蔡莉莎　曾維鵬

摘 要 需求分析在軟件開發(fā)過程中至關重要，文章以智能消防小車控制系統(tǒng)為例，利用UML建模語言對系統(tǒng)建模，通過對消防小車的功能分析使用用例建模技術對該系統(tǒng)進行需求分析，為后續(xù)系統(tǒng)的設計開發(fā)打下堅實的基礎。

關鍵詞 UML；需求分析；用例圖；用例規(guī)約

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B 文章編號：1671-7597（2014）14-0031-02

UML統(tǒng)一建模語言是一個支持軟件系統(tǒng)開發(fā)的圖形化語言，因此它的表達能力強大，能夠更清晰的表示出系統(tǒng)的邏輯模型和實現(xiàn)模型。UML還是一種面向對象的語言，它給出表示模型元素的圖形和方法，能夠簡單的表達面向對象的概念和模型元素。除此之外，UML建模語言具有在系統(tǒng)建模過程標準化、統(tǒng)一化和規(guī)范化等優(yōu)點，在整個軟件開發(fā)過程更為簡單，開發(fā)人員與用戶的交互也變得更加容易。

用例建模用例是統(tǒng)一建模語言（UML）的核心概念之一[1]，為了避免由于傳統(tǒng)方法所造成的設計缺陷以及最大限度的提高軟件開發(fā)效率和質量，本文以用例建模在智能消防小車系統(tǒng)需求分析中的應用為例探討UML在嵌入式軟件中的應用研究。

1 智能消防小車系統(tǒng)簡介

自從1518年首輛消防車問世至今，發(fā)展十分迅速，從最初的馬車拉水滅火到現(xiàn)在的人工操控消防車自動滅火，消防車的發(fā)展經(jīng)歷了一個很長的歷史。智能消防車是未來消防車發(fā)展的主要方向，本項目模擬現(xiàn)實滅火場景，設計一臺智能消防車的軟件系統(tǒng)，幫助小車完成各種搶險任務。

設計智能消防小車系統(tǒng)使其在人為的設計的地圖完成探險滅火工作，地圖以黑色的線模擬道路，蠟燭模擬火源，將火源隨機分布在地圖中，模擬火災現(xiàn)場。手動啟動智能消防小車后，小車能夠在道路中巡邏。當有火情時，小車能夠自主尋找火源并迅速作出反應，在行駛過程中能夠繞開障礙物駛向火災現(xiàn)場，到達火災現(xiàn)場后實施滅火動作。完成滅火動作后繼續(xù)探測是否還有其他火源，如果有則繼續(xù)駛向下一個目的地滅火，如果沒有則返回出發(fā)地點[2]。

2 需求分析

2.1 功能分析

在對系統(tǒng)進行需求分析是，使用Use Case圖對系統(tǒng)進行功能需求分析[3]。本系統(tǒng)基于模塊化進行搭建及開發(fā)，共分為8個模塊，分別是：電源模塊、控制器模塊、尋跡傳感器模塊、電機驅動前進轉向模塊、車載顯示模塊、火焰?zhèn)鞲衅髂K、避障模塊、滅火風扇模塊。電源模塊為驅動模塊和控制模塊供電?？刂破髂K是這個系統(tǒng)的核心，控制管理系統(tǒng)的運行。接收尋跡傳感器模塊、火焰?zhèn)鞲衅髂K的信息，執(zhí)行系統(tǒng)的業(yè)務邏輯操作，將操作結果反饋給電機驅動前進轉向模塊、車載顯示模塊、避障模塊以及滅火風扇模塊。尋跡傳感器模塊采用光電對管進行尋跡，將傳感器采集信息反饋給控制器模塊，以便信息處理。電機驅動前進轉向模塊根據(jù)接收控制器模塊的信息控制電機的驅動方式。車載顯示模塊利用1602LCD顯示屏顯示小車所行使的路程，險情坐標以及行使的時間。火焰?zhèn)鞲衅骼没鹧鎮(zhèn)鞲衅魈綔y火源，并將火源坐標反饋給控制器模塊。避障模塊是檢測障礙物，如遇到障礙物將信息反饋給控制器模塊處理。滅火風扇模塊根據(jù)控制器模塊信息處理執(zhí)行滅火操作。智能消防小車的用例圖如圖1所示。

