起重機(jī)-需求文檔及測(cè)試要求

1、 凱云杯”全國(guó)大學(xué)生嵌入式測(cè)試大賽需求文檔及測(cè)試要求（一）1、系統(tǒng)概述塔式起重機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是安裝在塔式起重機(jī)上的嵌入式設(shè)備，俗稱“黑匣子”。塔式起重機(jī)在工作時(shí)，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而經(jīng)常改變工況進(jìn)行起重作業(yè)，如改變起吊角度（幅度）、起吊臂長(zhǎng)等，而在不同工況參數(shù)下所能起吊的最大額定起重量及工作最大、最小變幅是相應(yīng)不同的，因此需要一套裝置對(duì)以上參數(shù)綜合監(jiān)測(cè)判斷，做出起重機(jī)正常工作、滿載、超載、變幅超上限、變幅超下限等工作狀態(tài)的指示并相應(yīng)報(bào)警、提示、控制，以保證起重機(jī)械的正常工作。塔式起重機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由傳感器、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、上位機(jī)平臺(tái)組成。模擬塔式起重機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是用軟件方式實(shí)現(xiàn)的模擬“黑匣子”。模

2、擬系統(tǒng)采用文件讀取的方式讀取回轉(zhuǎn)傳感器、高度傳感器、幅度傳感器、重量傳感器的輸入數(shù)據(jù)；使用虛擬串口同上位機(jī)管理平臺(tái)相連。數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)文件2、功能簡(jiǎn)介與操作使用黑匣子軟件界面如圖1-1所示。起重機(jī)安全監(jiān)測(cè)案綻-匚數(shù)協(xié)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)竺集卄勤：宴際亙里噸、力犯曲宴際亙里噸、力犯曲鞘度：米，高度（米）數(shù)為軸入女件:呂口：開(kāi)始數(shù)為軸入女件:呂口：開(kāi)始圖1-1黑匣子軟件主界面界面上方是數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)區(qū)。下方是操作區(qū)。數(shù)據(jù)輸入文件選擇框是選擇數(shù)據(jù)輸入采集的文本文件的文件名及路徑。點(diǎn)擊“選擇”按鈕可以彈出文本選擇對(duì)話框。串口選擇下拉列表框是選擇輸入、輸出的串口。點(diǎn)擊“開(kāi)始”按鈕后，黑匣子打開(kāi)數(shù)據(jù)文件，開(kāi)始逐行讀取數(shù)據(jù)；同

3、時(shí)打開(kāi)串口，開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)指令。同時(shí)“開(kāi)始”按鈕上的文字變?yōu)椤巴Ｖ埂?。如圖1-2所示。用戶點(diǎn)擊“停止”按鈕后，黑匣子關(guān)閉數(shù)據(jù)文件，并同時(shí)關(guān)閉串口。眄起1和應(yīng)全監(jiān)粟統(tǒng)數(shù)據(jù)采隼卜數(shù)：眄起1和應(yīng)全監(jiān)粟統(tǒng)數(shù)據(jù)采隼卜數(shù)：8實(shí)燈重里5屯)問(wèn)額走重重噸)幅度m80-2016/11/2210:54:45力拒64C0回轉(zhuǎn)闔15C聲度m18C數(shù)擄輸入丈件:串口：停止圖1-2黑匣子開(kāi)始操作后界面數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)區(qū)的輸入框“實(shí)際重量”、“力矩”、“回轉(zhuǎn)”后面如果出現(xiàn)紅色的嘆號(hào)，代表數(shù)據(jù)達(dá)到報(bào)警條件，出現(xiàn)報(bào)警。虛擬塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能如下：塔機(jī)數(shù)據(jù)采集及顯示每1秒讀取塔機(jī)幅度、吊重、高度、回轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)。計(jì)算力矩、額定

