电梯控制系统需求分析说明书

1、电梯控制系统需求分析说明书 课程名称：课程名称： 软件工程软件工程 班级：班级： 组长：组长：* 组员：组员：* * * 指导老师：指导老师： 编写日期：编写日期： 年年 月月 目录目录 1引言引言 .1 1.1 编写的目的编写的目的 .2 1.2 软件产品的作用范围软件产品的作用范围 .2 1.3 定义定义 .2 1.4 参考资料参考资料 .3 2 2、一般性描述、一般性描述 .3 2.12.1、产品与其环境之间的关系、产品与其环境之间的关系 .3 2.22.2、产品功能、产品功能 .3 2.32.3、用户特征、用户特征 .3 2.42.4、限制与约束、限制与约束 .4 2.52.5、假设与

2、前提条件、假设与前提条件 .4 3.数据流图和数据描述数据流图和数据描述 .4 3.1 数据流图数据流图 .4 3.1.1 实体关系图实体关系图 .4 3.1.2 一级数据流图一级数据流图 .5 3.1.3 二级数据流图（命令处理）二级数据流图（命令处理） .6 3.1.4 二级数据流图（优先处理）二级数据流图（优先处理） .6 3.1.5 二级数据流图（电梯控制）二级数据流图（电梯控制） .7 3.1.6 二级数据流图（信息显示）二级数据流图（信息显示） .8 3.1.7 状态转换图状态转换图 .9 3.2 数据字典数据字典 .9 4.特殊需求特殊需求 .10 4.14.1 功能或行为需求功

3、能或行为需求 .10 4.1.14.1.1 功能或行为需求：上下楼请求功能或行为需求：上下楼请求 .10 4.1.24.1.2 功能或行为需求：电梯上下运动控制功能或行为需求：电梯上下运动控制 .10 4.1.34.1.3 功能或行为需求：电梯的延迟关门、提前关门控制功能或行为需求：电梯的延迟关门、提前关门控制 .11 4.1.44.1.4 功能或行为需求：优先级控制功能或行为需求：优先级控制 .11 4.1.54.1.5 功能或行为需求：报警控制功能或行为需求：报警控制 .12 4.1.64.1.6 功能或行为需求：超重处理功能或行为需求：超重处理 .12 4.24.2 外部界面需求外部界面

4、需求 .13 4.2.14.2.1 用户界面用户界面 .13 4.2.24.2.2 软件界面软件界面 .13 4.34.3 性能需求性能需求 .13 4.3.14.3.1 精度精度 .13 4.3.24.3.2 时间特征时间特征 .13 4.3.34.3.3 灵活性灵活性 .14 4.44.4 属性属性 .14 4.4.14.4.1 可用性可用性 .14 4.4.24.4.2 安全性安全性 .14 4.4.34.4.3 可维护性可维护性 .14 4.4.44.4.4 可移植性可移植性 .14 1引言引言 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

5、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

6、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

7、、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

8、，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控制系统有个初步的了解，了解电梯逻辑控制的基本方 法。 （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

9、效率； （5） 、能够作为电梯制造商的制造参考说明手册，从而生产出符合广大社会需要的电 梯类型； （6） 、可以作为电梯开发者的交流资料，对电梯控制系统进行更好的完善； 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

10、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 定义定义 优先处理：在遇到有冲突请求的情况下，如果两楼层同时发出请求，可以让电梯正常 运行，按照优先级的高低进行排序，从而按照排序执行相应的请求。 电梯控制系统：根据电梯的控制逻辑编写的应用软件，从而实现对电梯运行和控制过 程管理。 命令反馈：指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，进而影响系统功能 的过程 方向检测：是通过电梯开始所在楼层和首目的楼层来确定电梯的运动方向的检测 暂停控制：当电梯接收到超重信号时，发出报警信号，同时电梯保持开门，直到超重 信号消失才会恢复正常的这样一种状态