2.2 智能消防小車用例規(guī)約

很多大型工程時常會對每一個模塊從需求分析開始重新進行架構設計循環(huán)。由于本系統(tǒng)的模塊較少因此當成一個架構設計進行介紹[4]。本文以尋跡模塊為例介紹系統(tǒng)的用例規(guī)約。

2.2.1 尋跡模塊

1）功能。小車能夠在道路上行駛，當出現(xiàn)偏差時能夠自動調整小車的運行方向。

2）事件流。

①基本事件流。用例開始于功能按鍵按下，消防小車按不同的尋跡方式行駛。首先系統(tǒng)要求用戶指出要執(zhí)行的操作（直走，隨機尋跡，自定義尋跡）。當用戶選擇了功能按鍵，則一條子事件流將被執(zhí)行。如果選擇的是“直走”，直走事件流將被執(zhí)行。如果選擇的是“隨機尋跡”，隨機尋跡事件流將被執(zhí)行。如果選擇的是“自定義尋跡”，自定義尋跡事件流將被執(zhí)行。

②備選事件流。小車必須在道路中行駛，如出現(xiàn)偏離軌道能及時調整。

3）特殊需求。根據(jù)按鍵的次數(shù)來選擇尋跡的方式。

4）前置條件。本用例開始前用戶必須啟動電源開關。

5）后置條件。如果用例成功，智能小車能夠準確的在地圖上行駛并尋找險情。否則系統(tǒng)狀態(tài)不變。

2.3 智能消防小車系統(tǒng)補充規(guī)約

1）目標。本補充規(guī)約列出了不便于在用例模型的用例中獲取的系統(tǒng)需求。補充規(guī)約和用例模型一起記錄關于系統(tǒng)的一整套需求。

2）范圍。本補充規(guī)約適用于智能消防小車系統(tǒng)，這種消防系統(tǒng)跟我們所熟知的消防系統(tǒng)有一定的區(qū)別，該系統(tǒng)只能適用指定小范圍區(qū)域。

3）功能。消防小車可以代替人類進行滅火工作，尤其是在復雜的火場情況。

4）可行性。如果將小車改裝成耐高溫，耐腐蝕，抗輻射的材料，不但可以在寫字樓，商場，森林等普通火場作業(yè)，而且能夠在化工燃料工廠，核電站等高危火場代替人來進行高效

滅火。

5）可靠性?？稍谛≤嚽岸思訑z像頭，火場外進行遠程遙控操作，使得滅火工作更為靈活，效率更高。

6）性能。功耗小，成本低，專用性強，可拓展功能多，可以依據(jù)火場環(huán)境來改變小車材料和功能的適應性。

7）可支持性。小車體積小，重量輕，靈活性高，整體結構重心低以提高小車穩(wěn)定性。

3 結束語

需求分析是UML建模過程中最為困難也是最為重要的一個環(huán)節(jié)，需求分析能否成功建立決定一個軟件設計是否能夠順利展開。本文通過智能消防小車系統(tǒng)為例介紹需求分析的建立過程，使得整個系統(tǒng)開發(fā)流程更為明確，使得開發(fā)人員的邏輯思維更加清晰。

基金項目

2014海南省高等學校科學研究項目（HNKY2014-98）；海南軟件職業(yè)技術學院學院基金資助項目（Hr201301）

參考文獻

[1]許海燕，張曉東.軟件需求分析中的用例建模研究與應用[J].計算機工程與設計，2007（18）：4504-4506.

[2]韓超，鄒金慧.智能消防小車的設計[J].云南大學學報（自然科學版），2009，31（S2）：236-240.

[3]張亦.用例建模在需求分析中的應用[J].科技資訊，2010（36）：12-15.

[4]薛輝.基于UML的車載列控顯示系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].北京：北京交通大學，2009.

[5]陳平，池同柱.用例技術及其在軟件需求分析中的應用[J].黑龍江科技信息，2007（9）：55.

