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家庭自動(dòng)化系統探究
自動(dòng)化技術(shù)是一門(mén)綜合性技術(shù)，它和控制論、信息論、系統工程、計算機技術(shù)、電子學(xué)、液壓氣壓技術(shù)、自動(dòng)控制等都有著(zhù)十分密切的關(guān)系，而其中又以“控制理論”和“計算機技術(shù)”對自動(dòng)化技術(shù)的影響最大。
摘要：以計算機和現代網(wǎng)絡(luò )技術(shù)為特征的現代信息技術(shù)促進(jìn)了社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，也極大地加快了家用電子電器產(chǎn)品邁向家庭自動(dòng)化（Home Automation）的步伐。建立和開(kāi)發(fā)家庭自動(dòng)化系統旨在適應現代人民的生活信息化和對家居產(chǎn)品信息化的需要。
本文根據家庭自動(dòng)化系統的開(kāi)發(fā)特征，遵從軟件工程原理，按照軟件工程設計的步驟，進(jìn)行了新問(wèn)題定義、可行性分析、需求分析等幾個(gè)重要的探究。在對系統進(jìn)行非功能性和功能性需求分析的基礎上，本文重點(diǎn)探究了如何設計家庭自動(dòng)化系統。
最后對系統的設計和實(shí)現方案進(jìn)行了總結，為下一步探究奠定了基礎，同時(shí)也為我國家庭自動(dòng)化系統信息化建設具有一定的借鑒意義。
一、新問(wèn)題定義
�。ㄒ唬�、引言及相關(guān)背景
自動(dòng)化在各行各業(yè)、各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了其巨大的功能，同時(shí)也走入了我們的家庭。隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，家庭自動(dòng)化時(shí)代的來(lái)臨，消費電子產(chǎn)品（Consumer Electronics）已和咨訊（Computer）、通訊（Communication）兩項產(chǎn)品的技術(shù)結合在一起，成為目前所通稱(chēng)的3C產(chǎn)品，并使家用電子電器產(chǎn)品邁向家庭自動(dòng)化（Home Automation）的方向。
隨著(zhù)全球經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國的市場(chǎng)經(jīng)濟也飛速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，家庭自動(dòng)化系統在美國以及國際市場(chǎng)都具有廣闊的前景，在中國市場(chǎng)也是快速形成期，這些提高人類(lèi)生活質(zhì)量的產(chǎn)品將構成世界范圍內后PC時(shí)代的新興IT市場(chǎng)。
�。ǘ�、任務(wù)描述
1、專(zhuān)案背景
項目名稱(chēng)摘要：家庭自動(dòng)化系統（Home Automation System ，簡(jiǎn)稱(chēng)HAS）
項目委托單位摘要：XXX智能家居設備公司
軟件開(kāi)發(fā)單位摘要：蘭州商學(xué)院06級計算機科學(xué)和技術(shù)（1）班軟件開(kāi)發(fā)小組
2、目的
