停车场管理系统软件工程导论课程设计

停车场管理系统软件工程导论课程设计一、课程设计目标本次软件工程导论课程设计旨在通过开发一个停车场管理系统，让学生将所学的软件工程理论知识应用于实际项目中，熟悉软件开发的完整流程，包括需求分析、设计、编码、测试和维护，培养学生的软件开发能力、团队协作能力以及解决实际问题的能力。

二、需求分析2.1功能需求1.车辆进出管理入口处能够读取车辆信息（如车牌号），验证车辆合法性（是否为停车场注册车辆或临时访客车辆）。对于合法车辆，自动开启道闸放行，并记录车辆进入时间和相关信息。出口处读取车辆信息，计算停车费用（根据停车时长和收费标准），收取费用后开启道闸放行，并记录车辆离开时间。2.车位管理实时显示停车场内剩余车位数。当车辆进入时，分配一个可用车位，并更新车位状态。当车辆离开时，释放相应车位，恢复车位可用状态。3.收费管理支持多种收费方式，如按时计费、按次计费等。能够根据不同的收费标准计算停车费用。记录所有收费明细，包括收费时间、金额、车辆信息等。4.报表生成生成每日停车记录报表，包括车辆进出时间、收费金额等。生成月度停车统计报表，如停车次数统计、收入统计等。5.系统管理管理员能够添加、删除、修改停车场注册车辆信息。管理员能够设置收费标准、车位数量等系统参数。对系统用户进行权限管理，不同用户具有不同的操作权限。

2.2非功能需求1.性能需求系统应能快速响应车辆进出操作，道闸开启和关闭时间应在合理范围内。能够支持大量车辆的同时管理，保证系统的稳定性和可靠性。数据查询和报表生成操作应在短时间内完成，满足实际业务需求。2.安全性需求确保车辆信息和收费数据的安全性，防止数据泄露和非法篡改。对系统用户进行身份验证和授权，只有经过授权的用户才能进行相应操作。3.易用性需求系统界面应简洁明了，易于操作，方便停车场管理人员使用。提供必要的提示信息和帮助文档，方便用户快速上手。

三、总体设计3.1系统架构设计本停车场管理系统采用分层架构设计，主要包括表示层、业务逻辑层和数据访问层，各层之间相互独立，通过接口进行交互，提高系统的可维护性和可扩展性。

1.表示层表示层负责与用户进行交互，展示系统界面，接收用户输入并将其传递给业务逻辑层。采用图形用户界面（GUI）技术，如JavaSwing或WindowsForms，实现系统的可视化操作。2.业务逻辑层业务逻辑层负责处理系统的核心业务逻辑，如车辆进出管理、车位管理、收费管理等。它调用数据访问层提供的数据访问接口，对业务数据进行处理和验证，并将处理结果返回给表示层。3.数据访问层数据访问层负责与数据库进行交互，实现数据的存储、查询、更新和删除等操作。采用数据库访问技术，如JDBC（JavaDatabaseConnectivity）或ADO.NET，连接到数据库服务器，执行SQL语句进行数据操作。

3.2模块划分根据系统的功能需求，将停车场管理系统划分为以下几个主要模块：

1.车辆管理模块负责车辆信息的录入、查询、修改和删除等操作，以及验证车辆合法性和分配车位等功能。2.车位管理模块实时监控停车场内车位状态，分配和释放车位，并更新剩余车位数。3.收费管理模块根据收费标准计算停车费用，支持多种收费方式，记录收费明细。4.报表生成模块生成每日停车记录报表和月度停车统计报表。5.系统管理模块对系统用户进行权限管理，设置系统参数，如收费标准、车位数量等。

3.3数据库设计数据库采用关系型数据库管理系统，如MySQL或SQLServer。根据系统功能需求，设计如下数据库表结构：

1.车辆表（Vehicles）车辆ID（VehicleID）：主键，唯一标识每辆车。车牌号（LicensePlate）：车辆的唯一标识。车主姓名（OwnerName）：车主姓名。联系方式（Contact）：车主联系方式。注册时间（RegistrationDate）：车辆注册时间。是否为临时访客（IsTemporary）：标识车辆是否为临时访客。

2.车位表（ParkingLots）车位ID（LotID）：主键，唯一标识每个车位。车位编号（LotNumber）：车位的编号。车位状态（LotStatus）：车位状态，如可用、已占用等。

3.停车记录表（ParkingRecords）记录ID（RecordID）：主键，唯一标识每条停车记录。车辆ID（VehicleID）：外键，关联车辆表。车位ID（LotID）：外键，关联车位表。进入时间（EntryTime）：车辆进入停车场的时间。离开时间（ExitTime）：车辆离开停车场的时间。停车费用（Fee）：停车费用。