作者簡介

蔡莉莎（1984-），女，講師，本科，主要從事智能診斷、智能規(guī)劃等方面的教學與研究工作。

曾維鵬（1982-），男，講師，本科，主要從事智能診斷、智能規(guī)劃等方面的教學與研究工作。endprint

摘 要 需求分析在軟件開發(fā)過程中至關重要，文章以智能消防小車控制系統(tǒng)為例，利用UML建模語言對系統(tǒng)建模，通過對消防小車的功能分析使用用例建模技術對該系統(tǒng)進行需求分析，為后續(xù)系統(tǒng)的設計開發(fā)打下堅實的基礎。

關鍵詞 UML；需求分析；用例圖；用例規(guī)約

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B 文章編號：1671-7597（2014）14-0031-02

UML統(tǒng)一建模語言是一個支持軟件系統(tǒng)開發(fā)的圖形化語言，因此它的表達能力強大，能夠更清晰的表示出系統(tǒng)的邏輯模型和實現(xiàn)模型。UML還是一種面向對象的語言，它給出表示模型元素的圖形和方法，能夠簡單的表達面向對象的概念和模型元素。除此之外，UML建模語言具有在系統(tǒng)建模過程標準化、統(tǒng)一化和規(guī)范化等優(yōu)點，在整個軟件開發(fā)過程更為簡單，開發(fā)人員與用戶的交互也變得更加容易。

用例建模用例是統(tǒng)一建模語言（UML）的核心概念之一[1]，為了避免由于傳統(tǒng)方法所造成的設計缺陷以及最大限度的提高軟件開發(fā)效率和質量，本文以用例建模在智能消防小車系統(tǒng)需求分析中的應用為例探討UML在嵌入式軟件中的應用研究。

1 智能消防小車系統(tǒng)簡介

自從1518年首輛消防車問世至今，發(fā)展十分迅速，從最初的馬車拉水滅火到現(xiàn)在的人工操控消防車自動滅火，消防車的發(fā)展經(jīng)歷了一個很長的歷史。智能消防車是未來消防車發(fā)展的主要方向，本項目模擬現(xiàn)實滅火場景，設計一臺智能消防車的軟件系統(tǒng)，幫助小車完成各種搶險任務。

設計智能消防小車系統(tǒng)使其在人為的設計的地圖完成探險滅火工作，地圖以黑色的線模擬道路，蠟燭模擬火源，將火源隨機分布在地圖中，模擬火災現(xiàn)場。手動啟動智能消防小車后，小車能夠在道路中巡邏。當有火情時，小車能夠自主尋找火源并迅速作出反應，在行駛過程中能夠繞開障礙物駛向火災現(xiàn)場，到達火災現(xiàn)場后實施滅火動作。完成滅火動作后繼續(xù)探測是否還有其他火源，如果有則繼續(xù)駛向下一個目的地滅火，如果沒有則返回出發(fā)地點[2]。

2 需求分析

2.1 功能分析

在對系統(tǒng)進行需求分析是，使用Use Case圖對系統(tǒng)進行功能需求分析[3]。本系統(tǒng)基于模塊化進行搭建及開發(fā)，共分為8個模塊，分別是：電源模塊、控制器模塊、尋跡傳感器模塊、電機驅動前進轉向模塊、車載顯示模塊、火焰?zhèn)鞲衅髂K、避障模塊、滅火風扇模塊。電源模塊為驅動模塊和控制模塊供電?？刂破髂K是這個系統(tǒng)的核心，控制管理系統(tǒng)的運行。接收尋跡傳感器模塊、火焰?zhèn)鞲衅髂K的信息，執(zhí)行系統(tǒng)的業(yè)務邏輯操作，將操作結果反饋給電機驅動前進轉向模塊、車載顯示模塊、避障模塊以及滅火風扇模塊。尋跡傳感器模塊采用光電對管進行尋跡，將傳感器采集信息反饋給控制器模塊，以便信息處理。電機驅動前進轉向模塊根據(jù)接收控制器模塊的信息控制電機的驅動方式。車載顯示模塊利用1602LCD顯示屏顯示小車所行使的路程，險情坐標以及行使的時間?；鹧?zhèn)鞲衅骼没鹧鎮(zhèn)鞲衅魈綔y火源，并將火源坐標反饋給控制器模塊。避障模塊是檢測障礙物，如遇到障礙物將信息反饋給控制器模塊處理。滅火風扇模塊根據(jù)控制器模塊信息處理執(zhí)行滅火操作。智能消防小車的用例圖如圖1所示。