11、 首目的楼层：将多用户所请求的楼层按照优先级的高低进行排序所得到的电梯当前要 执行的楼层 楼层按钮：每个电梯里面都有一些按钮，每个按钮对应一个楼层。例如：1、2、3 向上按钮和向下按钮：除低层和顶层只有一个按钮外，每个按钮都还有两个按钮，分 别指示上楼请求和下楼请求。 开门和关门按钮：在电梯内部有开门和关门的按钮，开门按钮能够延迟关门时间让乘 客进入或走出电梯，关门按钮可以加速电梯关门让电梯进入运行状态，节省时间。 紧急按钮：发生紧急情况的时候按下该按钮后可以向管理人员发出报警信号，然后电 梯被置为“不可用”状态。 电梯驱动电机：与本电梯控制系统向关联的接口，包括了大量的线路，保证电梯能够 正

12、常运转。 1.4 参考资料参考资料 软件工程（第二版） 齐治昌 谭庆平 宁 洪 编著 高等教育出版社 软件工程 钟 珞 袁景凌 编著 清华大学出版社 2 2、一般性描述、一般性描述 2.12.1、产品与其环境之间的关系、产品与其环境之间的关系 该系统要求在 windows 环境下运行，如 windows95、windows98、windows xp 等。 2.22.2、产品功能、产品功能 实现运载功能，满足乘客的要求，当有不同的请求时，系统以事件驱动方式响应请 求 2.32.3、用户特征、用户特征 （1）维护人员需要了解自动化的基本知识，并且具备基本的电梯逻辑控制的编程 知识。 （2）管理人员

13、需要掌握电梯的基本运行情况，熟悉电梯的工作条件，如电压等。 （3）乘客需要知道电梯显示面板各个按钮的功能，上下楼时该如何操作。 2.42.4、限制与约束、限制与约束 （1） 、该电梯控制系统要求在 windows 环境下运行； （2） 、每次电梯里乘客的重量不能超过 1000kg （3） 、如果两个楼层同时发出请求，则只能取消其中一个 2.52.5、假设与前提条件、假设与前提条件 本电梯控制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

14、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，会影响该电梯系统的寿命，从而造成经济的损失。因此，在本电梯控制系 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

15、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数据流图和数据描述 3.1 数据流图数据流图 3.1.1 实体关系图实体关系图 实体关系图：简记 e-r 图是指以实体、关系、属性三个基本概念概括数据的基本结 构，从而描述静态数据结构的概念模式。通过实体关系图，我们可以清楚了解实体之间的 对应关系，图如下： 乘乘客客 报报警警 电电梯梯 管管理理员员 超超重重 启启动动机机显显示示按按钮钮电电梯梯门门 管管理理 激激活活 体体重重 乘乘坐坐 触触发发 实体关系图 3.1.2 顶级数据流图顶级数据流图 根据需求，我们得出的一个简单的电梯系统即顶

16、级流图如下： 管管理理员员 电电梯梯内内部部 按按钮钮 电电梯梯外外部部 按按钮钮 乘乘客客 电电梯梯驱驱动动 系系统统 报报警警系系统统 电电梯梯驱驱动动 电电机机 各各楼楼层层的的 显显示示面面板板 管管理理命命令令 内内部部命命令令 外外部部命命令令 体体重重命命令令 触触发发信信号号 驱驱动动方方式式 显显示示信信息息 当当前前状状态态信信息息2 2 顶级数据流图 3.1.2 一级数据流图一级数据流图 在顶级流图的基础上，我们把电梯驱动系统细化。电梯驱动系统主要的工作就是处理 外部实体的输入命令，而我们把这些处理分块，主要分成了命令处理，优先处理，信息显 示，报警信号处理，还有电梯控制

17、等，因此我们得到的一级数据流图如下： 管管理理员员 电电梯梯内内部部 按按钮钮 电电梯梯外外部部 按按钮钮 乘乘客客 命命令令处处理理 管管理理命命令令 内内部部命命令令 外外部部命命令令 体体重重命命令令 电电梯梯当当前前状状态态 优优先先处处理理电电梯梯控控制制 信信息息显显示示 各各楼楼层层的的 显显示示面面板板 电电梯梯驱驱动动 电电机机 报报警警系系统统 当当前前状状态态信信息息1 1 内内部部请请求求 目目的的楼楼层层 发发出出请请求求的的楼楼 层层与与上上下下楼楼标标志志 运运动动方方向向 电电梯梯开开始始所所在在楼楼层层 当当前前状状态态信信息息显显示示信信息息 驱驱动动方方式