4.收费明细表（FeeDetails）明细ID（DetailID）：主键，唯一标识每条收费明细。记录ID（RecordID）：外键，关联停车记录表。收费时间（ChargeTime）：收费时间。收费金额（Amount）：收费金额。

5.用户表（Users）用户ID（UserID）：主键，唯一标识每个用户。用户名（UserName）：用户登录名。密码（Password）：用户登录密码。用户权限（UserRole）：用户权限，如管理员、普通操作员等。

四、详细设计4.1车辆管理模块详细设计1.车辆信息录入功能表示层提供车辆信息录入界面，包括车牌号、车主姓名、联系方式等字段。业务逻辑层验证输入信息的合法性，如车牌号格式是否正确、联系方式是否为有效的手机号码等。数据访问层将合法的车辆信息插入到车辆表中。2.车辆信息查询功能表示层提供查询界面，可根据车牌号、车主姓名等条件进行查询。业务逻辑层根据用户输入的条件构造SQL查询语句。数据访问层执行查询语句，将查询结果返回给业务逻辑层，业务逻辑层再将结果传递给表示层进行显示。3.车辆信息修改功能表示层提供修改界面，显示车辆当前信息，用户可修改需要更新的字段。业务逻辑层验证修改信息的合法性，并根据用户选择的车辆ID构造SQL更新语句。数据访问层执行更新语句，更新车辆表中的相应记录。4.车辆信息删除功能表示层提供删除确认界面，显示要删除的车辆信息。业务逻辑层根据用户确认的车辆ID构造SQL删除语句。数据访问层执行删除语句，删除车辆表中的相应记录，并同时删除与该车辆相关的停车记录等信息。

4.2车位管理模块详细设计1.实时车位状态监控功能表示层实时显示停车场内各个车位的状态，如可用、已占用等。业务逻辑层定时从车位表中查询所有车位的状态信息。数据访问层执行查询语句，将车位状态信息返回给业务逻辑层，业务逻辑层再将结果传递给表示层进行实时更新显示。2.车位分配功能当车辆进入停车场时，业务逻辑层从车位表中查询可用车位。如果有可用车位，随机分配一个车位，并更新车位表中该车位的状态为已占用。同时将分配的车位ID记录到停车记录表中，关联相应的车辆信息。3.车位释放功能当车辆离开停车场时，业务逻辑层根据停车记录表中记录的车位ID，将车位表中该车位的状态更新为可用。

4.3收费管理模块详细设计1.停车费用计算功能业务逻辑层根据停车记录表中的进入时间和离开时间，计算停车时长。根据系统设置的收费标准，计算停车费用。收费标准可以根据停车时长进行分段计费，例如：停车1小时内收费5元，超过1小时后每半小时收费3元等。2.收费方式支持功能支持按时计费和按次计费等多种收费方式。对于按时计费方式，按照上述计算规则计算费用；对于按次计费方式，可设置每次固定收费金额。3.收费记录功能当车辆离开停车场收取费用后，业务逻辑层将收费明细记录到收费明细表中，包括收费时间、金额、车辆信息等。同时更新停车记录表中的停车费用字段。

4.4报表生成模块详细设计1.每日停车记录报表生成功能表示层提供报表生成界面，用户选择生成报表的日期范围。业务逻辑层根据用户选择的日期范围，从停车记录表中查询相应的停车记录。数据访问层执行查询语句，将查询结果返回给业务逻辑层。业务逻辑层将查询结果整理成报表格式，如以表格形式显示车辆进出时间、车牌号、停车费用等信息，并生成相应的PDF或Excel报表文件。2.月度停车统计报表生成功能表示层提供报表生成界面，用户选择生成报表的月份。业务逻辑层根据用户选择的月份，从停车记录表中统计停车次数、收入等信息。数据访问层执行统计查询语句，将统计结果返回给业务逻辑层。业务逻辑层将统计结果整理成报表格式，如以柱状图或饼图形式显示停车次数分布、收入构成等信息，并生成相应的PDF或Excel报表文件。

4.5系统管理模块详细设计1.用户权限管理功能表示层提供用户权限管理界面，管理员可添加、删除用户，修改用户权限。业务逻辑层验证管理员操作的合法性，并根据用户选择的操作类型构造相应的SQL语句。数据访问层执行SQL语句，更新用户表中的用户权限信息。2.系统参数设置功能表示层提供系统参数设置界面，可设置收费标准、车位数量等系统参数。业务逻辑层验证输入参数的合法性，并根据用户设置的参数构造相应的SQL更新语句。数据访问层执行更新语句，更新系统配置表中的相应参数信息。

五、编码实现根据详细设计文档，使用选定的编程语言和开发工具进行编码实现。例如，使用Java语言结合Eclipse开发工具，按照分层架构设计，分别实现表示层、业务逻辑层和数据访问层的各个功能模块。

