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        用例建模在智能消防小車控制系統(tǒng)需求分析中的應(yīng)用研究

        2014-08-22 20:49:16蔡莉莎曾維鵬
        新媒體研究 2014年14期
        關(guān)鍵詞:需求分析

        蔡莉莎 曾維鵬

        摘 要 需求分析在軟件開發(fā)過(guò)程中至關(guān)重要,文章以智能消防小車控制系統(tǒng)為例,利用UML建模語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)建模,通過(guò)對(duì)消防小車的功能分析使用用例建模技術(shù)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行需求分析,為后續(xù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

        關(guān)鍵詞 UML;需求分析;用例圖;用例規(guī)約

        中圖分類號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1671-7597(2014)14-0031-02

        UML統(tǒng)一建模語(yǔ)言是一個(gè)支持軟件系統(tǒng)開發(fā)的圖形化語(yǔ)言,因此它的表達(dá)能力強(qiáng)大,能夠更清晰的表示出系統(tǒng)的邏輯模型和實(shí)現(xiàn)模型。UML還是一種面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言,它給出表示模型元素的圖形和方法,能夠簡(jiǎn)單的表達(dá)面向?qū)ο蟮母拍詈湍P驮?。除此之外,UML建模語(yǔ)言具有在系統(tǒng)建模過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化和規(guī)范化等優(yōu)點(diǎn),在整個(gè)軟件開發(fā)過(guò)程更為簡(jiǎn)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(yǔ)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(shè)計(jì)缺陷以及最大限度的提高軟件開發(fā)效率和質(zhì)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(yīng)用為例探討UML在嵌入式軟件中的應(yīng)用研究。

        1 智能消防小車系統(tǒng)簡(jiǎn)介

        自從1518年首輛消防車問(wèn)世至今,發(fā)展十分迅速,從最初的馬車?yán)疁缁鸬浆F(xiàn)在的人工操控消防車自動(dòng)滅火,消防車的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)很長(zhǎng)的歷史。智能消防車是未來(lái)消防車發(fā)展的主要方向,本項(xiàng)目模擬現(xiàn)實(shí)滅火場(chǎng)景,設(shè)計(jì)一臺(tái)智能消防車的軟件系統(tǒng),幫助小車完成各種搶險(xiǎn)任務(wù)。

        設(shè)計(jì)智能消防小車系統(tǒng)使其在人為的設(shè)計(jì)的地圖完成探險(xiǎn)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(jī)分布在地圖中,模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。手動(dòng)啟動(dòng)智能消防小車后,小車能夠在道路中巡邏。當(dāng)有火情時(shí),小車能夠自主尋找火源并迅速作出反應(yīng),在行駛過(guò)程中能夠繞開障礙物駛向火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng),到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)后實(shí)施滅火動(dòng)作。完成滅火動(dòng)作后繼續(xù)探測(cè)是否還有其他火源,如果有則繼續(xù)駛向下一個(gè)目的地滅火,如果沒有則返回出發(fā)地點(diǎn)[2]。

        2 需求分析

        2.1 功能分析

        在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行需求分析是,使用Use Case圖對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能需求分析[3]。本系統(tǒng)基于模塊化進(jìn)行搭建及開發(fā),共分為8個(gè)模塊,分別是:電源模塊、控制器模塊、尋跡傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)前進(jìn)轉(zhuǎn)向模塊、車載顯示模塊、火焰?zhèn)鞲衅髂K、避障模塊、滅火風(fēng)扇模塊。電源模塊為驅(qū)動(dòng)模塊和控制模塊供電。控制器模塊是這個(gè)系統(tǒng)的核心,控制管理系統(tǒng)的運(yùn)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(wù)邏輯操作,將操作結(jié)果反饋給電機(jī)驅(qū)動(dòng)前進(jìn)轉(zhuǎn)向模塊、車載顯示模塊、避障模塊以及滅火風(fēng)扇模塊。尋跡傳感器模塊采用光電對(duì)管進(jìn)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(jī)驅(qū)動(dòng)前進(jìn)轉(zhuǎn)向模塊根據(jù)接收控制器模塊的信息控制電機(jī)的驅(qū)動(dòng)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(xiǎn)情坐標(biāo)以及行使的時(shí)間?;鹧?zhèn)鞲衅骼没鹧鎮(zhèn)鞲衅魈綔y(cè)火源,并將火源坐標(biāo)反饋給控制器模塊。避障模塊是檢測(cè)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(fēng)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(shí)常會(huì)對(duì)每一個(gè)模塊從需求分析開始重新進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)循環(huán)。由于本系統(tǒng)的模塊較少因此當(dāng)成一個(gè)架構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)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(dāng)出現(xiàn)偏差時(shí)能夠自動(dòng)調(diào)整小車的運(yùn)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(jī)尋跡,自定義尋跡)。當(dāng)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(jī)尋跡”,隨機(jī)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(shí)調(diào)整。