本系統要求能夠實(shí)現家庭住宅中各個(gè)設備的自動(dòng)管理和人工個(gè)性管理，該系統能控制、監視和協(xié)調家電（如室內外照明、家庭保安系統、家庭環(huán)境控制系統、空調、電視機等）。該系統會(huì )在相應的時(shí)間內各個(gè)設備發(fā)出相應的指令，完成各個(gè)設備的自動(dòng)化管理。該系統應該是可以適應變化的，因此，必須偵測環(huán)境的變化，而且通過(guò)識別本系統中的變化來(lái)轉變，并且所識別出的變化應該在系統中被實(shí)現。系統可以是自動(dòng)適應變化或是手工適應變化。系統控制的任何設備發(fā)生異常，必須通過(guò)適當的信息來(lái)通知用戶(hù)并進(jìn)行異常處理。該系統必須有一個(gè)數據庫，內含所有該系統所控制的設備的信息，包括每一種設備連接到系統的日期，系統用戶(hù)所發(fā)布的重要動(dòng)作等信息。
3、運行環(huán)境
本系統是設備控制類(lèi)系統，由主機通過(guò)相應的接口部件監聽(tīng)和控制各個(gè)硬設備。數據庫服務(wù)器由SQL Server實(shí)現。操作系統摘要：windows 2000 、windows xp以上;數據庫服務(wù)器端軟件SQL Server 2005。
�。ㄈ�、功能描述
本系統由“燈光控制”、“保安控制”、“環(huán)境控制”、“家電控制”、 “用戶(hù)登錄及管理”等各模塊組成。
燈光控制摘要：實(shí)現對室內外所有燈光的時(shí)間周期性控制和用戶(hù)的直接控制;
保安控制摘要：實(shí)現對室內外所有視頻監控設備的周期性工作控制及異常處理，和防盜防火設備的控制及異常處理;
環(huán)境控制摘要：實(shí)現對家庭環(huán)境設備（包括花園、陽(yáng)臺、室內溫濕度報告）的時(shí)間周期性控制以及各設備的異常處理;
家電控制摘要：實(shí)現對家庭中各個(gè)聰明家用電器的人性化控制及各設備的異常處理;
用戶(hù)登錄及管理模塊摘要：實(shí)現用戶(hù)對各個(gè)模塊中所用設備的時(shí)間周期性定義以及對各個(gè)設備的直接管理和控制。
二、可行性分析
�。ㄒ唬�、可行性探究的前提
家庭是高薪技術(shù)的下一個(gè)前沿陣地。對家庭中遙控、自動(dòng)化和娛樂(lè )的要求呈上升態(tài)勢。消費者希望自己的日常生活更簡(jiǎn)便、更平安。當然，優(yōu)秀的家庭自動(dòng)化產(chǎn)品應給具有以下的特性摘要：
�。�1）、標準化摘要：家庭自動(dòng)化產(chǎn)品應依照國際上流行的相關(guān)協(xié)議進(jìn)行設計，充分保證各廠(chǎng)家產(chǎn)品間的兼容性和相互操作能力。
�。�2）、開(kāi)放性摘要：家庭自動(dòng)化系統應該具有開(kāi)放的協(xié)議，統一的接口。
�。�3）、模塊化摘要：采用模塊化的設計可以適應各種場(chǎng)合的需要，保障用戶(hù)的利益，并答應系統的逐步到位。
�。�4）、實(shí)用性摘要：家庭自動(dòng)化產(chǎn)品應該切實(shí)地為用戶(hù)提供各種實(shí)用化的功能和服務(wù)。
�。�5）、普及化摘要：家庭自動(dòng)化系統應該面向低成本，高性能的目標設計，住戶(hù)對價(jià)格較為敏感，所以智能住宅采用的技術(shù)要較為經(jīng)濟。同時(shí)，家庭自動(dòng)化系統應該能最大程度兼容用戶(hù)原有的電器設備，保護用戶(hù)投資。
�。�6）、簡(jiǎn)潔易用摘要：好的家庭自動(dòng)化產(chǎn)品應該簡(jiǎn)便易用、用戶(hù)接口友好，并且不需要使用者花上太多的精力就能把握。
�。ǘ�、優(yōu)越性
在國內家庭自動(dòng)化是一個(gè)較新的概念，雖然越來(lái)越多的廠(chǎng)家開(kāi)始投入到家庭自動(dòng)化的來(lái)發(fā)和生產(chǎn)中，但是由于沒(méi)有統一的標準，尚處于一家一戶(hù)自行開(kāi)發(fā)的局面。而隨著(zhù)房屋的商品化，從而加強了人們對居家的要求，希望一步到位或者具有開(kāi)放的協(xié)議，統一的接口，這樣來(lái)保證產(chǎn)品能不斷地適應未來(lái)發(fā)展趨向，而本系統就是基于統一的標準和接口設計的，具有充分的發(fā)展潛力。
