2022年SafeHome软件工程概要设计 .pdf

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1、项目编号NEW0002 项目简称 SafeHome 文挡编号文挡版次0.1 SafeHome概要设计XXXX大学2013 年 7 月名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 2 页 共 25 页概要信息最近打印时间最近保存时间2013 年 7 月 13 日星期六11:36:39 保存次数884 修改记录名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 3 页 共 25 页目录第 1 章 功能模块清单.4第 2 章 引言.52.1 原始需求.52.2 开发目的.52.3 项目背景.52

2、.4 开发环境.52.5 参考资料.5第 3 章 总体设计.63.1 处理流程.63.2 总体结构和模块外部设计.93.2.1 总体结构.93.2.2 外部模块设计.15 3.3 功能分配.16 3.4 接口设计.17 3.4.1 外部接口.17 3.4.2 内部接口.19 第 4 章 数据结构设计.20 4.1 逻辑结构设计.20 4.2 物理结构设计.22 4.3 数据结构与程序的关系.22 第 5 章 运行设计.24 5.1 运行模块的组合.24 5.2 运行控制.24 5.3 运行时间.24 第 6 章 出错处理.25 6.1 出错输出信息.25 6.2 出错处理对策.25 名师资料总

3、结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 4 页 共 25 页第1章 功能模块清单序号模块名称功能简述1.住宅安全功能门窗监测，烟火监测，水位监测，行人运动，Internet 网上修改等2.住宅监视功能通过摄像头对住宅监视、记录监视、Internet 查看3.住宅管理功能用具、家电控制，度假/外出模式4.通信管理功能自动应答机功能，电子邮件，个人电话本，PDA 连接5.扩展功能待定6.7.8.9.10.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 5 页 共 25 页第2章 引言2.1 原

4、始需求1)对 safehome（住宅安全）系统进行设计建模，形成概要设计说明书，可以包括部署图、体系结构模型图、safehome 部分系统的 OCL描述等，以及相关的文字说明。2)行为模型：某分析类的状态图、某功能的顺序图。2.2 开发目的根据需求规格说明书，在仔细考虑讨论之后，我们又进一步对SafeHome 软件的功能划分、数据结构、软件总体结构、数据库有了进一步的认识。我们把讨论的结果记录下来，作为概要设计说明书，并做为进一步详细设计软件的基础。2.3 项目背景在计算机技术日益普及的今天，传统的家庭生活模式已经融入了计算机，网络，通信等方面的技术，尤其当今国家对物联网的大力支持、引导，发展

5、新型、智能、安全的家庭模式变得尤为重要。SafeHome系统软件SFH V1.0 是一套功能比较完善的数据管理软件，具有数据操作方便高效迅速等优点。该软件采用功能强大的数据库软件开发工具进行开发，具有很好的扩展性，可在应用范围较广的Linux，WINDOWS系列等操作系统上使用。2.4 开发环境一台或多台pc 电脑，各种壁挂和/或手持控制面板、各种传感器和用具/设备控制器。通过无线协议（802.11b）通信，将在新房屋或者房屋内使用。除了新的无线盒之外，所有硬件都不需要单独定制。2.5 参考资料软件工程 Roger S.Pressman著 郑人杰马素霞白晓颖译，机械工业出版社软件工程初级教程陶

6、华亭主编，清华大学出版社软件工程:theory and practice(美)Shari Lawrence Pfleeger,(加)Joanne M.Atlee 著，人民邮电出版社名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 6 页 共 25 页第3章 总体设计3.1 处理流程1.住宅安全流程:启动系统输入用户名、密码查验NO显示功能界面门窗运动体监控烟火、一氧化碳监测地基水位监测Internet安全设置激活/解除传感器系统选择 stay或away激活边界传感器YesStayAway激活所有传感器yesyes警报灯变红No显示有异常的传感

7、器No通知技术人员修改传感器是否正常查看状态Yes继续告警No选择传感器输入新的参数显示新参数/状态继续YesNo保留参数选择传感器解除/激活传感器解除警报灯熄灭警报灯变绿激活继续退出退出系统2.住宅监视管理流程名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 7 页 共 25 页启动系统输入用户名、密码查验NO显示监视界面Internet安全设置激活/解除传感器系统选择 stay 或away激活边界传感器YesStayAway激活所有传感器yesyes警报灯变红No显示有异常的传感器No通知技术人员是否正常查看状态Yes继续告警No选择传感

