起重机-需求文档及测试要求

1、 凯云杯”全国大学生嵌入式测试大赛需求文档及测试要求（一）1、系统概述塔式起重机安全监测系统是安装在塔式起重机上的嵌入式设备，俗称“黑匣子”。塔式起重机在工作时，需根据现场实际情况而经常改变工况进行起重作业，如改变起吊角度（幅度）、起吊臂长等，而在不同工况参数下所能起吊的最大额定起重量及工作最大、最小变幅是相应不同的，因此需要一套装置对以上参数综合监测判断，做出起重机正常工作、满载、超载、变幅超上限、变幅超下限等工作状态的指示并相应报警、提示、控制，以保证起重机械的正常工作。塔式起重机安全监测系统由传感器、监测系统、上位机平台组成。模拟塔式起重机安全监测系统是用软件方式实现的模拟“黑匣子”。模

2、拟系统采用文件读取的方式读取回转传感器、高度传感器、幅度传感器、重量传感器的输入数据；使用虚拟串口同上位机管理平台相连。数据文件数据文件2、功能简介与操作使用黑匣子软件界面如图1-1所示。起重机安全监测案绽-匚数協监测数据竺集卄勤：宴际亘里吨、力犯曲宴际亘里吨、力犯曲鞘度：米，高度（米）數為轴入女件:吕口：开始數為轴入女件:吕口：开始图1-1黑匣子软件主界面界面上方是数据监测区。下方是操作区。数据输入文件选择框是选择数据输入采集的文本文件的文件名及路径。点击“选择”按钮可以弹出文本选择对话框。串口选择下拉列表框是选择输入、输出的串口。点击“开始”按钮后，黑匣子打开数据文件，开始逐行读取数据；同

3、时打开串口，开始监听数据指令。同时“开始”按钮上的文字变为“停止”。如图1-2所示。用户点击“停止”按钮后，黑匣子关闭数据文件，并同时关闭串口。眄起1和应全监粟统數据采隼卜數：眄起1和应全监粟统數据采隼卜數：8实灯重里5屯)问额走重重吨)幅度m80-2016/11/2210:54:45力拒64C0回转阖15C声度m18C数掳输入丈件:串口：停止图1-2黑匣子开始操作后界面数据监测区的输入框“实际重量”、“力矩”、“回转”后面如果出现红色的叹号，代表数据达到报警条件，出现报警。虚拟塔式起重机安全监控系统的主要功能如下：塔机数据采集及显示每1秒读取塔机幅度、吊重、高度、回转角度数据。计算力矩、额定

4、重量等数据；通过软件界面以数值方式显示当前工作参数和塔机额定工作能力参数。同时在界面上显示数据的序号和当前时间。监控数据上报接收上位机通过串口发送的数据查询指令，并回复塔机数据给上位机软件。报警数据上报接收上位机通过串口发送的数据查询指令，回复报警数据帧，在达到报警条件时给出报警信息，否则显示“无报警信息”。3、软件详细需求3.1功能需求311重量的采集与处理(ZLCJ)软件从文件中采集重量值，重量值范围：080吨，如果文件中输入的数据超过边界值，自动截取数据为边界值。312回转角度的采集与处理（HZCJ）软件从文件中采集回转角度，回转角度的取值范围为：-120度-+135度，如果文件中输入的

5、数据超过边界值，软件界面中显示报警符号，接口输出报警信号。幅度的采集与处理（FDCJ）软件从文件中采集幅度值，幅度的取值范围为：5-80米，如果数据输入数据超过边界值，自动截取数据为边界值。高度的采集与处理（GDCJ）软件从文件中采集高度的值，高度的取值范围为：0-180米，如果数据输入数据超过边界值，自动截取数据为边界值。额定重量的计算（EDZLJS）软件中可以计算出系统的额定重量，计算公式为：额定重量=400/幅度，小数部分截去。力矩的计算（LJJS）软件中可以计算出系统的力矩，力矩计算公式为：力矩=重量*幅度。单位：吨*米重量报警的处理（ZLBJ）重量超过额定重量，则出现重量报警，软件界

6、面中显示报警符号，接口输出报警信号。318回转上限报警的处理（HZSXBJ）回转角度上限报警：回转角度超过上限（135度），则出现“回转角度上限”报警，软件界面中显示报警符号，接口输出报警信号。319回转下限报警的处理（HZXXBJ）回转角度下限报警：回转角度超过下限（-120度），则出现“回转角度下限”报警，软件界面中显示报警符号，接口输出报警信号。3.1.10力矩预警报警的处理（LJYJ）力矩预警：力矩超过额定力矩（400T*m）的70%发出此报警。软件界面中显示报警符号，接口输出报警信号。3111力矩报警的处理（LJBJ）力矩报警：力矩超过额定力矩（400T*m）的90%发出此报警，软件