�。ㄈ�、基本的數據流圖
圖1、HAS的基本數據流模型圖
圖2、HAS的一級數據流模型圖
圖3、HAS的二級數據流模型圖
�。ㄋ模�、經(jīng)濟可行性
1、 支出
構建系統時(shí)的金費主要有摘要：用戶(hù)在要購買(mǎi)日常生活中的家電及各種電子產(chǎn)品是花費一定數額的資金，在購買(mǎi)組成系統的一些小型物理器件時(shí)會(huì )有資金的支出。
2、 效益
可以高效，快捷的管理生活家電設施，提高生活的質(zhì)量。
3、 收益、投資比良好、可行。
�。ㄎ澹�、技術(shù)可行性
本系統有許多不同的傳感器，單片機和輸出報警系統以及一些異常的自動(dòng)處理系統和接入的各種家電設備組成。物理設備在市場(chǎng)上均有售，因此，物理設備上不用多考慮，我們主要實(shí)現將不同設備按照一定的結構連接起來(lái)，使之能夠完成我們的預期目標
�。�、社會(huì )因素可行性分析
1、 法律因素
申請法律保護或相關(guān)保險。
法律可行性是考慮要開(kāi)發(fā)系統是否存在任何侵犯、妨礙和責任新問(wèn)題，用戶(hù)操作可行性考慮待開(kāi)發(fā)軟件的運行方式在用戶(hù)組織內是否行得通，現行管理制度、人員素質(zhì)、操作知識是否可行。
由于在本系統中是有合同作為雙方合作的基礎，所以不會(huì )存在任何侵犯、妨礙和責任新問(wèn)題。即使存在了，也可以根據合同進(jìn)行分析，一定有人會(huì )負責任，所以此系統完全可以進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
2、 用戶(hù)使用可行性
本系統面向中高階層的人們消費，主要用于用戶(hù)實(shí)現對家電的統一管理，進(jìn)行各種相關(guān)操作并對家電的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。
由以上經(jīng)濟、技術(shù)、操作和法律四方面的分析可以看出，本系統的開(kāi)發(fā)時(shí)機成熟，從多種角度考慮，都是可行的。
�。ㄆ撸�、結論
經(jīng)過(guò)以上經(jīng)濟可行性、技術(shù)可行性以及法律因素各個(gè)方面的探究分析得出，本系統可行。
三、需求分析
�。ㄒ唬�、家庭自動(dòng)化系統工作流程分析
�。�1）、在用戶(hù)登錄時(shí)進(jìn)行檢查，控制不同的用戶(hù)使用系統的權限;
�。�2）、對用戶(hù)的管理，包括對用戶(hù)信息的增加、刪除和修改;
�。�3）、對指定時(shí)間內的操作記錄進(jìn)行管理，包括查看操作記錄、手工刪除操作記錄、記錄一次操作以及對失效的記錄進(jìn)行自動(dòng)清除;
�。�4）、查看設備的狀態(tài)，包括對連接到系統控制中的所有設備的狀態(tài)以及是否出現異�，F象進(jìn)行查看;
�。�5）、控制子系統接受主系統發(fā)送的信息;以及向主系統發(fā)送信息;控制子系統將主系統發(fā)送的信息，發(fā)送給指定的設備;
�。�6）、對設備進(jìn)行監控，包括啟動(dòng)監控設備、停止監控設備、監控設備;
�。�7）、對系統中的設備進(jìn)行管理，包括增加設備以及刪除己經(jīng)連接到系統中的設備;
�。ǘ�、家庭自動(dòng)化系統需求分析
1、家庭自動(dòng)化系統的非功能性需求分析
設計家庭自動(dòng)化系統的目的是完成對家電產(chǎn)品以及相關(guān)設備的管理和控制，達到遠程控制和使用家電設備的目的，其最終目的是提高人類(lèi)的生活質(zhì)量，因此需要具備良好的性能，滿(mǎn)足實(shí)際工作的需要是十分必要的。
家庭自動(dòng)化系統的具體性能目標如下摘要：
�。�1）、系統的快速反應