8、器解除/激活传感器解除警报灯熄灭警报灯变绿激活继续退出退出系统查看某个区域显示房屋平面设计图查看选取摄像头ID显示缩略图是否查看某个摄像头NOYES3.住宅管理流程名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 8 页 共 25 页灯具控制用具控制HVAC 控制视频、音频控制度假外出控制查看状态是 否正常选 择 开关状态显 示 错误信息打 电 话 进行维修查看状态查看状态查看状态是 否破损离开显示信息进行维修各 项 指 标是否符合离开警告进行调整是 否正常选 择 开关状态显示错误一键控制是 否正常统一关闭统一管理退出系统住宅管理4.通信管理

9、功能名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 9 页 共 25 页3.2 总体结构和模块外部设计3.2.1总体结构项目主模块登录账号和口令Y N 确认打电话查看留言发邮件查看邮件查看个人电话本是否回复查地址是否回复Y N Y N Y 拨号输入号码回拨N 发送输入地址回复Y N 拨号发送名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 10 页 共 25 页SafeHome系统主模块住宅监视模块住宅安全模块住宅管理模块通信管理模块系统管理维护系统维护模块系统维护管理更改口令更改用户联系

10、方式权限等级删除模块修改模块家庭成员维护设备维护更改有效性更改设备参数1)住宅安全结构名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 11 页 共 25 页住宅安全模块门窗运动体监控烟火、一氧化碳监测监控房基水位监控行人运动监控登录 Internet 设置解除/激活传感器系统输入模式查看模式显示状态模式2)住宅监视结构图：住宅监视功能图例名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 12 页 共 25 页3.2.1.1.1住宅监视功能：a)连接安装在屋内/屋外的一个或多个摄像头b)

11、摄像头全景/缩放控制c)设置摄像头监视范围d)在 PC 上显示监视图像e)通过 Internet 查看监视图像f)可选择数字化记录摄像内容g)摄像内容重放3.2.1.1.2系统启动的使用实例1.房主观察SafeHome 系统的控制面板以确定系统是否已准备好接收输入，如果未准备好，房主必须关闭窗户/门，以使系统就绪。(未准备好的指示器表明某传感器是开着的，即某道门或窗户是开着的。)2.房主使用键盘键入四位密码，和存放在系统中的合法密码比较如果密码不符，控制面板将鸣叫一次并复位等待再次输入。如果密码正确，控制面板等待进一步的动作。3.房主选择并键入stay 或 away 以启动系统，stay 仅仅

12、启动外围传感器(不启动内部的运动检测传感器)，away 启动所有传感器。4.当启动进行时，房主可以观察到一个红色警灯。以类似的方式开发其他的房主交互的使用实例。要注意，必须仔细地复审每个使用实例。如果交互的某些元素是含混不清的，对使用实例的复审将可能指出问题。每个使用实例提供了参与者和软件间交互的明确的场景，它也用于刻划时序需求或对场景的其他约束。3.2.1.1.3启动监视功能在用户输入密码后，屏幕将显示所有的SAFEHOME 功能，用户可选择住宅监视功能，系统可能会要求我确认我是谁，要求我的地址或电话号码或其他什么，然后显示一张图片监视功能:允许房主远距离检查房屋，记录并名师资料总结-精品资

13、料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 13 页 共 25 页回放捕获的录像，录像数字的，保存在硬盘上图：监控传感器精化后的程序结构3.2.1.1.4显示摄像头视图如果房主位于远方，房主可以使用任何计算机上的合适的浏览器软件登陆SAFEHOME 产品网站。输入房主的用户ID 和两极密码，一旦被确认，房主就可以访问已安装的SAFEHOME 系统的所有功能。为取得每个摄像头视图，从显示的主功能按钮中选择“监视”，然后选择“选取摄像头”，将会显示房屋内平面的设计图，再选择感兴趣的摄像头。另一种可选的方法是通过选择了“所有摄像头时”可以同时从所有的摄像头查看

14、缩略视图快照。当选择了某个摄像头时，可以选择“查看”，然后以每秒一帧速度显示的图像就可以在窗口中显示。如果希望切换摄像头，选择“选择摄像头”，原来窗口信息消失，并且再次显示房间平面设计图，然后就可以选择感兴趣的摄像头，以便显示新的查看窗口。3.2.1.1.5监视功能的用例模板用例：访问摄像头监视设备显示摄像头视图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 14 页 共 25 页主参与者：房主环境目标：从任何远程地点通过Internet 查看遍布房间的摄像头输出前提条件：系统必须被完整配置；必须获得正确的用户ID 和密码触发器：房主出门