2.2 智能消防小車用例規(guī)約

很多大型工程時常會對每一個模塊從需求分析開始重新進行架構設計循環(huán)。由于本系統(tǒng)的模塊較少因此當成一個架構設計進行介紹[4]。本文以尋跡模塊為例介紹系統(tǒng)的用例規(guī)約。

2.2.1 尋跡模塊

1）功能。小車能夠在道路上行駛，當出現(xiàn)偏差時能夠自動調整小車的運行方向。

2）事件流。

①基本事件流。用例開始于功能按鍵按下，消防小車按不同的尋跡方式行駛。首先系統(tǒng)要求用戶指出要執(zhí)行的操作（直走，隨機尋跡，自定義尋跡）。當用戶選擇了功能按鍵，則一條子事件流將被執(zhí)行。如果選擇的是“直走”，直走事件流將被執(zhí)行。如果選擇的是“隨機尋跡”，隨機尋跡事件流將被執(zhí)行。如果選擇的是“自定義尋跡”，自定義尋跡事件流將被執(zhí)行。

②備選事件流。小車必須在道路中行駛，如出現(xiàn)偏離軌道能及時調整。

3）特殊需求。根據(jù)按鍵的次數(shù)來選擇尋跡的方式。

4）前置條件。本用例開始前用戶必須啟動電源開關。

5）后置條件。如果用例成功，智能小車能夠準確的在地圖上行駛并尋找險情。否則系統(tǒng)狀態(tài)不變。

2.3 智能消防小車系統(tǒng)補充規(guī)約

1）目標。本補充規(guī)約列出了不便于在用例模型的用例中獲取的系統(tǒng)需求。補充規(guī)約和用例模型一起記錄關于系統(tǒng)的一整套需求。

2）范圍。本補充規(guī)約適用于智能消防小車系統(tǒng)，這種消防系統(tǒng)跟我們所熟知的消防系統(tǒng)有一定的區(qū)別，該系統(tǒng)只能適用指定小范圍區(qū)域。

3）功能。消防小車可以代替人類進行滅火工作，尤其是在復雜的火場情況。

4）可行性。如果將小車改裝成耐高溫，耐腐蝕，抗輻射的材料，不但可以在寫字樓，商場，森林等普通火場作業(yè)，而且能夠在化工燃料工廠，核電站等高?；饒龃嫒藖磉M行高效

滅火。

5）可靠性?？稍谛≤嚽岸思訑z像頭，火場外進行遠程遙控操作，使得滅火工作更為靈活，效率更高。

6）性能。功耗小，成本低，專用性強，可拓展功能多，可以依據(jù)火場環(huán)境來改變小車材料和功能的適應性。

7）可支持性。小車體積小，重量輕，靈活性高，整體結構重心低以提高小車穩(wěn)定性。

3 結束語

需求分析是UML建模過程中最為困難也是最為重要的一個環(huán)節(jié)，需求分析能否成功建立決定一個軟件設計是否能夠順利展開。本文通過智能消防小車系統(tǒng)為例介紹需求分析的建立過程，使得整個系統(tǒng)開發(fā)流程更為明確，使得開發(fā)人員的邏輯思維更加清晰。

基金項目

2014海南省高等學?？茖W研究項目（HNKY2014-98）；海南軟件職業(yè)技術學院學院基金資助項目（Hr201301）

參考文獻

[1]許海燕，張曉東.軟件需求分析中的用例建模研究與應用[J].計算機工程與設計，2007（18）：4504-4506.

[2]韓超，鄒金慧.智能消防小車的設計[J].云南大學學報（自然科學版），2009，31（S2）：236-240.

[3]張亦.用例建模在需求分析中的應用[J].科技資訊，2010（36）：12-15.

[4]薛輝.基于UML的車載列控顯示系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].北京：北京交通大學，2009.

[5]陳平，池同柱.用例技術及其在軟件需求分析中的應用[J].黑龍江科技信息，2007（9）：55.