家庭自動(dòng)化系統首先要保證的就是系統的反應速度。在設計和實(shí)施中采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和系統，并在應用軟件的選擇或編制中盡可能采用先進(jìn)的技術(shù)，最大限度地提高系統的響應速度，以便于快速查詢(xún)。
�。�2）、系統良好的可維護行和開(kāi)放性
系統設計應面向未來(lái)的發(fā)展，提供各種必要的標準接口，以使用戶(hù)可以根據需要隨時(shí)添加必要的設備和系統，擴充系統功能。要充分考慮到家庭自動(dòng)化的發(fā)展趨向以及不斷變化。
�。�3）、充分保證系統的平安性
家庭自動(dòng)化系統中設備的使用具有平安性要求，因此，必須建立一整套的系統平安保密辦法，規定一系列訪(fǎng)問(wèn)系統的不同級別的權限，杜絕非法訪(fǎng)問(wèn)。
�。�4）、友好的人機界面
系統的用戶(hù)不可能是專(zhuān)業(yè)的計算機技術(shù)人員，甚至對計算機了解甚少，所以要提供清楚、友好的系統接口，提高系統的可操作性和人機交互功能，最大限度地方便用戶(hù)的使用。同時(shí)系統應能提供的方便的聯(lián)機再現幫助功能。
�。�5）、考慮家庭自動(dòng)化系統中設備發(fā)生變化以后的集成
家庭自動(dòng)化要實(shí)現真正的信息化，必須考慮以后系統的集成新問(wèn)題，這樣才能使系統不至于很快的就被淘汰。
2、家庭自動(dòng)化系統的功能模塊分析
家庭自動(dòng)化系統旨在開(kāi)發(fā)出一個(gè)符合人類(lèi)生活需求的家庭自動(dòng)化模擬系統，該系統主要分為五個(gè)子系統摘要：用戶(hù)登錄子系統，燈光控制子系統，家電控制子系統，環(huán)境控制子系統和保安控制子系統。
�。ㄈ�、數據描述
1、靜態(tài)數據
系統中預存的各種標準數據。
2、動(dòng)態(tài)數據
�。�1）、輸入數據
系統所采集的各個(gè)實(shí)體設備的信息流。
�。�2）、輸出數據
經(jīng)過(guò)各個(gè)子系統處理后的對應到各種設備的具體操作的信息流。
3、數據詞典。
數據名稱(chēng)摘要：家庭自動(dòng)化系統
簡(jiǎn) 述摘要：由系統管理員來(lái)負責對連接在系統中的各種家電實(shí)施具體動(dòng)作。
數據條目摘要：
系統管理要求=[用戶(hù)管理|燈光控制|家電狀態(tài)監測|環(huán)境監測|保安控制
用戶(hù)管理=登錄+用戶(hù)信息+用戶(hù)權限
燈管控制=室內燈光+室外燈光
家電狀態(tài)監測=接入家電數目+家電功能+家電當前狀態(tài)
環(huán)境監測=溫度+濕度+調節
保安控制=門(mén)窗監控+視頻監控
數據文件={用戶(hù)管理+燈光控制+家電狀態(tài)監測+環(huán)境監測+保安控制+核心子系統+日常報表|文件}
數據量摘要：2000次/天
峰值摘要：天天18摘要：00—20摘要：00有1000次
圖4、HAS的層次方框圖
圖5、家庭自動(dòng)化系統的數據流圖
四、總體設計
�。ㄒ唬�、處理流程
�。�1）在用戶(hù)登錄時(shí)進(jìn)行檢查摘要：控制不同的用戶(hù)使用系統的權限。
�。�2）對用戶(hù)的管理摘要：包括對用戶(hù)信息的增加、刪除和修改。
�。�3）對指定時(shí)間內的操作記錄進(jìn)行管理摘要：包括查看操作記錄、手工刪除操作記錄、記錄一次操作以及對失敗的操作記錄進(jìn)行自動(dòng)清除。
�。�4）查看設備的狀態(tài)摘要：包括對連接到系統控制器中的所有設備的狀態(tài)以及是否出現異�，F象進(jìn)行查看。
�。�5）控制子系統接受主系統發(fā)送的信息;以及向子系統設備發(fā)送信息;控制子系統將子系統發(fā)送的信息發(fā)送給指定的設備。