4、重量等數(shù)據(jù)；通過(guò)軟件界面以數(shù)值方式顯示當(dāng)前工作參數(shù)和塔機(jī)額定工作能力參數(shù)。同時(shí)在界面上顯示數(shù)據(jù)的序號(hào)和當(dāng)前時(shí)間。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上報(bào)接收上位機(jī)通過(guò)串口發(fā)送的數(shù)據(jù)查詢指令，并回復(fù)塔機(jī)數(shù)據(jù)給上位機(jī)軟件。報(bào)警數(shù)據(jù)上報(bào)接收上位機(jī)通過(guò)串口發(fā)送的數(shù)據(jù)查詢指令，回復(fù)報(bào)警數(shù)據(jù)幀，在達(dá)到報(bào)警條件時(shí)給出報(bào)警信息，否則顯示“無(wú)報(bào)警信息”。3、軟件詳細(xì)需求3.1功能需求311重量的采集與處理(ZLCJ)軟件從文件中采集重量值，重量值范圍：080噸，如果文件中輸入的數(shù)據(jù)超過(guò)邊界值，自動(dòng)截取數(shù)據(jù)為邊界值。312回轉(zhuǎn)角度的采集與處理（HZCJ）軟件從文件中采集回轉(zhuǎn)角度，回轉(zhuǎn)角度的取值范圍為：-120度-+135度，如果文件中輸入的

5、數(shù)據(jù)超過(guò)邊界值，軟件界面中顯示報(bào)警符號(hào)，接口輸出報(bào)警信號(hào)。幅度的采集與處理（FDCJ）軟件從文件中采集幅度值，幅度的取值范圍為：5-80米，如果數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)超過(guò)邊界值，自動(dòng)截取數(shù)據(jù)為邊界值。高度的采集與處理（GDCJ）軟件從文件中采集高度的值，高度的取值范圍為：0-180米，如果數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)超過(guò)邊界值，自動(dòng)截取數(shù)據(jù)為邊界值。額定重量的計(jì)算（EDZLJS）軟件中可以計(jì)算出系統(tǒng)的額定重量，計(jì)算公式為：額定重量=400/幅度，小數(shù)部分截去。力矩的計(jì)算（LJJS）軟件中可以計(jì)算出系統(tǒng)的力矩，力矩計(jì)算公式為：力矩=重量*幅度。單位：噸*米重量報(bào)警的處理（ZLBJ）重量超過(guò)額定重量，則出現(xiàn)重量報(bào)警，軟件界

6、面中顯示報(bào)警符號(hào)，接口輸出報(bào)警信號(hào)。318回轉(zhuǎn)上限報(bào)警的處理（HZSXBJ）回轉(zhuǎn)角度上限報(bào)警：回轉(zhuǎn)角度超過(guò)上限（135度），則出現(xiàn)“回轉(zhuǎn)角度上限”報(bào)警，軟件界面中顯示報(bào)警符號(hào)，接口輸出報(bào)警信號(hào)。319回轉(zhuǎn)下限報(bào)警的處理（HZXXBJ）回轉(zhuǎn)角度下限報(bào)警：回轉(zhuǎn)角度超過(guò)下限（-120度），則出現(xiàn)“回轉(zhuǎn)角度下限”報(bào)警，軟件界面中顯示報(bào)警符號(hào)，接口輸出報(bào)警信號(hào)。3.1.10力矩預(yù)警報(bào)警的處理（LJYJ）力矩預(yù)警：力矩超過(guò)額定力矩（400T*m）的70%發(fā)出此報(bào)警。軟件界面中顯示報(bào)警符號(hào)，接口輸出報(bào)警信號(hào)。3111力矩報(bào)警的處理（LJBJ）力矩報(bào)警：力矩超過(guò)額定力矩（400T*m）的90%發(fā)出此報(bào)警，軟件