作者簡介

蔡莉莎（1984-），女，講師，本科，主要從事智能診斷、智能規(guī)劃等方面的教學與研究工作。

曾維鵬（1982-），男，講師，本科，主要從事智能診斷、智能規(guī)劃等方面的教學與研究工作。endprint

摘 要 需求分析在軟件開發(fā)過程中至關重要，文章以智能消防小車控制系統(tǒng)為例，利用UML建模語言對系統(tǒng)建模，通過對消防小車的功能分析使用用例建模技術對該系統(tǒng)進行需求分析，為后續(xù)系統(tǒng)的設計開發(fā)打下堅實的基礎。

關鍵詞 UML；需求分析；用例圖；用例規(guī)約

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B 文章編號：1671-7597（2014）14-0031-02

UML統(tǒng)一建模語言是一個支持軟件系統(tǒng)開發(fā)的圖形化語言，因此它的表達能力強大，能夠更清晰的表示出系統(tǒng)的邏輯模型和實現(xiàn)模型。UML還是一種面向對象的語言，它給出表示模型元素的圖形和方法，能夠簡單的表達面向對象的概念和模型元素。除此之外，UML建模語言具有在系統(tǒng)建模過程標準化、統(tǒng)一化和規(guī)范化等優(yōu)點，在整個軟件開發(fā)過程更為簡單，開發(fā)人員與用戶的交互也變得更加容易。

用例建模用例是統(tǒng)一建模語言（UML）的核心概念之一[1]，為了避免由于傳統(tǒng)方法所造成的設計缺陷以及最大限度的提高軟件開發(fā)效率和質量，本文以用例建模在智能消防小車系統(tǒng)需求分析中的應用為例探討UML在嵌入式軟件中的應用研究。

1 智能消防小車系統(tǒng)簡介

自從1518年首輛消防車問世至今，發(fā)展十分迅速，從最初的馬車拉水滅火到現(xiàn)在的人工操控消防車自動滅火，消防車的發(fā)展經(jīng)歷了一個很長的歷史。智能消防車是未來消防車發(fā)展的主要方向，本項目模擬現(xiàn)實滅火場景，設計一臺智能消防車的軟件系統(tǒng)，幫助小車完成各種搶險任務。

設計智能消防小車系統(tǒng)使其在人為的設計的地圖完成探險滅火工作，地圖以黑色的線模擬道路，蠟燭模擬火源，將火源隨機分布在地圖中，模擬火災現(xiàn)場。手動啟動智能消防小車后，小車能夠在道路中巡邏。當有火情時，小車能夠自主尋找火源并迅速作出反應，在行駛過程中能夠繞開障礙物駛向火災現(xiàn)場，到達火災現(xiàn)場后實施滅火動作。完成滅火動作后繼續(xù)探測是否還有其他火源，如果有則繼續(xù)駛向下一個目的地滅火，如果沒有則返回出發(fā)地點[2]。

2 需求分析

2.1 功能分析

在對系統(tǒng)進行需求分析是，使用Use Case圖對系統(tǒng)進行功能需求分析[3]。本系統(tǒng)基于模塊化進行搭建及開發(fā)，共分為8個模塊，分別是：電源模塊、控制器模塊、尋跡傳感器模塊、電機驅動前進轉向模塊、車載顯示模塊、火焰?zhèn)鞲衅髂K、避障模塊、滅火風扇模塊。電源模塊為驅動模塊和控制模塊供電?？刂破髂K是這個系統(tǒng)的核心，控制管理系統(tǒng)的運行。接收尋跡傳感器模塊、火焰?zhèn)鞲衅髂K的信息，執(zhí)行系統(tǒng)的業(yè)務邏輯操作，將操作結果反饋給電機驅動前進轉向模塊、車載顯示模塊、避障模塊以及滅火風扇模塊。尋跡傳感器模塊采用光電對管進行尋跡，將傳感器采集信息反饋給控制器模塊，以便信息處理。電機驅動前進轉向模塊根據(jù)接收控制器模塊的信息控制電機的驅動方式。車載顯示模塊利用1602LCD顯示屏顯示小車所行使的路程，險情坐標以及行使的時間。火焰?zhèn)鞲衅骼没鹧鎮(zhèn)鞲衅魈綔y火源，并將火源坐標反饋給控制器模塊。避障模塊是檢測障礙物，如遇到障礙物將信息反饋給控制器模塊處理。滅火風扇模塊根據(jù)控制器模塊信息處理執(zhí)行滅火操作。智能消防小車的用例圖如圖1所示。