�。�6）對設備進(jìn)行監控摘要：包括啟動(dòng)監控設備、停止監控設備、監控設備中。
�。�7）對系統中的設備進(jìn)行管理摘要：包括增加新設備以及刪除已經(jīng)連接到系統中的設備。
�。ǘ�、總體結構和模塊外部設計
在應用系統總體設計中，以Servlets為前端控制器，負責管理用戶(hù)的登錄，以及數據的獲取等。以會(huì )話(huà)Bean實(shí)現系統的工作流，將會(huì )話(huà)Bean作為一個(gè)外觀(guān)，來(lái)封裝應用程序的業(yè)務(wù)邏輯，業(yè)務(wù)邏輯再通過(guò)實(shí)體Bean組件來(lái)操作相關(guān)數據，從而形成HAS系統的總體結構體系。
圖6、系統總體設計結構
�。ㄈ�、接口設計
1、用戶(hù)接口
本系統的用戶(hù)界面如下所示摘要：
SHAPE * MERGEFORMAT
圖7、 用戶(hù)登錄界面
2、外部接口
本系統采用基于C/S模式的系統主機和系統終端的結構，接口設備不僅要完成系統主機和各個(gè)終端之間的標準化物理連接之外，還要完成數據在系統主機和各個(gè)終端之間的傳送。故接口采用集成式、標準化的設備來(lái)完成，實(shí)現其功能。
�。ㄋ模�、數據結構設計
1、 數據庫三級模式結構
數據庫系統的三級模式結構是指數據庫系統是由外模式、模式和內模式三級構成。
其中模式也稱(chēng)邏輯模式，是數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的描述，是所有用戶(hù)的公共數據視圖。外模式也稱(chēng)子模式或用戶(hù)模式，它是數據庫用戶(hù)（包括應用程序員和最終用戶(hù)）看見(jiàn)和使用的局部數據的邏輯結構和特征的描述，是數據庫用戶(hù)的數據視圖，是和某一應用有關(guān)的數據的邏輯表示。內模式也稱(chēng)存儲模式，它是數據物理結構和存儲結構的描述，是數據在數據庫內部的表示方式。數據庫的三級模式是對數據的三個(gè)抽象級別，它把數據的具體組織留給DBMS管理，使用戶(hù)能邏輯的抽象的處理數據，而不必關(guān)心數據在計算機中的具體表示方式和存儲方式。為了能夠在內部實(shí)現這三個(gè)抽象層次的聯(lián)系和轉換，數據庫系統在這三級模式之間提供了兩層映像摘要：外模式|模式映像和模式|內模式映像。正式這兩層映像保證了數據庫系統中的數據能夠具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性。
影響一個(gè)系統性能的主要因素是數據庫性能和客戶(hù)端程序設計，所以進(jìn)行數據庫的設計和整個(gè)系統的性能、升級等都息息相關(guān)，在數據庫設計時(shí)，要考慮的主要原則有摘要：
�。�1）、命名的格式規范摘要：為了便于系統適應不同的數據庫，數據庫中各種對象的命名應采用大小寫(xiě)敏感的形式。
�。�2）、索引的使用摘要：合理使用索引，如表的規模不大、表需要頻繁更新、以及查詢(xún)字段不確定時(shí)，盡量不用索引。
�。�3）、數據的一致性和完整性摘要：為了提高系統的響應速度，合理的冗余是必要的，所以設計時(shí)，要用有效手段保證數據的一致性和完整性。
�。�4）、數據庫性能的調整。
2、 主要表結構
將對象模型映射成數據庫模型，也就是向數據表轉換。轉換方式如下摘要：
�。�1）、一個(gè)對象類(lèi)可以映射為一個(gè)以上的庫表，當類(lèi)間有一對多的關(guān)系時(shí)，一個(gè)表也可以對應多個(gè)類(lèi)。
�。�2）、關(guān)系的映射可能有多種情況，但一般映射為一個(gè)表，也可以在對象類(lèi)表間定義相應的外鍵。對于條件關(guān)系的映射，一個(gè)表至少應有三個(gè)屬性。
�。�3）、減少表之間的冗余字段。