15、在外是决定查看房屋内部场景：1.房主登录SafeHome 产品网站2.房主输入用户ID 3.房主输入两个密码4.系统显示所有的主要功能按钮5.房主从主要功能按钮中选择“监视”6.房主选择“选取摄像头”7.系统显示房屋的平面设计图8.房主从房屋的平面设计图中选择某个摄像头图标9.房主选择“视图”按钮10.系统显示一个由摄像头ID 确定查看窗口11.系统在查看窗口中每秒一帧显示视频输出出现异常及解决方案：1.ID 或密码不正确或不被识别-阅读用例：“确认 ID 和密码”2.没有为该系统配置监视功能-系统显示恰当的错误消息，阅读用例：“配置监视功能”3.房主选择“查看所有摄像头的缩略图快照”-阅读用

16、例：“查看所有摄像头缩略视图快照”4.平面设计图不可用或还没有配置-显示恰当的错误消息，阅读用例：“配置平面设计图”5.满足报警条件-阅读用例：“满足报警条件”3)住宅管理模块名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 15 页 共 25 页3.2.2外部模块设计1.主模块:输入：操作系统传递至的各种消息以及用户的输入数据；输出：主界面显示；2.住宅安全查询功能：输入：需要查询监视器的编号；输出：监视器的工作状态，当前的状态参数界面；3.传感器解除/启用模块：输入：需要设定传感器的编号及参数；输出：传感器关闭/开启后的状态界面；4.功

17、能退出模块：输入：无住宅管理模块灯光控制用具控制HVAC 控制视频、音频控制度假外出一键控制查看模式输入模式显示状态模式名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 16 页 共 25 页输出：显示主界面功能界面；5.更改口令模块:输入：用户的操作输入输出：操作结果显示6.住宅管理查询功能输入：选择需要查看的区域输出：查看区域的工作状态，出现问题的，进行相关的处理7.退出系统模块：输入：无输出：提示系统退出界面；3.3 功能分配浏览查看：住宅安全查询模块住宅管理查询模块打电话模块查询功能：系统维护模块住宅安全查询模块住宅管理查询模块留言

18、查询邮件查询修改功能：更改口令模块解除/启用模块关闭/启用相关模块系统对局区域的维护模块邮件功能：发送邮件接收邮件删除功能：系统维护模块插入功能：住宅新进入物件插入模块名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 17 页 共 25 页3.4 接口设计3.4.1外部接口1.用户界面按 Windows 应用软件用户界面的规范来设计，使用以对话框为主的用户界面，便于用户使用。1)主功能界面：用户显示区：显示当前用户的名称和家庭角色；功能显示区：菜单栏上显示住宅安全，住宅监视，住宅管理，通信管理，系统维护，退出菜单显示具体功能；信息显示区：显

19、示紧急告警通知；2)住宅安全界面：用户显示区：显示当前用户的名称和家庭角色；功能显示区：菜单栏上显示门窗运动体监测，烟火一氧化碳监测，房屋地基水位监测，屋外行人运动监测，登录 Internet安全设置，激活/解除传感器，返回上一级，退出菜单显示具体功能；查看，设定信息显示区：显示通知；3)住宅安全传感器查看列表界面：信息区：网格显示显示功能传感器的采集的图像或参数信息图样；数据区：列表显示各传感器传送的量化数据；报警区：选择通知对象：物业，屋主，120.119,110等设定按钮：跳转选择的传感器设定界面；返回上一级：返回住宅安全界面；4)住宅安全传感器设定界面：名师资料总结-精品资料欢迎下载-

20、名师精心整理-第 17 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 18 页 共 25 页信息区：文本框输入参数，选择菜单选择状态；功能显示区：显示设定后采集的数据；5)登录 Internet设定界面：信息区：文本框输入用户名和密码；验证区：验证用户的电子证书；功能显示区：提示用户输入的信息；6)住宅管理界面用户显示区：显示当前用户的名称和家庭角色；功能显示区：菜单上显示住宅各个区域内的需要管理的物件，灯具控制，用具控制，HVAC 控制，视频/音频控制，度假外出“一键控制”模式；信息显示区：显示通知，并提醒做出相应处理；7)住宅管理传感器查看列表界面信息区：显示查看区域传感器采集的图像或数

