电梯监控系统需求分析说明书.docx
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电梯监控系统需求分析说明书.docx
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电梯监控系统需求分析说明书
电梯监控系统需求分析说明书
课程名称:
嵌入式Linux系统开发与应用
班级:
XXXXXXXXXXXX
组长:
XXX
组员:
XXX
XXX
XXX
指导老师:
XXX
编写日期:
2012年3月
目录
1.引言1
1.1编写的目的2
1.2软件产品的作用范围2
1.3定义2
1.4参考资料3
2、一般性描述3
2.1、产品与其环境之间的关系3
2.2、产品功能3
2.3、用户特征3
2.4、限制与约束4
2.5、假设与前提条件4
3.数据流图和数据描述4
3.1数据流图4
3.1.1实体关系图4
3.1.2一级数据流图5
3.1.3二级数据流图(命令处理)6
3.1.4二级数据流图(优先处理)6
3.1.5二级数据流图(电梯控制)7
3.1.6二级数据流图(信息显示)8
3.1.7状态转换图9
3.2数据字典9
4.特殊需求10
4.1功能或行为需求10
4.1.1功能或行为需求:
上下楼请求10
4.1.2功能或行为需求:
电梯上下运动控制10
4.1.3功能或行为需求:
电梯的延迟关门、提前关门控制11
4.1.4功能或行为需求:
优先级控制11
4.1.5功能或行为需求:
报警控制12
4.1.6功能或行为需求:
超重处理12
4.2外部界面需求13
4.2.1用户界面13
4.2.2软件界面13
4.3性能需求13
4.3.1精度13
4.3.2时间特征13
4.3.3灵活性14
4.4属性14
4.4.1可用性14
4.4.2安全性14
4.4.3可维护性14
4.4.4可移植性14
1.引言
在开发任何一种项目的前阶段,用户都会向开发方提交需求描述,一般都会包括产品的工作环境描述及用户对目标产品的初步期望,以便更好地向开发人员解释自己的需求。
而需求规格说明书是由开发人员经过需求分析后形成的软件文档,使内容更加系统、精确和全面,因此需求规格说明书必须满足以下的条件:
(1)更便于用户、分析人员和软件设计人员进行理解和交流。
客户通过需求规格说明书在分析阶段即可初步判定目标软件能否满足其原来的期望,设计人员则将需求规格说明书作为软件设计的基本出发点。
(2)能够支持目标软件系统的确认。
软件开发目的是否达到不应该由系统测试阶段的人为因素决定。
因此,需求分析中的各项需求都应该是可测试的。
(3)可以控制系统的进化过程。
在需求分析完成之后,如果客户追加需求,那么需求规格说明书将用于确定追加需求是否为新需求。
如果是,开发人员必须针对新需求进行需求分析,扩充需求规格说明书,再进行软件设计。
需求分析明确客户的需求,是对要解决的问题的彻底理解。
在解决问题之前要理解问题,只有真正的理解问题才能更好的解决问题。
要弄清楚问题的要求,包括需要输入什么数据,要得到什么结果,最后应输出什么。
需求分析就是给系统分析、设计人员一个和客户交流来理解问题的机会,了解客户究竟需要什么。
需求分析是介于系统分析和软件设计阶段之间的重要桥梁。
一方面,需求分析以系统说明和项目规划作为分析活动的基本出发点,并从软件角度对它们进行检查与调整;另一方面,需求规格说明又是软件涉及、实现、测试直至维护的主要基础。
良好的分析活动有助于避免或尽早剔除早期错误,从而提高软件生产率,降低软件开发成本,改进软件质量。
需求分析之所以重要,就因为他具有决策性,方向性,策略性的作用,他在软件开发的过程中具有举足轻重的地位.大家一定要对需求分析具有足够的重视.在一个大型软件系统的开发中,他的作用要远远大于程序设计。
总之,需求分析就是整个项目开发的核心内容,需求分析规格说明说做得好那下面要做的工作就能够按部就班的进行了,它是贯穿用户—开发人员—软件设计人员三者之间的重要桥梁,用户可以通过需求分析规格说明书了解目标软件是否满足他的要求,开发人员可以根据用户的需求对需求分析说明书进行改善,软件设计人员也能很明确的对软件进行相对应的编写。