�。�4）、映射后的表進(jìn)行冗余控制調整，使其達到合理的安息范式，一般達到3NF即可。
在映射應用對象時(shí)，除關(guān)系映射規范化后可能出現一對多的表映射外，大多數應用對象和表對象是一一對應的�？梢詫⒁幏痘幚砗�，有一個(gè)應用對象映射出來(lái)的多個(gè)表看成一個(gè)數據庫對象。因此當部分應用需求變更時(shí)，首先，系統修改可以不涉及需求不變更的部分，其次，變更部分的修改可以基本上只限于追加或刪除程序模塊或追加新庫表，而基本上不必修改原有程序代碼或原有庫表定義，從而大大減少了工作量，降低了工作難度。
根據對系統所進(jìn)行的分析，以及對未來(lái)系統的擴展考慮，確定數據庫中的主要數據表有以下幾個(gè)摘要：
表1、用戶(hù)信息表（user –info）
名稱(chēng) 代碼 主要的 數據類(lèi)型 長(cháng)度
用戶(hù)代碼 user—id TRUE VARCHAR（20） 20
用戶(hù)類(lèi)型 user—type FALSE CHAR（1） 1
用戶(hù)密碼 password FALSE VARCHAR（8） 8
用戶(hù)名稱(chēng) user—name FALSE VARCHAR（40） 40
用戶(hù)手機號碼 mobileNO FALSE VARCHAR（20） 20
表2、操作日志表（operate—log）
名稱(chēng) 代碼 主要的 數據類(lèi)型 長(cháng)度
操作內容 message FALSE VARCHAR（300） 300
錄入時(shí)間 inputTime TRUE TIMESTAMP
表3、家電信息表（appliance—info）
名稱(chēng) 代碼 主要的 數據類(lèi)型 長(cháng)度
家電代碼 applianceID TRUE VARCHAR（10） 10
家電名稱(chēng) applianceName FALSE VARCHAR（20） 20
家電通訊地址 address FALSE VARCHAR（20） 20
家電通訊端口 port FALSE INT
加入系統時(shí)間 inputTime FALSE TIMESTAMP
表4、家電狀態(tài)表（appliance—state）
名稱(chēng) 代碼 主要的 數據類(lèi)型 長(cháng)度
家電代碼 applianceID TRUE VARCHAR（10） 10
狀態(tài) state FALSE CHAR（2） 2
狀態(tài)變更時(shí)間 updateTime FALSE TIMESTAMP
�。ㄎ澹�、運行設計
�。�1）、系統用戶(hù)或者一般用戶(hù)通過(guò)登錄程序Login登錄到HAS系統中。
�。�2、用戶(hù)通過(guò)菜單（主菜單main;以及用戶(hù)菜單user;家電設備管理菜單appliance;操作記錄日志管理菜單log）選擇要執行的操作。
�。�3）、用戶(hù)從子系統傳送過(guò)來(lái)的請求，通過(guò)服務(wù)器端控制程序HASServer進(jìn)行解析，并且發(fā)送到相應的類(lèi)，并將處理結果返回給主系統。
�。�、出錯處理設計
當系統在執行中間發(fā)現有異常情況發(fā)生或被要求執行異常操作，系統要能自動(dòng)檢測到并進(jìn)行相應的處理或形成報告返回給用戶(hù)進(jìn)行相關(guān)處理會(huì )恢復操作。
1、出錯輸出信息
在系統進(jìn)行完相關(guān)解析后形成日志保存，并有提示信息被顯示給用戶(hù)或系統操作員。
2、出錯處理策略
�。�1）、聯(lián)機事務(wù)處理（OLAP）是建立在TCP/IP 協(xié)議上，有多階段事務(wù)處理響應控制，保證事務(wù)處理前后臺一致性。
�。�2）、數據庫處理事務(wù)失敗自動(dòng)回滾技術(shù)，保證數據庫表的數據一致性和完整性。