7、界面中顯示報(bào)警符號(hào)，接口輸出報(bào)警信號(hào)。3.2接口需求321采集接口（CXJK）數(shù)據(jù)采集接口采用從硬盤中讀取文件的形式模擬黑匣子的采集接口，文件格式如下所示：140100100130100101001201001001401001010014010010013010010100每一列數(shù)據(jù)之間以空格分隔。每一行數(shù)據(jù)為一次采集值。各列數(shù)據(jù)依次為重量、回轉(zhuǎn)、幅度、高度值，單位與功能項(xiàng)定義中的單位及取值范圍一致。3.2.2上位機(jī)查詢接口（CXJK）串口默認(rèn)通信參數(shù)為：波特率：9600；奇偶校驗(yàn)：不發(fā)生奇偶校驗(yàn)；數(shù)據(jù)位長(zhǎng)：8位；停止位：使用一個(gè)停止位。點(diǎn)擊“開(kāi)始”后，黑匣子開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)所選擇的串口。如果從串口

8、接收到查詢指令，并且指令格式符合要求，則根據(jù)查詢指令回復(fù)相應(yīng)內(nèi)容，如果“查詢內(nèi)容”字段為0則回復(fù)“數(shù)據(jù)幀”，如果“查詢內(nèi)容”字段為1則回復(fù)“報(bào)警幀”。對(duì)于不屬于各個(gè)字段定義的內(nèi)容，軟件在接口處理時(shí)應(yīng)做容錯(cuò)處理。查詢指令數(shù)據(jù)幀的格式為：偏移:大?。˙ytes）說(shuō)明封包頭0:1同步標(biāo)志（0 x5a）1:1協(xié)議版本(0 x04)2:2源地址，作為唯一地址(0 x00,0 x01)4:1狀態(tài)標(biāo)志，填寫0 x005:1命令號(hào)(0 x01)6:1內(nèi)容長(zhǎng)度(0 x01)封包內(nèi)容7:1查詢內(nèi)容(0：米集數(shù)據(jù)；1：報(bào)警數(shù)據(jù))封包尾8:1包尾(0 x5a)323數(shù)據(jù)幀上報(bào)接口(SJSBJK)通過(guò)串口向待測(cè)系統(tǒng)發(fā)送

9、“查詢內(nèi)容”字段為0的數(shù)據(jù)查詢指令，則待測(cè)系統(tǒng)回復(fù)數(shù)據(jù)幀給上位機(jī)。數(shù)據(jù)幀上報(bào)的格式為：封包頭0:1同步標(biāo)志(0 x5a)1:1協(xié)議版本(0 x04)2:2序列號(hào)，每發(fā)送一條指令遞增4:1狀態(tài)標(biāo)志，填寫0 x005:1命令號(hào)(0 x01)6:1內(nèi)容長(zhǎng)度(0 x10)封包內(nèi)容7:2數(shù)據(jù)米集計(jì)數(shù)(無(wú)符號(hào)整形，小端字節(jié)序)9:2重量(無(wú)符號(hào)整形，小端字節(jié)序)11:2力矩(無(wú)符號(hào)整形，小端字節(jié)序)13:2額定重量(無(wú)符號(hào)整形，小端字節(jié)序)15:2回轉(zhuǎn)角度(有符號(hào)整形，補(bǔ)碼，小端字節(jié)序)17:2幅度(無(wú)符號(hào)整形，小端字節(jié)序)19:2高度(無(wú)符號(hào)整形，小端字節(jié)序)21:2內(nèi)容校驗(yàn)(9號(hào)到20號(hào)字節(jié)，以兩個(gè)字

10、節(jié)為單位，進(jìn)行異或)封包尾23:1包尾(0 x5a)說(shuō)明偏移:大小(Bytes)324報(bào)警幀上報(bào)接口(BJSBJK)通過(guò)串口向待測(cè)系統(tǒng)發(fā)送“查詢內(nèi)容”字段為1的數(shù)據(jù)查詢指令，則待測(cè)系統(tǒng)回復(fù)報(bào)警幀給上位機(jī)。報(bào)警幀上報(bào)的格式為：偏移:大小(Bytes)說(shuō)明封包頭0:1同步標(biāo)志(0 x5a)1:1協(xié)議版本（0 x04）2:2序列號(hào)，每發(fā)送一條指令遞增4:1狀態(tài)標(biāo)志，填寫0 x005:1命令號(hào)（0 x02）6:1內(nèi)容長(zhǎng)度（0 x08）封包內(nèi)容7:2數(shù)據(jù)米集計(jì)數(shù)（無(wú)符號(hào)整形，小端字節(jié)序）9:1重量報(bào)警（報(bào)警時(shí)為0 x01，否則為0）10:1回轉(zhuǎn)角度上限報(bào)警（報(bào)警時(shí)為0 x01，否則為0）11:1回轉(zhuǎn)角度