因此,一份好的需求分析说明书必不可少。
正是由于需求分析说明书的重要性,由此设计了以下的电梯控制系统应用软件的需求分析说明书,它详细地介绍了电梯控制系统需求分析的各个阶段以及分析方法。
1.1编写的目的
编写这份需求分析说明书的目的是:
(1)、希望用户能够对电梯的监控系统有个初步的了解。
(2)、软件设计人员可以通过该说明书编写出预期的软件设计;
(3)、能够作为电梯购买商的参考资料,从而对性价比进行分析;
(4)、能够提供给维护人员作为维修说明工具,以便更简便的对电梯进行操作,提高维修效率;
因此,该说明书的预期读者有电梯使用者、设计人员、开发人员、维护人员、制造商、购买商还有就是对电梯控制系统感兴趣的学习者。
1.2软件产品的作用范围
近年来,随着计算机技术日新月异的发展,编程语言及自动控制都有了很大的进步。
这为人们的学习和生活提供了极大的便利。
电梯技术的发展也离不开这一切。
现在无论是在办公大楼或者是企业,或者是公司内部,都离不开电梯的身影。
对于电梯的自动控制技术的研究也越来越多。
本软件产品主要是针对小型的电梯,具有n个楼层的结构,主要应用在学校,医院,小型企业等。
1.3定义
电梯监控系统:
根据视频采集端的工作原理,对电梯里面的视频采集端进行操作。
视频采集模块:
采用WEBEYEV2000摄像头,编译并加载ov511驱动程序,利用Video4Linux标准视频处理接口进行视频图像的采集,交叉编译JPEG库并移植至开发板,从而实现对视频图像数据的JPEG压缩,以减小网络传输负担。
小键盘电梯模拟模块:
17键小键盘区模拟电梯的按钮区,键盘上1~9数字分别对应电梯的9个楼层,适当修改键盘驱动,使其能够随时读取键值,同时选择同方向优先的电梯算法实现电梯的运行。
Socket网络传输模块:
采用Linux下的socket编程方法,利用协议TCP建立现场和监控中心的连接并发送相关数据。
客户端显示模块:
将服务器端采集的视频图像和电梯运行状态直观地显示在客户端主机上。
1.4参考资料
《嵌入式Linux系统开发与应用》康维新编著机械工业出版社
2、一般性描述
2.1、产品与其环境之间的关系
系统用到的ARM2410S开发板上的硬件环境如下:
(1)17键小键盘
(2)HOST端口:
连接USB摄像头
(3)WEBEYEV2000摄像头:
连接到HOST端口上,作为电梯内部的视频监控。
系统用到的软件环境如下:
(1)键盘驱动
(2)ov511驱动程序:
USB摄像头的驱动程序,配合Video模块使用
(3)Video4Linux标准视频处理接口:
为Linux下的视频应用程序提供了一套统一的API,用于采集视频数据。
(4)JPEG压缩库:
静态图像数据压缩标准,既可用于灰度图像有可用于彩色图像。
其压缩比率通常在10:
1~40:
1之间,比较适合网络传输,因此采取了先对图像信息进行JPEG压缩的方法来解决,将图像压缩保存为JPEG文件。
(5)Qt:
开发监控中心图形界面,用于处理并显示从服务器端传送过来的图像和电梯数据。
(6)socket机制:
建立网络信息。
(7)多线程。
(8)C语言开放与编译环境。
2.2、产品功能
本系统实现了对电梯的视频监控,从何方便管理阶层人员的管理,更好的为客户服务。
2.3、用户特征
(1)维护人员需要了解Linux下的socket编程的基本知识,并且了解对ov511驱动程序的基本知识,对JPEG有一定的基本知识。
(2)管理人员需要掌握视频采集的基本运行情况,熟悉视频的工作环境,如感光度、角度等。
2.4、限制与约束
(1)、该电梯监控系统要求在Linux环境下运行;
(2)、每次视频需要对采集的图像进行JPEG压缩处理,然后将视频图像和电梯运行数据传送至监控中心进行实时显示等功能。
(3)、如果两个楼层的视频采集的数据能同步处理,显示在不同的显示屏上。
2.5、假设与前提条件
本电梯监控系统在开发的过程中,分为软件工程与技术实现两大部分。
若软件工程陈述出现问题,需求分析不透彻,部分描述含混不清,则会影响系统的完整性与可继承性。