        3)特殊需求。根據(jù)按鍵的次數(shù)來(lái)選擇尋跡的方式。

        4)前置條件。本用例開始前用戶必須啟動(dòng)電源開關(guān)。

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

        2.3 智能消防小車系統(tǒng)補(bǔ)充規(guī)約

        1)目標(biāo)。本補(bǔ)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(bǔ)充規(guī)約和用例模型一起記錄關(guān)于系統(tǒng)的一整套需求。

        2)范圍。本補(bǔ)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(jìn)行滅火工作,尤其是在復(fù)雜的火場(chǎng)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(chǎng),森林等普通火場(chǎng)作業(yè),而且能夠在化工燃料工廠,核電站等高?;饒?chǎng)代替人來(lái)進(jìn)行高效

        滅火。

        5)可靠性??稍谛≤嚽岸思訑z像頭,火場(chǎng)外進(jìn)行遠(yuǎn)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(qiáng),可拓展功能多,可以依據(jù)火場(chǎng)環(huán)境來(lái)改變小車材料和功能的適應(yīng)性。

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

        3 結(jié)束語(yǔ)

        需求分析是UML建模過(guò)程中最為困難也是最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié),需求分析能否成功建立決定一個(gè)軟件設(shè)計(jì)是否能夠順利展開。本文通過(guò)智能消防小車系統(tǒng)為例介紹需求分析的建立過(guò)程,使得整個(gè)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(xiàng)目

        2014海南省高等學(xué)校科學(xué)研究項(xiàng)目(HNKY2014-98);海南軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)院基金資助項(xiàng)目(Hr201301)

        參考文獻(xiàn)

        [1]許海燕,張曉東.軟件需求分析中的用例建模研究與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2007(18):4504-4506.

        [2]韓超,鄒金慧.智能消防小車的設(shè)計(jì)[J].云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,31(S2):236-240.

        [3]張亦.用例建模在需求分析中的應(yīng)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(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京:北京交通大學(xué),2009.

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

        作者簡(jiǎn)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(xué)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(xué)與研究工作。endprint

        摘 要 需求分析在軟件開發(fā)過(guò)程中至關(guān)重要,文章以智能消防小車控制系統(tǒng)為例,利用UML建模語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)建模,通過(guò)對(duì)消防小車的功能分析使用用例建模技術(shù)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行需求分析,為后續(xù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

        關(guān)鍵詞 UML;需求分析;用例圖;用例規(guī)約

        中圖分類號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1671-7597(2014)14-0031-02

        UML統(tǒng)一建模語(yǔ)言是一個(gè)支持軟件系統(tǒng)開發(fā)的圖形化語(yǔ)言,因此它的表達(dá)能力強(qiáng)大,能夠更清晰的表示出系統(tǒng)的邏輯模型和實(shí)現(xiàn)模型。UML還是一種面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言,它給出表示模型元素的圖形和方法,能夠簡(jiǎn)單的表達(dá)面向?qū)ο蟮母拍詈湍P驮亍3酥?,UML建模語(yǔ)言具有在系統(tǒng)建模過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化和規(guī)范化等優(yōu)點(diǎn),在整個(gè)軟件開發(fā)過(guò)程更為簡(jiǎn)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(yǔ)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(shè)計(jì)缺陷以及最大限度的提高軟件開發(fā)效率和質(zhì)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(yīng)用為例探討UML在嵌入式軟件中的應(yīng)用研究。