�。�3）、重要數據的校驗檢查。
�。�4）、各個(gè)子系統的操作監控，異常情況報告;并提供報表等跟蹤記錄。
�。�5）、提供友好的用戶(hù)界面和幫助信息及配合嚴格的檢查，減少用戶(hù)出錯機會(huì )。
五、具體設計
�。ㄒ唬�、軟件結構
圖9、系統用例圖
�。ǘ�、程序描述
面向對象程序設計的基本思想
�。�1）、面向對象的由來(lái)和發(fā)展
對象代表著(zhù)待處理新問(wèn)題中的一個(gè)實(shí)體，在處理新問(wèn)題過(guò)程中，一個(gè)對象可以以某種形式和其他對象通信。從概念上講，一個(gè)對象是既包含數據又包含處理這些數據操作的一個(gè)程序單元。類(lèi)用來(lái)描述特性相同或相近的一組對象的結構和行為。該語(yǔ)言還支持類(lèi)的繼續，可將多個(gè)類(lèi)組成為層次結構，進(jìn)而答應共享結構和行為。
后來(lái)出現的Smalltalk語(yǔ)言是第一個(gè)比較成功的面向對象語(yǔ)言，對后來(lái)面向對象語(yǔ)言的發(fā)展產(chǎn)生過(guò)重大影響。該語(yǔ)言豐富了Simula中類(lèi)和對象的概念，信息也更加隱蔽，程序設計就是向對象發(fā)送信息。20世紀80年代以后，面向對象的程序設計語(yǔ)言廣泛應用于程序設計，并且有許多新的突破。非凡是隨著(zhù)操作系統和軟件項目日益龐大，人們日益需要一種更高效的開(kāi)發(fā)方式，這更加推動(dòng)了面向對象語(yǔ)言的發(fā)展。
�。�2）、 面向對象的要素
面向對象的系統包含了3個(gè)要素摘要：對象、類(lèi)和繼續，這3個(gè)要素反映了面向對象的傳統觀(guān)念。面向對象的語(yǔ)言應該支持這3個(gè)要素。首先，應該包括對象的概念。對象是狀態(tài)和操作的封裝體，狀態(tài)是存儲操作結果的。滿(mǎn)足這一點(diǎn)的語(yǔ)言被認為是基于對象的語(yǔ)言。其次，應該支持類(lèi)的概念和特征，類(lèi)是以接口和實(shí)現來(lái)定義對象行為的樣板，對象是由類(lèi)來(lái)創(chuàng )建的。支持對象和類(lèi)的語(yǔ)言被認為是基于類(lèi)的語(yǔ)言。最后，應該支持繼續，已存在的類(lèi)具有建立子類(lèi)的能力，進(jìn)而建立類(lèi)的層次。支持上述3個(gè)方面的語(yǔ)言稱(chēng)為面向對象的語(yǔ)言。
�。ㄈ�、功能
本系統由燈光控制、保安控制、環(huán)境控制、家電控制、用戶(hù)登錄及管理等各模塊組成。
燈光控制摘要：實(shí)現對室內外所有燈光的時(shí)間周期性控制和用戶(hù)的直接控制;保安控制摘要：實(shí)現對室內外所有視頻監控設備的周期性工作控制及異常處理，和防盜防火設備的控制及異常處理;環(huán)境控制摘要：實(shí)現對家庭環(huán)境設備（包括花園、陽(yáng)臺、室內溫濕度報告）的時(shí)間周期性控制以及各設備的異常處理;家電控制摘要：實(shí)現對家庭中各個(gè)聰明家用電器的人性化控制及各設備的異常處理;用戶(hù)登錄及管理模塊摘要：實(shí)現用戶(hù)對各個(gè)模塊中所用設備的時(shí)間周期性定義以及對各個(gè)設備的直接管理和控制。
本系統將采用面向對象程序設計的基本思想編寫(xiě)各個(gè)模塊的程序，實(shí)現其應用的各項功能。
�。ㄋ模�、程序邏輯
圖10、用戶(hù)登錄模塊程序流程圖
圖11、燈光控制模塊程序流程圖
圖12、家電控制模塊程序流程圖
�。ㄎ澹�、接口
本系統采用基于C/S模式的系統主機和系統終端的結構，接口設備不僅要完成系統主機和各個(gè)終端之間的標準化物理連接之外，還要完成數據在系統主機和各個(gè)終端之間的傳送。故接口采用集成式、標準化的設備來(lái)完成，實(shí)現其功能。