2.2 智能消防小車用例規(guī)約

很多大型工程時常會對每一個模塊從需求分析開始重新進行架構設計循環(huán)。由于本系統(tǒng)的模塊較少因此當成一個架構設計進行介紹[4]。本文以尋跡模塊為例介紹系統(tǒng)的用例規(guī)約。

2.2.1 尋跡模塊

1）功能。小車能夠在道路上行駛，當出現(xiàn)偏差時能夠自動調整小車的運行方向。

2）事件流。

①基本事件流。用例開始于功能按鍵按下，消防小車按不同的尋跡方式行駛。首先系統(tǒng)要求用戶指出要執(zhí)行的操作（直走，隨機尋跡，自定義尋跡）。當用戶選擇了功能按鍵，則一條子事件流將被執(zhí)行。如果選擇的是“直走”，直走事件流將被執(zhí)行。如果選擇的是“隨機尋跡”，隨機尋跡事件流將被執(zhí)行。如果選擇的是“自定義尋跡”，自定義尋跡事件流將被執(zhí)行。

②備選事件流。小車必須在道路中行駛，如出現(xiàn)偏離軌道能及時調整。

3）特殊需求。根據(jù)按鍵的次數(shù)來選擇尋跡的方式。

4）前置條件。本用例開始前用戶必須啟動電源開關。

5）后置條件。如果用例成功，智能小車能夠準確的在地圖上行駛并尋找險情。否則系統(tǒng)狀態(tài)不變。

2.3 智能消防小車系統(tǒng)補充規(guī)約

1）目標。本補充規(guī)約列出了不便于在用例模型的用例中獲取的系統(tǒng)需求。補充規(guī)約和用例模型一起記錄關于系統(tǒng)的一整套需求。

2）范圍。本補充規(guī)約適用于智能消防小車系統(tǒng)，這種消防系統(tǒng)跟我們所熟知的消防系統(tǒng)有一定的區(qū)別，該系統(tǒng)只能適用指定小范圍區(qū)域。

3）功能。消防小車可以代替人類進行滅火工作，尤其是在復雜的火場情況。

4）可行性。如果將小車改裝成耐高溫，耐腐蝕，抗輻射的材料，不但可以在寫字樓，商場，森林等普通火場作業(yè)，而且能夠在化工燃料工廠，核電站等高危火場代替人來進行高效

滅火。

5）可靠性?？稍谛≤嚽岸思訑z像頭，火場外進行遠程遙控操作，使得滅火工作更為靈活，效率更高。

6）性能。功耗小，成本低，專用性強，可拓展功能多，可以依據(jù)火場環(huán)境來改變小車材料和功能的適應性。

7）可支持性。小車體積小，重量輕，靈活性高，整體結構重心低以提高小車穩(wěn)定性。

3 結束語

需求分析是UML建模過程中最為困難也是最為重要的一個環(huán)節(jié)，需求分析能否成功建立決定一個軟件設計是否能夠順利展開。本文通過智能消防小車系統(tǒng)為例介紹需求分析的建立過程，使得整個系統(tǒng)開發(fā)流程更為明確，使得開發(fā)人員的邏輯思維更加清晰。

基金項目

2014海南省高等學?？茖W研究項目（HNKY2014-98）；海南軟件職業(yè)技術學院學院基金資助項目（Hr201301）

參考文獻

[1]許海燕，張曉東.軟件需求分析中的用例建模研究與應用[J].計算機工程與設計，2007（18）：4504-4506.

[2]韓超，鄒金慧.智能消防小車的設計[J].云南大學學報（自然科學版），2009，31（S2）：236-240.

[3]張亦.用例建模在需求分析中的應用[J].科技資訊，2010（36）：12-15.

[4]薛輝.基于UML的車載列控顯示系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].北京：北京交通大學，2009.

[5]陳平，池同柱.用例技術及其在軟件需求分析中的應用[J].黑龍江科技信息，2007（9）：55.

作者簡介

蔡莉莎（1984-），女，講師，本科，主要從事智能診斷、智能規(guī)劃等方面的教學與研究工作。

曾維鵬（1982-），男，講師，本科，主要從事智能診斷、智能規(guī)劃等方面的教學與研究工作。endprint