21、字信息；报警区：选择通知相关对象，并做相关及时处理；设定按钮：跳转选择的传感器设定界面；8)住宅安全传感器设定界面：信息区：文本框输入参数，选择菜单选择状态；功能显示区：显示设定后采集的数据；9)打电话界面：用户显示区：显示当前用户的名称和家庭角色；功能显示区：菜单栏显示根据关键字或号码查看被拨用户信息，返回上一级，退出菜单显示具体功能；查看，设定信息显示区：显示通知；10)查看留言信息界面：信息区：显示用户留言号码、姓名等信息；数据区：显示用户留言时间；名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 19 页 共 25 页设定按钮：跳转

22、选择的留言界面；返回上一级：返回主界面；11)发送邮件界面：用户显示区：显示当前用户的名称和家庭角色；功能显示区：菜单栏显示根据关键字或地址查看发送人地址信息，返回上一级，退出菜单显示具体功能；查看，设定信息显示区：显示通知；12)查看邮件界面：信息区：显示发件人地址、姓名等信息；数据区：显示发件人发送邮件时间；设定按钮：跳转选择的留言界面；返回上一级：返回主界面；3.4.2内部接口采用三层架构模式：程序分为业务层，控制层，数据层。数据库连接模式：ODBC 连接池模式。数据库：建表使用E-R 关系模型。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 19 页，共 25 页 -SafeHome

23、概要设计第 20 页 共 25 页第4章 数据结构设计4.1 逻辑结构设计Family 表：账号(username)；每个可进入Home 的成员拥有的唯一的账号口令(password)；用户登录系统的密码。家庭角色(role)：用户分别在家里的角色；成员状态（status）：1 为有效，0 为过期。权限等级（level）：标明用户成员的角色。IC 卡口令（icid）；手持卡刷卡信息。采用双重验证，保证安全。电子证书号（e_Id）：用于 Internet登录的标识号，唯一。联系方式：手持电话的链接方式，用于通知。Email：用于通知成员Home内各系统的运行状态。Facility表：设备类型（f

24、_type）：标明设备的类型。设备编号（f_id）：对每个受控的设备按功能区进行编号。设备功能区（f_area）：设备按功能模块划分后的功能区代号。设备有效性（f_validity）：设备的有效性1 为可用，0 为受损不可用。Safe_yun 表：运动体编号（Syun_id）：受传感的门窗以及其他运动体得编号。传感器编号（Syun_senorId）：标识运动体受控于的传感器的编号；功能有效性（Syun_validity）：1 表示有效,0 表示；设备功能区（Syun_area）：运动体所属模块的编号。运行状态（Syun_status）；1 表示关闭,0 表示开启；监测时间（Syun_time）

25、：监测的时间。Safe_fire_gas 表：设备编号(Sfg_id)：传感器设备的编号；温度（Sfg_temperature）：抽样得来的烟火的温度；烟浓度（Sfg_thickness）：烟或者一氧化碳的浓度；扩散度(Sfg_diffusance)：烟火、一氧化碳的扩散范围；（1-5 级）检测时间（Sft_time）：传感器的检测时间；名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 20 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 21 页 共 25 页设备状态（Sft_status）：设备当前的运行状态；Safe_water_level 表：设备编号（Swl_id）：传感器的编号；测

26、量开始时间（Swl_starttime）：开始时间；测量结束时间（Swl_endtime）：结束时间；水基位高度（Swl_height）：高出水平面的高度；设备状态(Swl_status)：设备的运行状态（1 为正在运行；0 为未运行）Safe_灯具表：传感器编号（Syun_senorId）：标识灯具受控于的传感器的编号；功能有效性（Syun_validity）：1表示有效,0表示；设备功能区（Syun_area）：运动体所属模块的编号。运行状态（Syun_status）；1 表示关闭,0 表示开启；监测时间（Syun_time）：监测的时间。Safe_用具表：传感器编号（Syun_senor

27、Id）：标识物体受控于的传感器的编号；设备功能区（Syun_area）：运动体所属模块的编号；物体受损区（Syun_destroy）：物体是否受损，1 表示受损，0 表示正常。监测时间（Syun_time）：监测的时间。Safe_HVAC 表：传感器编号（Syun_senorId）：标识物体受控于的传感器的编号；功能有效性（Syun_validity）：1 表示有效,0表示；运行状态（Syun_status）；1 表示关闭,0 表示开启；监测时间（Syun_time）：监测的时间。Safe_视频/音频表：传感器编号（Syun_senorId）：标识物体受控于的传感器的编号；功能有效性（Syun

