统软件：WinEows 2000 Professionalb.数据库管理系统： SQL Server 第三章 详细设计3.1 需求规定 1电梯运行的动画显示：包括显示各按钮指示灯的亮灭情况、电梯方向指示灯和电梯位置及运行情况。2电梯运行情况的记录（结果）文件。记录文件也是文本文件，每一行表示一次停靠，包括以下内容：停靠时间：开始停靠某楼层的时间，以整数表示，从小到大排列，占4个字节，从0开始，单位秒。楼层：停靠的楼层，占一个字节（1-9）。每个数据项之间用一个空白字符隔开。程序中不必考虑检查数据的正确性。3.2 接口设计 通过通讯接口与电梯控制系统联网，来实现对电梯的集群管理。对电梯的集群管理主要是显示电梯的运行状态，故障状态，电梯运行时的楼层号显示，电梯的启/停控制，累计电梯运行时间对到达指定时间的电梯自动提示维护信息，在发生火警时电梯要求与消防联动停在首层。 3.3 运行设计 信号系统,提升系统。信号系统要解决:车箱运行策略问题;提升系统要解决车箱运行状态,安全保护问题.最后加上车箱门的开关控制.举例说:车停在2楼,3楼有人先要车向下,之后1楼有人要车向上,这时信号系统根据设定优先级判断车向什么方向运行,假设此例中应该给3楼先要车的人.那么信号系统向提升系统发出提升信号,提升系统接受到信号后,控制传动系统按照设定速度向目标位前进,距目标层一定距离时减速,(位置的检测可用编码器,并在适当位置安装开关). 3.3.1 顺便服务策略：顺便服务是一种最常见的简单策略。这种策略在运行控制中所规定的安全前提下，一次将一个方向上的所有呼叫和目标全部完成。然后掉转运行方向完成另外一个方向上的所有呼叫和目标。可以采用设定目标楼层的办法来实现这个策略，即电梯向一个目标楼层运行，但这个楼层可以修改。具体策略如下：1） 修改目标楼层的策略：a如果电梯运行方向向上，那么如果新到一个介于当前电梯所处楼层和目标楼层之间，又可以安全到达的向上呼叫或者目标，将目标楼层修改为这个新的楼层。b如果电梯运行方向向下，那么如果新到一个介于当前电梯所处楼层和目标楼层之间，又可以安全到达的向下呼叫或者目标，将目标楼层修改为这个新的楼层。2）确定新的目标楼层：如果电梯向上运行，当它到达某个目标楼层后，则依照以下顺序确定下一个目标楼层：a如果比当前层高的楼层有向上呼叫或者目标，那么以最低的高于当前楼层的有向上呼叫或者目标的楼层为目标。b如果无法确定目标楼层，那么以最高的向下呼叫或者目标所在楼层为电梯当前目标楼层。c如果无法确定目标楼层，那么以最低的向上呼叫所在楼层为电梯当前的目标楼层。d如果仍然不能确定目标楼层（此时实际上没有任何呼叫和目标），那么电梯无目标，运行暂停。如果电梯向下运行，依照以下顺序确定下一目标楼层：a如果比当前层低的楼层有向下呼叫或者目标，那么以最高的低于当前楼层的有向下呼叫或者目标的楼层为目标。b如果无法确定目标楼层，那么以最低的向上呼叫或者目标所在楼层为电梯当前目标楼层。c如果无法确定目标楼层，那么以最高的向下呼叫楼层为目标楼层。d如果仍然不能确定目标楼层（此时实际上没有任何呼叫和目标），那么电梯无目标，运行暂停。3.4系统数据结构设计 逻辑结构设计要点 电梯是根据外部呼叫信号和自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制都不能满足控制要求，所以要把两者结合在一起来满足3.5 系统出错处理设计 3.5.1 出错信息 电梯超载，用户操作不正确等等使得电梯出错系统出现警报电梯突发事故的应急措施和现场急救3.5.2 补救措施1、应立即停用2、尽快组织抢修后方可使用3、电梯突发停电或重大事故时，维修人员应尽设法使乘客安全退出电梯厢4、妥善保管好机械钥匙，配合电梯维修人员组织疏散、维修，情况严重时必需第1时间报警或救护。