若技术支持出现故障或疑难问题无法解决、程序开发出现偏差,会延误工程进度,影响工程的按期完工。
在管理方面,如管理者没有预见性,对出现的问题无法采用可行的解决手段,会影响该监控系统的寿命,从而造成经济的损失。
因此,在本电梯监控系统中
(1)假设条件:
在软件工程方面,需要项目经理组织开发团队通过使用工程经济学的手段对软件开发的各个阶段进行实时的表述、规划和计算。
技术实现的方面,主要是决定优先次序的算法,即在遇到有冲突的请求时,如果两楼层同时发出请求,则只能取消其中一个请求。
此时,决定优先次序的算法应尽量减少两个请求的等待时间。
(2)前提条件:
需要分析人员要有丰富的经验,充分理解分析该系统要实现的功能;开发人员要具备丰富的编程经验,尽量做到让系统能够满足客户的需求;再者,队员之间要互相沟通,有很好的团队合作精神。
3.数据流图和数据描述
3.1数据流图
3.1.1系统体系结构
如图所示:
3.1.2系统设计模块
在服务端,视频采集与处理模块和电梯运行模块是相互独立的,即分别以线程实现。
3.1.3视频采集流程
3.2数据字典(略)
4.特殊需求
4.1功能或行为需求
4.1.1功能或行为需求:
服务器端的初始化
(1)引言
视频采集在服务器端的初始化,这在架设电梯监控的工作上是个前提的工作。
(2)输入
视频监控的拍摄成JPEG格式的照片,输入到服务器端处理,同时获取键盘按下值。
(3)处理过程描述
当接受到传来的JEPG图像,对锁采集到的图像处理和压缩;同时将发生变化的数据存入带难题数据结构体。
(4)输出
把压缩好的JEPG图片和电梯数据发送到远程监控中心
4.1.2功能或行为需求:
客户端的初始化
(1)引言
视频采集在客户端的初始化,这在架设电梯监控的工作上是个后期的工作。
(2)输入
接收从服务器端发来的JPEG图像文件和电梯运行数据。
(3)处理过程描述
对接收到的图像和运行数据处理
(4)输出
把接收到的数据显示在视频上,同时显示出电梯运行状态及相关信息。
4.1.3功能或行为需求:
电梯上下运动控制
(1)引言
为了满足用户的上楼或下楼请求、用户正确到达目的楼层,系统通过响应用户的请求指令,进而驱动电梯驱动电机来控制电梯的上下运动
(2)输入
用户通过电梯内部的按钮——1~n层的数字按钮、向上或向下请求的按钮
(3)处理过程描述
系统获得多用户的请求后,将指令传递到应用接口,在系统的规定等待时间段里,如果没有特殊请求(开门、关门按钮),电梯门则自动关闭,然后将获得的请求经过优先处理得到当前电梯所要去的首目的楼层,结合电梯当前楼层判断出电梯要做向上还是向下运动,进而将指令传递给上下运动控制系统,从而驱动电梯上下运动来实现上下楼的目的。
当电梯到达该楼层后,按钮灯熄灭。
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,或者遇到有冲突的请求时,按钮灯灭。
在遇到有冲突请求的情况下,如果两楼层同时发出请求,则只能取消其中一个请求。
决定服务优先次序的算法应该尽量减少两个请求的等待时间。
(4)输出
电梯的运行结果即为输出结果,在到达该楼层后电梯门自动开启,自动开启后在系统的规定等待时间段里,如果没有特殊请求,电梯门则自动关闭。
如果电梯的运行结果错误,则需要通知管理人员、维护人员进行检查和维护。
4.1.4功能或行为需求:
电梯的延迟关门、提前关门控制
(1)引言
为了解决用户在上下楼之前出现的忙碌状态的时候,能体现出该系统的人性化,用户可以通过按下延迟关门控制按钮来延迟电梯的自动关门或按下提前关门控制按钮提前电梯的自动关门时间
(2)输入
电梯内部的按钮——开门按钮、关门按钮
(3)处理过程描述
用户在系统的规定有效等待时间段里按下延迟关门或提前关门按钮后,系统接到指令后,通过增加或减少电梯的自动关门时间来控制电梯的延迟关门、提前关门
(4)输出
电梯的运行结果即为输出结果,如果电梯的运行结果错误,则需要通知管理人员、维护人员进行检查和维护。
4.1.5功能或行为需求:
优先级控制
(1)引言
电梯很多时候都会接到两个或两个以上的请求,为了减少多个请求的等待时间,系统需要对多个请求进行优先级的判断