18、式 首首目目的的楼楼层层 电电梯梯运运行行目目的的队队列列 旧旧队队列列 新新队队列列 当当前前状状态态信信息息2 2 报报警警信信号号 处处理理 触触发发信信号号报报警警类类别别 直直接接控控制制命命令令 超超 重重 信信 号号 命命令令反反馈馈信信息息 一级数据流图 3.1.3 二级数据流图（命令处理）二级数据流图（命令处理） 因为外部实体中有四个输入命令，所以我们对四种命令分别处理，于是便得到了下 面的命令处理模块 管管理理员员 电电梯梯内内部部 电电梯梯外外部部 乘乘客客 管管理理命命令令 处处理理 内内部部命命令令 处处理理 外外部部命命令令 处处理理 体体重重命命令令 处处理理 管

19、管理理命命令令 内内部部命命令令 外外部部命命令令 体体重重命命令令 电电梯梯控控 制制 信信息息显显 示示 电电梯梯当当前前状状态态 当当前前状状态态信信息息 命命令令反反馈馈信信息息 命命令令反反馈馈信信息息 优优先先处处 理理 内内部部请请求求的的目目的的楼楼层层 发发出出请请求求的的楼楼层层与与上上下下楼楼标标志志 报报警警信信 号号处处理理 触触发发信信号号 触触发发信信号号 二级数据流图（命令处理） 3.1.4 二级数据流图（优先处理二级数据流图（优先处理） 根据需求，在优先处理中要达到以下条件：在遇到有冲突请求的情况下，如果两楼层 同时发出请求，可以让电梯正常运行，按照优先级的高

20、低进行排序，从而按照排序执行相 应的请求。 所以我们是用了队列，它可以将用户的请求进行优先排序，得到首目的楼层，通过电 梯开始所在楼层和首目的楼层来确定电梯的运动方向，从而控制电梯的运动方向。同时还 可以检测电梯是否到达，得到的优先处理模块如下图： 内内部部命命令令 处处理理 外外部部命命令令 处处理理 与与当当前前任任 务务比比较较 内内部部请请求求 目目的的楼楼层层 发发出出请请求求的的楼楼层层 与与上上下下楼楼标标志志 到到达达 检检测测 电电梯梯当当前前状状态态 电电梯梯当当前前所所在在楼楼层层 方方向向 检检测测 运运动动方方向向 电电梯梯开开始始所所在在楼楼层层 队队列列 更更新新

21、 更更新新当当 前前目目的的 电电梯梯 控控制制 新新申申请请的的楼楼层层 首首目目的的楼楼层层 电电梯梯运运行行目目的的队队列列 旧旧队队列列 新新队队列列 首首目目的的楼楼层层 首首目目的的楼楼层层 运运动动方方向向 已已到到达达（完完成成任任务务） 二级数据流图（优先处理） 3.1.5 二级数据流图（电梯控制）二级数据流图（电梯控制） 该电梯控制命令中， ，我们把它分为几种命令，从而得到了几种控制模块，包括电梯停 启用控制，开关门控制，上下运动控制，还有暂停控制，图如下： 管管理理令令 处处理理 内内部部命命令令 处处理理 优优先先 处处理理 电电梯梯停停/ /启启 用用控控制制 开开关

22、关门门控控 制制 上上下下运运动动 控控制制 报报警警信信号号 处处理理 暂暂停停控控制制 电电梯梯驱驱动动电电 机机 电电梯梯停停/ /启启命命令令 电电梯梯开开/ /关关门门命命令令 首首目目的的楼楼层层 超超重重信信号号 上上/ /下下运运动动信信号号 开开/ /关关门门信信号号 停停/ /启启用用信信号号 暂暂停停信信号号 二级数据流图（电梯控制） 3.1.6 二级数据流图（信息显示）二级数据流图（信息显示） 在信息显示模块中，有几种显示结果，包括当前楼层显示，上下运动显示，可用不可 用显示，还有按钮的背景灯显示，所得图如下： 各各楼楼层层的的显显 示示面面板板 电电梯梯当当前前状状态