7、界面中显示报警符号，接口输出报警信号。3.2接口需求321采集接口（CXJK）数据采集接口采用从硬盘中读取文件的形式模拟黑匣子的采集接口，文件格式如下所示：140100100130100101001201001001401001010014010010013010010100每一列数据之间以空格分隔。每一行数据为一次采集值。各列数据依次为重量、回转、幅度、高度值，单位与功能项定义中的单位及取值范围一致。3.2.2上位机查询接口（CXJK）串口默认通信参数为：波特率：9600；奇偶校验：不发生奇偶校验；数据位长：8位；停止位：使用一个停止位。点击“开始”后，黑匣子开始监听所选择的串口。如果从串口

8、接收到查询指令，并且指令格式符合要求，则根据查询指令回复相应内容，如果“查询内容”字段为0则回复“数据帧”，如果“查询内容”字段为1则回复“报警帧”。对于不属于各个字段定义的内容，软件在接口处理时应做容错处理。查询指令数据帧的格式为：偏移:大小（Bytes）说明封包头0:1同步标志（0 x5a）1:1协议版本(0 x04)2:2源地址，作为唯一地址(0 x00,0 x01)4:1状态标志，填写0 x005:1命令号(0 x01)6:1内容长度(0 x01)封包内容7:1查询内容(0：米集数据；1：报警数据)封包尾8:1包尾(0 x5a)323数据帧上报接口(SJSBJK)通过串口向待测系统发送

9、“查询内容”字段为0的数据查询指令，则待测系统回复数据帧给上位机。数据帧上报的格式为：封包头0:1同步标志(0 x5a)1:1协议版本(0 x04)2:2序列号，每发送一条指令递增4:1状态标志，填写0 x005:1命令号(0 x01)6:1内容长度(0 x10)封包内容7:2数据米集计数(无符号整形，小端字节序)9:2重量(无符号整形，小端字节序)11:2力矩(无符号整形，小端字节序)13:2额定重量(无符号整形，小端字节序)15:2回转角度(有符号整形，补码，小端字节序)17:2幅度(无符号整形，小端字节序)19:2高度(无符号整形，小端字节序)21:2内容校验(9号到20号字节，以两个字

10、节为单位，进行异或)封包尾23:1包尾(0 x5a)说明偏移:大小(Bytes)324报警帧上报接口(BJSBJK)通过串口向待测系统发送“查询内容”字段为1的数据查询指令，则待测系统回复报警帧给上位机。报警帧上报的格式为：偏移:大小(Bytes)说明封包头0:1同步标志(0 x5a)1:1协议版本（0 x04）2:2序列号，每发送一条指令递增4:1状态标志，填写0 x005:1命令号（0 x02）6:1内容长度（0 x08）封包内容7:2数据米集计数（无符号整形，小端字节序）9:1重量报警（报警时为0 x01，否则为0）10:1回转角度上限报警（报警时为0 x01，否则为0）11:1回转角度

11、下限报警（报警时为0 x01，否则为0）12:1力矩预警（报警时为0 x01，否则为0）13:1力矩报警（报警时为0 x01，否则为0）14:1报警校验（9号到13号字节，以单字节为单位进行异或）封包尾15:1包尾(0 x5a)3.3性能需求331查询响应时间需求（CXXYSJ）上位机通过串口发送的查询指令后，无论是回复数据帧或报警帧都应该在300毫秒内回复。4、测试要求与测试提示（一）按照第3章的内容完成功能、接口、性能三种需求的测试。（二）功能测试的测试范围包括：3.1.1-3.1.11的所有需求项，测试功能项时可通过数据输入文件创造测试用例需要的测试数据，同时建议利用ESITest编写测

12、试脚本检查串口输出的数据。功能测试时不考虑如下测试内容：（1）不考虑数据采集计数的显示；（2）不考虑时间的显示；（3）不考虑界面中的数据输入文件的选择；（4）不考虑串口号的选择；（5）不考虑开始采集与停止采集按钮的操作。（三）接口测试的测试范围包括：3.2.2-3.2.4的所有需求项，接口测试时需要利用ESITest编写测试脚本进行测试。接口测试时不考虑如下测试内容:（1）不考虑3.2.1中对于硬盘模拟的采集文件接口处理的测试；（2）3.2.3、3.2.4接口中对于“数据采集计数”字段在测试时不做考察；（3）不考虑3.2.3、3.2.4接口中“序列号”字段递增超出两个字节的最大值的情况。（三）性能测试的测试范围为3.3.1中查询响应时间需求项，性能测试时需要利用ESITest编写测试脚本进行测试。（四）选手需要提交测试结果报告以及测试方案文件。具体提交要求如下：（1）选手提交的文件名称为“选手姓名测试结果报告.docx”，如“李XX_预赛题目1_测试结果报告.docx”，文件格式见测试结果报告模板。选手在编写测试结果报告时体现出测试数据的选取原则。（2）选手提交利用ESITest所开发的测试方案文件，文件名称为“选手姓号预赛题目1_测试方案.es