(2)输入
按钮的选择相当于输入
(3)处理过程描述
在多用户使用电梯的时候,即系统接到多个请求后,或系统在接到一个请求后又接到别的请求。
系统将当前的首目的楼层与新的请求相比较,根据减少请求间的等待时间为原则判断哪个请求优先,从而系统先响应优先请求,即将优先的请求更新为电梯新的首目的楼层,如果中途再有新请求,则做一样的处理。
(4)输出
电梯的运行结果即为输出结果,如果电梯的运行结果错误,则需要通知管理人员、维护人员进行检查和维护。
4.1.6功能或行为需求:
报警控制
(1)引言
为了保证电梯的乘客的人身财产安全,每个电梯内部都设有一个紧急按钮,在遇到紧急事件时,用户可按下按钮,按下后系统向管理人员发出报警信号,然后电梯被置为为“不可用”状态。
每个电梯都设有取消“不可用”状态的机制。
(2)输入
报警按钮
(3)处理过程描述
系统通过响应用户的按钮请求,将报警信号传递到报警控制系统,将暂停信号传递给电梯上下运动控制系统,即让电梯变成“不可用”状态。
(4)输出
电梯的运行结果即为输出结果,如果电梯的运行结果错误,则需要通知管理人员、维护人员进行检查和维护。
4.2外部界面需求
4.2.1用户界面
(1)乘客操作界面
上下楼请求按钮
1~n层的楼层按钮
关门按钮、关门按钮
报警按钮
(2)电梯管理人员操作界面
电梯不可用状态控制
电梯停启用控制
监控发来的视频
电梯运行状态和相关信息
(3)维护人员操作界面
查看源代码
修改源代码
4.2.2软件界面
界面需求分析必须围绕用户为中心,不同于客观功能需求分析,具有很大的主观性。
虽然,界面设计人员可以按照通行的原则来设计,但是用户个体的文化、背景、知识水平、个人喜好等是千差百异的,其界面需求也是相差很大。
不同的用户,对软件界面有不同的要求,表达自己要求的方式也尽不相同。
而且用户的界面要求通常不像业务功能需求那样容易明确、有据可查、可以利用专门工具进行分析。
多数用户往往并不能提出明确的、全局的界面需求,其需求同自身主观因素联系紧密,是模糊、变化的。
调查用户的界面需求,必须先从调查用户自身特征开始,将不同特征用户群体的要求进行综合处理,再有针对性地分析其界面需求。
本电梯控制系统为普通用户,因此界面应该简单明了,避免为了追求华丽而影响界面的整洁和清晰。
对于按钮的操作应尽可能的方便,精确度高。
可以满足用户的平时习惯。
4.3性能需求
4.3.1精度
由于本电梯控制系统属于对按钮的选择,通过控制按钮选择楼层;同时通过发来的图像和电梯运行数据进行处理后,显示出视频图像和电梯运行状态及相关信息。
4.3.2时间特征
本电梯控制系统属于实时系统,虽不及那些特殊的实时系统诸如用于军事、航空领域的等等对时间有很特殊的要求,但是也对响应时间、处理时间上有较强的要求。
需要:
a.响应时间迅速
b.更新处理时间相对比较快
c.数据的转换和传送时间迅速
因此对时间特性的要求如下:
响应时间:
<=3s
处理时间:
<=1s
更新处理时间:
<=5s
梯内关门时间:
<=3s
梯内开门时间:
<=3s
4.3.3灵活性
a.能在Linux系统下运行,同时可准备多个系统的版本;
b.编写代码模块化,以保证修改时同其他软件的接口变化不大;
c.在时间响应速度上可以做到更高的效率;
d.计划发生变化或改进时能方便软件的开发人员和维护人员灵活的增减、修改该系统的功能、代码等。
4.4属性
4.4.1可用性
向客户提供详细的操作手册,和数据字典等。
使用户能够对电梯监控系统有个初步的了解
4.4.2安全性
只有开发人员和维护人员才有权限查看和修改该系统的源代码,以防止程序和数据受到意外的或蓄意的存取、使用、修改、毁坏或泄密。
4.4.3可维护性
代码有足够的注释,清晰的结构,变量、函数等的命名具有较高的易理解性,以便修改潜伏的错误,改进性能和其他属性,使软件产品适应环境的变化
4.4.4可移植性
本电梯控制系统采用Linux操作系统下的socket编译环境,在通用的程序设计语言和运行支撑环境下,有较高的可移植性
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