3.6 系统维护设计 1、电梯机械钥匙应由持专业部门颁发的上岗证人员专门保管，严禁乱拿乱放。2、由于工作需要确实要用钥匙时，保管人员应及时做好跟踪记录。3、当电梯发生故障须开启电梯厅门时，应由专业人员开启。4、当您开启电梯厅门时，务必观察电梯是否在本层，以防发生危险。5、严禁在电梯运行时开启电梯厅门和无证上岗操作电梯。3.7类，对象，属性，操作，封装，接口，构件，包，以及泛化，多态性和关联关系 用户类（） 目标楼层 ； 现在所处楼层； 呼叫电梯（）；/在电梯外 目标电梯（）；/在电梯内 用户A 接口 ： public interface user（） 所在楼层； 目标楼层； 构件： 使用的c+语言中的 .h , .cpp 即为一种构件包： 楼层按键类、呼叫楼梯按键和报警按键 都包含在同一个包中泛化： 按键类-（楼层按键、呼叫楼层按键、报警按键）3. 8对象模型3.9 动态模型 3.10 功能模型3.11 数据库的建立3.10.1 数据库的建立依据1以键盘输入呼叫和目标。例如我们可以设定如下：当敲击键1、2、3、4时表示电梯内有乘客按目标按钮，指定相应目标楼层。当敲击键Q、W、E、R时表示4层到1层有上行呼叫请求。2将呼叫和目标写入一个正文文件，然后程序读取这些呼叫和目标数据后可以在没有人工干预的情况下模拟电梯运行情况。其中一个呼叫/目标占一行，包括如下内容：呼叫和目标的编号，统一编号，从0001开始，占4个字节。该输入的时间，以整数表示，从小到大排列，占4个字节，从0000开始，单位秒。呼叫/目标/GO/结束，表明该行是什么。0表示呼叫，1表示目标。2表示GO，3表示输入到此结束，占一个字节。目的楼层，仅用于呼叫或者目标，呼叫所在楼层或者目标楼层，占一个字节。呼叫方向：仅用于呼叫，0表示上行，1表示下行，占一个字节。每个数据项之间用一个空白字符隔开。不必考虑检查数据的正确性。b.输出： 建立的数据库为：注： id 为自动增长类型 ； detination 为目标楼层 ； time 为请求时间 Lx 为请求的类型 。0表示呼叫，1表示目标。2表示GO，3表示输入到此结束Deriction 为请求方向 0表示上行，1表示下行3.12增量迭代以后会在此基础上增加 ：1. 液晶显示屏幕 （进行温馨提示）后台可控制显示内容。2. IC卡，对使用电梯的用户进行控制。3. 电梯运行健康状况的管理。第4章 总结 本次的软件工程设计针对具体的实际项目来进行需求分析，测试计划，概要设计，详细设计，测试分析等具体的步骤流程走下来，在这期间，我收获很多。 本次课程设计的选题是电梯升降管理系统，组员为4个人。针对具体的实际流程，我们有了明确的分工。各个流程的都深有体会。在确立了项目之后，我们就开始拟定项目开发计划。在做项目开发的时候，对需求分析用时，概要设计用时，详细设计用时，都做了详细的分析。这样便于在实际的开发时随时跟踪计划任务的完成度，从而让开发人员将进度掌握在开发周期的范围内。其次更具要求相应的完成了其他的相关文档。在团队的开发项目中 ，团结协作是非常的重要，这个就体现在人与人之间的沟通。很好的沟通能够加快项目开发的进度。这就要求我们作为开发人员要学会和善于与合作者沟通。通过不断的交流和沟通来避免一些隐藏的问题，及时的发现问题，解决问题，从而能够按时的完成项目开发