28、_validity）：1 表示有效,0表示；运行状态（Syun_status）；1 表示关闭,0 表示开启；监测时间（Syun_time）：监测的时间。Safe_度假外出表（一键控制）：传感器编号（Syun_senorId）：标识物体受控于的传感器的编号功能有效性（Syun_validity）：1 表示有效,0表示；运行状态（Syun_status）；1 表示关闭,0 表示开启；监测时间（Syun_time）：监测的时间。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 21 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 22 页 共 25 页Telephone 表：联系人类型（T_type

29、）：标明联系人类型。联系人编号（T_id）：每个联系人的号码。联系人信息（T_information）：每个联系人的基本情况；E_email 表：E 编号（E _id）：用户的账号是唯一标示用户的。口令(E_password)；用户登录系统的密码。家庭角色(role)：用户分别在家里的角色；成员状态（status）：1 为有效，0 为过期。权限等级（level）：标明用户成员的角色。E_address 表：联系人类型（EA_type）：标明联系人类型。联系人编号（EA_address）：每个联系人的地址。联系人信息（EA_information）：每个联系人的基本情况；4.2 物理结构设计采用

30、链表结构，首先考虑顺序链表。4.3 数据结构与程序的关系主模块：连接数据库。登录模块：连接数据库，查询Family 表账号，密码，有效性，角色，权限等级验证用户的角色的有效性，并提示结果。门窗运动体监测模块：查询 Facility 表，设备功能区为Safe_Movement，状态为“正在运行”，设备编号以及采集的数据；并对Safe_yun 表中的功能有效性，运行状态做更新。烟火、一氧化碳监测：查询 Safe_fire_gas 表，设备功能区为“Safe_FireGas”，设备状态，并根据传感器采集的数据对表中浓度，温度，扩散度做插入新数据。房屋水基位监测：查询Safe_water_level，

31、设备功能区为“Safe_Water”的水基位，监测开始时间，结束时间。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 22 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 23 页 共 25 页灯具控制模块：查询 Safe_灯具表，设备功能区为 Syun_validity，状态为正在运行，设备编号以及采集的数据；并对Safe_灯具表中的功能有效性，运行状态做更新。用具控制模块：查询 Safe_用具表，设备功能区为Syun_area，状态为用具完好，根据用具的状态，进行相关的功能模块。HVAC 控制模块：查询 Safe_HVAC表，设备功能区为Syun_validity，区域内的各个指标都显示

32、正常，如果某方温度或湿度超出正常控制范围，进行报警，并进行相关其他的功能块。视频/音频控制模块：查询 Safe_视频/音频表，设备功能区为Syun_validity，运行时 1表示关闭,0 表示开启，并开放监测时间，到相应时间进行关闭。度假外出控制模块：查询Safe_度假外出表（一键控制），设备功能区为 Syun_validity，对各区域的设备进行检查，如果没有问题，进行全面的关闭，1 表示关闭,0 表示开启。打电话模块：查询 Telephone 表，查看用户的电话号码或基本信息以及不打电话。查看邮件模块：查询E_Address 表，查看用户的邮件地址或用户基本信息以及。名师资料总结-精品资

33、料欢迎下载-名师精心整理-第 23 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 24 页 共 25 页第5章运行设计5.1 运行模块的组合程序启动后，进入主模块，用户的单击对话框按钮事件触发主模块调用各下层模块，进入对应的子对话框，同样由用户的输入触发这些模块调用其下层模块，完成相应操作。5.2 运行控制本软件控制流程：主程序运行，等待用户的输入，根据用户的输入调用各子模块5.3 运行时间检索业务响应时间3s;运行响应时间1s;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 24 页，共 25 页 -SafeHome概要设计第 25 页 共 25 页第6章 出错处理6.1 出错输出信息根据不同的出错情况给出不同的出错信息，一般用对话框给出。6.2 出错处理对策对一般错误，给用户提示信息，让用户重新输入或退出。对于严重错误，启动备份文件恢复，建议使用帮助文件。第 7 章维护设计由于此项目开发周期比较短，除了严格按照软件工程的科学方法开发软件、认真建立文档、编码阶段写详细的注释外，后续需要对项目进行权限级别的细致控制，以及强化安全性。让SafeHome 更安全。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 25 页，共 25 页 -