23、态 内内部部 命命令令处处理理 外外部部 命命令令处处理理 按按钮钮 灯灯信信息息处处理理 电电梯梯当当 前前所所在在楼楼层层 处处理理 命命令令反反馈馈信信息息 命命令令反反馈馈信信息息 电电梯梯当当前前所所在在楼楼层层 按按钮钮灯灯控控制制信信息息 电电梯梯当当前前所所在在楼楼层层 二级数据流图（信息显示） 3.1.7 状态转换图状态转换图 电梯的主要状态如下图所示： 报报警警 上上下下运运动动命命令令读读入入 电电梯梯停停止止电电梯梯空空闲闲 停停用用 电电梯梯启启动动 电电梯梯开开门门 报报警警信信号号 到到达达目目的的楼楼层层 电电梯梯停停止止无无请请求求 断断电电 有有请请求求 电

24、电梯梯门门关关闭闭楼楼层层请请求求上上下下信信号号乘乘客客输输入入 启启用用信信号号 状态转换图 3.2 数据字典数据字典 针对以上电梯控制系统的需求，通过对电梯工作过程的内容和数据流程分析，数据条 目定义如下： :=|+ :=| :=1|2|3|4|n :=+ (|) :=| :=| :=+（|）+ :=+ :=+ :=| :=| :=| :=| :=| 4.特殊需求特殊需求 4.14.1 功能或行为需求功能或行为需求 4.1.14.1.1 功能或行为需求：上下楼请求功能或行为需求：上下楼请求 （1）引言）引言 为了满足用户的上下楼的请求，我们让电梯的外部除了底层和顶层只有一个按钮外， 每个

25、楼层有两个按钮，分别指示上楼和下楼请求。 （2）输入）输入 用户按下向上或向下请求的按钮 （3）处理过程描述）处理过程描述 当用户在某层楼按下按钮后，按钮灯亮，系统接到用户指令后将指令传递到应用接口， 根据决定服务优先次序的算法做出响应，然后通过电梯上下运动控制系统来实现用户上下 楼的请求。 （4）输出）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，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。 4.1.24.1.2 功能或行为需求：电梯上下运动控制功能或行为需求：电梯上下运动控制 （1）引言）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，

26、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）输入 用户通过电梯内部的按钮1n 层的数字按钮、向上或向下请求的按钮 （3）处理过程描述）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

27、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）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。 4.1.34.1.3 功能或行为需求：电梯的延迟关门、提前关门控制功能或行为需求：电梯的延迟关门、提前关门控制 （1）引言）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

28、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）输入 电梯内部的按钮开门按钮、关门按钮 （3）处理过程描述）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）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。 4.1.44.1.4 功能或行为需求：优先级控制功能或行为需求：优先级控制 （1）引言）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

29、统 需要对多个请求进行优先级的判断 （2）输入）输入 按钮的选择相当于输入 （3）处理过程描述）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）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。 4.1.54.1.5 功能或行为需求：报警功能或行为需求：报警控制控制 （1）引言）引言 为

30、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）输入 报警按钮 （3）处理过程描述）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）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。 4.1.64.1.6 功能或行为需求：超重处理功能或行为需求：超重处理 （1）引言

31、）引言 为了保证乘客的人身财产安全以及电梯的使用寿命，电梯本身能承受的总重量有一个 上限，如果电梯运载的总重量超过上限，则为超重状态 （2）输入）输入 电梯运载的总重量 （3）处理过程描述）处理过程描述 如果电梯的运载总重量超过上限，系统则发出超重命令，系统响应超重命令后将激活 电梯的暂停控制处理系统，当且仅当电梯的运载总重量不超过上限时电梯才恢复正常运作 状态。 （4）输出）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。 4.24.2 外部界面需求外部界面需求 4.2.14.2.1 用户界面用户界面 （1）乘客操作界面）乘客操作界面 上下楼请求按钮 1n 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）电梯管理人员操作界面 电梯不可用状态控制 电梯停启用控制 （3）维护人员操作界面）维护人员操作界面 查看源代码 修改源代码 4.2.24.2.2 软件界面软件界面 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