        1 智能消防小車系統(tǒng)簡(jiǎn)介

        自從1518年首輛消防車問(wèn)世至今,發(fā)展十分迅速,從最初的馬車?yán)疁缁鸬浆F(xiàn)在的人工操控消防車自動(dòng)滅火,消防車的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)很長(zhǎng)的歷史。智能消防車是未來(lái)消防車發(fā)展的主要方向,本項(xiàng)目模擬現(xiàn)實(shí)滅火場(chǎng)景,設(shè)計(jì)一臺(tái)智能消防車的軟件系統(tǒng),幫助小車完成各種搶險(xiǎn)任務(wù)。

        設(shè)計(jì)智能消防小車系統(tǒng)使其在人為的設(shè)計(jì)的地圖完成探險(xiǎn)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(jī)分布在地圖中,模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。手動(dòng)啟動(dòng)智能消防小車后,小車能夠在道路中巡邏。當(dāng)有火情時(shí),小車能夠自主尋找火源并迅速作出反應(yīng),在行駛過(guò)程中能夠繞開障礙物駛向火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng),到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)后實(shí)施滅火動(dòng)作。完成滅火動(dòng)作后繼續(xù)探測(cè)是否還有其他火源,如果有則繼續(xù)駛向下一個(gè)目的地滅火,如果沒有則返回出發(fā)地點(diǎn)[2]。

        2 需求分析

        2.1 功能分析

        在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行需求分析是,使用Use Case圖對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能需求分析[3]。本系統(tǒng)基于模塊化進(jìn)行搭建及開發(fā),共分為8個(gè)模塊,分別是:電源模塊、控制器模塊、尋跡傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)前進(jìn)轉(zhuǎn)向模塊、車載顯示模塊、火焰?zhèn)鞲衅髂K、避障模塊、滅火風(fēng)扇模塊。電源模塊為驅(qū)動(dòng)模塊和控制模塊供電??刂破髂K是這個(gè)系統(tǒng)的核心,控制管理系統(tǒng)的運(yùn)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(wù)邏輯操作,將操作結(jié)果反饋給電機(jī)驅(qū)動(dòng)前進(jìn)轉(zhuǎn)向模塊、車載顯示模塊、避障模塊以及滅火風(fēng)扇模塊。尋跡傳感器模塊采用光電對(duì)管進(jìn)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(jī)驅(qū)動(dòng)前進(jìn)轉(zhuǎn)向模塊根據(jù)接收控制器模塊的信息控制電機(jī)的驅(qū)動(dòng)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(xiǎn)情坐標(biāo)以及行使的時(shí)間?;鹧?zhèn)鞲衅骼没鹧鎮(zhèn)鞲衅魈綔y(cè)火源,并將火源坐標(biāo)反饋給控制器模塊。避障模塊是檢測(cè)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(fēng)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(shí)常會(huì)對(duì)每一個(gè)模塊從需求分析開始重新進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)循環(huán)。由于本系統(tǒng)的模塊較少因此當(dāng)成一個(gè)架構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)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(dāng)出現(xiàn)偏差時(shí)能夠自動(dòng)調(diào)整小車的運(yùn)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(jī)尋跡,自定義尋跡)。當(dāng)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(jī)尋跡”,隨機(jī)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(shí)調(diào)整。

        3)特殊需求。根據(jù)按鍵的次數(shù)來(lái)選擇尋跡的方式。

        4)前置條件。本用例開始前用戶必須啟動(dòng)電源開關(guān)。

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

        2.3 智能消防小車系統(tǒng)補(bǔ)充規(guī)約

        1)目標(biāo)。本補(bǔ)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(bǔ)充規(guī)約和用例模型一起記錄關(guān)于系統(tǒng)的一整套需求。