11、下限報(bào)警（報(bào)警時(shí)為0 x01，否則為0）12:1力矩預(yù)警（報(bào)警時(shí)為0 x01，否則為0）13:1力矩報(bào)警（報(bào)警時(shí)為0 x01，否則為0）14:1報(bào)警校驗(yàn)（9號(hào)到13號(hào)字節(jié)，以單字節(jié)為單位進(jìn)行異或）封包尾15:1包尾(0 x5a)3.3性能需求331查詢響應(yīng)時(shí)間需求（CXXYSJ）上位機(jī)通過(guò)串口發(fā)送的查詢指令后，無(wú)論是回復(fù)數(shù)據(jù)幀或報(bào)警幀都應(yīng)該在300毫秒內(nèi)回復(fù)。4、測(cè)試要求與測(cè)試提示（一）按照第3章的內(nèi)容完成功能、接口、性能三種需求的測(cè)試。（二）功能測(cè)試的測(cè)試范圍包括：3.1.1-3.1.11的所有需求項(xiàng)，測(cè)試功能項(xiàng)時(shí)可通過(guò)數(shù)據(jù)輸入文件創(chuàng)造測(cè)試用例需要的測(cè)試數(shù)據(jù)，同時(shí)建議利用ESITest編寫測(cè)

12、試腳本檢查串口輸出的數(shù)據(jù)。功能測(cè)試時(shí)不考慮如下測(cè)試內(nèi)容：（1）不考慮數(shù)據(jù)采集計(jì)數(shù)的顯示；（2）不考慮時(shí)間的顯示；（3）不考慮界面中的數(shù)據(jù)輸入文件的選擇；（4）不考慮串口號(hào)的選擇；（5）不考慮開(kāi)始采集與停止采集按鈕的操作。（三）接口測(cè)試的測(cè)試范圍包括：3.2.2-3.2.4的所有需求項(xiàng)，接口測(cè)試時(shí)需要利用ESITest編寫測(cè)試腳本進(jìn)行測(cè)試。接口測(cè)試時(shí)不考慮如下測(cè)試內(nèi)容:（1）不考慮3.2.1中對(duì)于硬盤模擬的采集文件接口處理的測(cè)試；（2）3.2.3、3.2.4接口中對(duì)于“數(shù)據(jù)采集計(jì)數(shù)”字段在測(cè)試時(shí)不做考察；（3）不考慮3.2.3、3.2.4接口中“序列號(hào)”字段遞增超出兩個(gè)字節(jié)的最大值的情況。（三）性能測(cè)試的測(cè)試范圍為3.3.1中查詢響應(yīng)時(shí)間需求項(xiàng)，性能測(cè)試時(shí)需要利用ESITest編寫測(cè)試腳本進(jìn)行測(cè)試。（四）選手需要提交測(cè)試結(jié)果報(bào)告以及測(cè)試方案文件。具體提交要求如下：（1）選手提交的文件名稱為“選手姓名測(cè)試結(jié)果報(bào)告.docx”，如“李XX_預(yù)賽題目1_測(cè)試結(jié)果報(bào)告.docx”，文件格式見(jiàn)測(cè)試結(jié)果報(bào)告模板。選手在編寫測(cè)試結(jié)果報(bào)告時(shí)體現(xiàn)出測(cè)試數(shù)據(jù)的選取原則。（2）選手提交利用ESITest所開(kāi)發(fā)的測(cè)試方案文件，文件名稱為“選手姓號(hào)預(yù)賽題目1_測(cè)試方案.es