�。�、測試要點(diǎn)
本系統的最終實(shí)現是將各個(gè)信號功能于各個(gè)實(shí)體，即各個(gè)家電設備包括照明燈、空調、灑水噴頭、門(mén)窗x聽(tīng)器、攝像頭等具體設備。所以系統測試時(shí)，可模擬具體設備的狀態(tài)信號，將這些模擬的狀態(tài)信號功能于本系統中，達到測試的目的。
六、軟件測試
�。ㄒ唬�、測試計劃
1、測試方案
本系統的最終實(shí)現是將各個(gè)信號功能于各個(gè)實(shí)體，即各個(gè)家電設備包括照明燈、空調、灑水噴頭、門(mén)窗x聽(tīng)器、攝像頭等具體設備。所以系統測試時(shí)，可模擬具體設備的狀態(tài)信號，將這些模擬的狀態(tài)信號功能于本系統中，達到測試的目的。
2、測試項目
主要對各個(gè)控制子系統進(jìn)行模擬測試，包括燈光控制子系統、家電控制子系統、環(huán)境控制子系統和保安控制子系統。
�。ǘ�、測試用例
1、輸入
輸入各種模擬設備所能出項的所有信號量值，查看系統反饋。
2、輸出
首先列出對應的輸入所預期的系統輸出值，再從系統中獲取的實(shí)際值做比較，分析誤差。
3、答應偏差
給出實(shí)測結果和預期結果之間答應偏差的范圍。
�。ㄈ�、評價(jià)
最終經(jīng)測試得出本系統良好。
七、總結和展望
�。ㄒ唬�、總結
針對目前國內的目前狀況，房屋的商品化，人民的生活水平日益提高，信息化產(chǎn)業(yè)深入到各行各業(yè)，智能家具的要求越來(lái)越高，人民希望生活在一個(gè)以住宅為平臺、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、平安、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。本系統就是利用先進(jìn)的計算機技術(shù)將和家居生活有關(guān)的各種設備、家電有機地結合在一起，通過(guò)統籌管理，讓家居生活更加舒適、平安、有效。通過(guò)該系統可以模擬對空調等家用設備的控制。
本課題創(chuàng )建一個(gè)系統控制的家庭自動(dòng)化系統HAS。是家庭自動(dòng)化系統的一個(gè)原型。該系統能控制、監控和協(xié)調家電（如空調、灑水裝置），同時(shí)該系統能適應變化的。通過(guò)識別出HAS中的變化來(lái)轉變，而且所識別出的變化應該在系統中被實(shí)現。本中系統用自動(dòng)適應變化和手工適應變化兩種方式來(lái)實(shí)現。對于發(fā)生了故障的家電，系統通過(guò)適當的信息來(lái)通知進(jìn)行故障處理。
�。ǘ�、展望
該系統還存在一系列需要優(yōu)化和改善的地方，如該系統能實(shí)現的家電控制目前僅僅添加了三種家電，而且家庭自動(dòng)化系統不僅僅要實(shí)現對家電和設備的管理，還應該能夠和其他系統進(jìn)行連接。如小區的報警系統等。以及火警的監控等。系統對硬件方面涉及較少，如家居系統的布線(xiàn)等。
希望本系統的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)能使國內企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，縮短研制周期，加快產(chǎn)品上市時(shí)間，減小前期投資風(fēng)險，從而在激烈的市場(chǎng)競爭中取得優(yōu)勢地位。同時(shí)希望本系統的開(kāi)發(fā)能起到一個(gè)拋磚引玉的功能，在不久的將來(lái)，市場(chǎng)上能看到國內廠(chǎng)商生產(chǎn)的優(yōu)秀的自動(dòng)化產(chǎn)品。
參考文獻：
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