        2)范圍。本補(bǔ)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(jìn)行滅火工作,尤其是在復(fù)雜的火場(chǎng)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(chǎng),森林等普通火場(chǎng)作業(yè),而且能夠在化工燃料工廠,核電站等高?;饒?chǎng)代替人來(lái)進(jìn)行高效

        滅火。

        5)可靠性??稍谛≤嚽岸思訑z像頭,火場(chǎng)外進(jìn)行遠(yuǎn)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(qiáng),可拓展功能多,可以依據(jù)火場(chǎng)環(huán)境來(lái)改變小車材料和功能的適應(yīng)性。

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

        3 結(jié)束語(yǔ)

        需求分析是UML建模過(guò)程中最為困難也是最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié),需求分析能否成功建立決定一個(gè)軟件設(shè)計(jì)是否能夠順利展開。本文通過(guò)智能消防小車系統(tǒng)為例介紹需求分析的建立過(guò)程,使得整個(gè)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(xiàng)目

        2014海南省高等學(xué)??茖W(xué)研究項(xiàng)目(HNKY2014-98);海南軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)院基金資助項(xiàng)目(Hr201301)

        參考文獻(xiàn)

        [1]許海燕,張曉東.軟件需求分析中的用例建模研究與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2007(18):4504-4506.

        [2]韓超,鄒金慧.智能消防小車的設(shè)計(jì)[J].云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,31(S2):236-240.

        [3]張亦.用例建模在需求分析中的應(yīng)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(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京:北京交通大學(xué),2009.

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

        作者簡(jiǎn)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(xué)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(xué)與研究工作。endprint

        摘 要 需求分析在軟件開發(fā)過(guò)程中至關(guān)重要,文章以智能消防小車控制系統(tǒng)為例,利用UML建模語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)建模,通過(guò)對(duì)消防小車的功能分析使用用例建模技術(shù)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行需求分析,為后續(xù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

        關(guān)鍵詞 UML;需求分析;用例圖;用例規(guī)約

        中圖分類號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1671-7597(2014)14-0031-02

        UML統(tǒng)一建模語(yǔ)言是一個(gè)支持軟件系統(tǒng)開發(fā)的圖形化語(yǔ)言,因此它的表達(dá)能力強(qiáng)大,能夠更清晰的表示出系統(tǒng)的邏輯模型和實(shí)現(xiàn)模型。UML還是一種面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言,它給出表示模型元素的圖形和方法,能夠簡(jiǎn)單的表達(dá)面向?qū)ο蟮母拍詈湍P驮?。除此之外,UML建模語(yǔ)言具有在系統(tǒng)建模過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化和規(guī)范化等優(yōu)點(diǎn),在整個(gè)軟件開發(fā)過(guò)程更為簡(jiǎn)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(yǔ)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(shè)計(jì)缺陷以及最大限度的提高軟件開發(fā)效率和質(zhì)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(yīng)用為例探討UML在嵌入式軟件中的應(yīng)用研究。

        1 智能消防小車系統(tǒng)簡(jiǎn)介

        自從1518年首輛消防車問(wèn)世至今,發(fā)展十分迅速,從最初的馬車?yán)疁缁鸬浆F(xiàn)在的人工操控消防車自動(dòng)滅火,消防車的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)很長(zhǎng)的歷史。智能消防車是未來(lái)消防車發(fā)展的主要方向,本項(xiàng)目模擬現(xiàn)實(shí)滅火場(chǎng)景,設(shè)計(jì)一臺(tái)智能消防車的軟件系統(tǒng),幫助小車完成各種搶險(xiǎn)任務(wù)。

        設(shè)計(jì)智能消防小車系統(tǒng)使其在人為的設(shè)計(jì)的地圖完成探險(xiǎn)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(jī)分布在地圖中,模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。手動(dòng)啟動(dòng)智能消防小車后,小車能夠在道路中巡邏。當(dāng)有火情時(shí),小車能夠自主尋找火源并迅速作出反應(yīng),在行駛過(guò)程中能夠繞開障礙物駛向火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng),到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)后實(shí)施滅火動(dòng)作。完成滅火動(dòng)作后繼續(xù)探測(cè)是否還有其他火源,如果有則繼續(xù)駛向下一個(gè)目的地滅火,如果沒有則返回出發(fā)地點(diǎn)[2]。