5.1表示层实现表示层主要使用JavaSwing或WindowsForms进行界面设计。以JavaSwing为例，创建各个功能模块的窗口界面，包括车辆管理界面、车位管理界面、收费管理界面、报表生成界面和系统管理界面等。通过布局管理器（如BorderLayout、FlowLayout等）合理安排界面元素，实现界面的美观和易用性。为每个界面元素添加事件监听器，如按钮点击事件、文本框输入事件等，以便与业务逻辑层进行交互。

5.2业务逻辑层实现业务逻辑层根据详细设计中的功能描述，编写各个业务逻辑类。例如，车辆管理业务逻辑类负责处理车辆信息的录入、查询、修改和删除等操作；车位管理业务逻辑类负责管理车位状态、分配和释放车位等功能；收费管理业务逻辑类负责计算停车费用、记录收费明细等操作；报表生成业务逻辑类负责生成各种报表；系统管理业务逻辑类负责用户权限管理和系统参数设置等操作。每个业务逻辑类通过调用数据访问层提供的接口方法，实现具体的业务功能，并对输入数据进行合法性验证和业务规则处理。

5.3数据访问层实现数据访问层使用JDBC技术连接到数据库服务器，如MySQL数据库。编写各个数据访问类，实现对数据库表的增删改查操作。例如，车辆数据访问类负责对车辆表进行数据操作，车位数据访问类负责对车位表进行数据操作，停车记录数据访问类负责对停车记录表进行数据操作等。每个数据访问类通过执行SQL语句，实现与数据库的交互，并将操作结果返回给业务逻辑层。

六、测试6.1测试计划制定详细的测试计划，明确测试目标、测试范围、测试方法、测试人员安排和测试进度安排等。测试目标是确保停车场管理系统的各项功能符合需求规格说明书的要求，系统性能满足性能需求，系统安全性可靠，易用性良好。测试范围涵盖系统的所有功能模块，包括车辆管理、车位管理、收费管理、报表生成和系统管理等模块。测试方法采用黑盒测试和白盒测试相结合的方式，黑盒测试主要关注系统的功能是否正确实现，白盒测试主要关注代码的逻辑结构和内部实现是否正确。测试人员安排包括开发人员进行单元测试和集成测试，测试人员进行系统测试和验收测试。测试进度安排根据项目开发进度，合理安排各个测试阶段的时间节点，确保测试工作在项目交付前完成。

6.2测试用例1.车辆管理模块测试用例车辆信息录入：输入合法的车牌号、车主姓名、联系方式等信息，检查是否成功录入数据库。车辆信息查询：输入正确的查询条件，检查是否能正确查询到相应车辆信息。车辆信息修改：修改车辆的部分信息，检查数据库中相应记录是否更新。车辆信息删除：删除一辆已存在的车辆，检查数据库中该车辆记录及相关联记录是否被正确删除。2.车位管理模块测试用例实时车位状态监控：检查车位状态是否能实时正确显示在界面上。车位分配：车辆进入停车场时，检查是否能正确分配到一个可用车位，车位状态是否更新为已占用。车位释放：车辆离开停车场时，检查相应车位状态是否更新为可用。3.收费管理模块测试用例停车费用计算：输入不同的停车时长，检查停车费用计算是否正确。收费方式支持：分别测试按时计费和按次计费方式，检查收费金额是否正确。收费记录：车辆离开停车场收取费用后，检查收费明细表中是否正确记录收费明细。4.报表生成模块测试用例每日停车记录报表生成：选择不同的日期范围，检查生成的报表是否包含正确的车辆进出信息和停车费用。月度停车统计报表生成：选择不同的月份，检查生成的报表是否正确统计停车次数、收入等信息。5.系统管理模块测试用例用户权限管理：添加、删除用户，修改用户权限，检查系统是否正确更新用户权限信息。系统参数设置：设置不同的收费标准、车位数量等系统参数，检查系统是否正确保存参数信息。

6.3测试执行与结果记录按照测试用例逐一执行测试，记录测试过程中发现的问题，包括问题描述、问题出现的位置、问题严重程度等。对于发现的问题，开发人员及时进行修复，修复后重新进行测试，直到所有问题都得到解决，系统各项功能符合测试要求为止。

七、总结通过本次停车场管理系统软件工程导论课程设计，学生全面掌握了软件开发的完整流程，从需求分析、总体设计、详细设计到编码实现、测试和维护。在课程设计过程中，学生不仅将所学的软件工程理论知识应用于实际项目中，提高了软件开发能力，还培养了团队协作精神和解决实际问题的能力。同时，通过测试环节，确保了系统的质量和稳定性，使其能够满足停车场管理的实际业务需求。本次课程设计为学生今后从事软件开发工作奠定了坚实