        2 需求分析

        2.1 功能分析

        在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行需求分析是,使用Use Case圖對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能需求分析[3]。本系統(tǒng)基于模塊化進(jìn)行搭建及開發(fā),共分為8個(gè)模塊,分別是:電源模塊、控制器模塊、尋跡傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)前進(jìn)轉(zhuǎn)向模塊、車載顯示模塊、火焰?zhèn)鞲衅髂K、避障模塊、滅火風(fēng)扇模塊。電源模塊為驅(qū)動(dòng)模塊和控制模塊供電??刂破髂K是這個(gè)系統(tǒng)的核心,控制管理系統(tǒng)的運(yùn)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(wù)邏輯操作,將操作結(jié)果反饋給電機(jī)驅(qū)動(dòng)前進(jìn)轉(zhuǎn)向模塊、車載顯示模塊、避障模塊以及滅火風(fēng)扇模塊。尋跡傳感器模塊采用光電對(duì)管進(jìn)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(jī)驅(qū)動(dòng)前進(jìn)轉(zhuǎn)向模塊根據(jù)接收控制器模塊的信息控制電機(jī)的驅(qū)動(dòng)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(xiǎn)情坐標(biāo)以及行使的時(shí)間。火焰?zhèn)鞲衅骼没鹧鎮(zhèn)鞲衅魈綔y(cè)火源,并將火源坐標(biāo)反饋給控制器模塊。避障模塊是檢測(cè)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(fēng)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(shí)常會(huì)對(duì)每一個(gè)模塊從需求分析開始重新進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)循環(huán)。由于本系統(tǒng)的模塊較少因此當(dāng)成一個(gè)架構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)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(dāng)出現(xiàn)偏差時(shí)能夠自動(dòng)調(diào)整小車的運(yùn)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(jī)尋跡,自定義尋跡)。當(dāng)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(jī)尋跡”,隨機(jī)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(shí)調(diào)整。

        3)特殊需求。根據(jù)按鍵的次數(shù)來(lái)選擇尋跡的方式。

        4)前置條件。本用例開始前用戶必須啟動(dòng)電源開關(guān)。

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

        2.3 智能消防小車系統(tǒng)補(bǔ)充規(guī)約

        1)目標(biāo)。本補(bǔ)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(bǔ)充規(guī)約和用例模型一起記錄關(guān)于系統(tǒng)的一整套需求。

        2)范圍。本補(bǔ)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(jìn)行滅火工作,尤其是在復(fù)雜的火場(chǎng)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(chǎng),森林等普通火場(chǎng)作業(yè),而且能夠在化工燃料工廠,核電站等高危火場(chǎng)代替人來(lái)進(jìn)行高效

        滅火。

        5)可靠性??稍谛≤嚽岸思訑z像頭,火場(chǎng)外進(jìn)行遠(yuǎn)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(qiáng),可拓展功能多,可以依據(jù)火場(chǎng)環(huán)境來(lái)改變小車材料和功能的適應(yīng)性。

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

        3 結(jié)束語(yǔ)

        需求分析是UML建模過(guò)程中最為困難也是最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié),需求分析能否成功建立決定一個(gè)軟件設(shè)計(jì)是否能夠順利展開。本文通過(guò)智能消防小車系統(tǒng)為例介紹需求分析的建立過(guò)程,使得整個(gè)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(xiàng)目

        2014海南省高等學(xué)校科學(xué)研究項(xiàng)目(HNKY2014-98);海南軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)院基金資助項(xiàng)目(Hr201301)

        參考文獻(xiàn)

        [1]許海燕,張曉東.軟件需求分析中的用例建模研究與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2007(18):4504-4506.

        [2]韓超,鄒金慧.智能消防小車的設(shè)計(jì)[J].云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,31(S2):236-240.

        [3]張亦.用例建模在需求分析中的應(yīng)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(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京:北京交通大學(xué),2009.

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

        作者簡(jiǎn)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(xué)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(xué)與研究工作。endprint

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