起重機(jī) 需求文檔及測試要求

1、9“凱云杯”全國大學(xué)生嵌入式測試大賽需求文檔及測試要求（一）1、系統(tǒng)概述塔式起重機(jī)安全監(jiān)測系統(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以上參數(shù)綜 合監(jiān)測判斷，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)測系統(tǒng)由傳感器、監(jiān)測系統(tǒng)、上位機(jī)平臺(tái)組成。LTb巾岸忙片CG C CCHA電床&號(hào)；恆培式也1

2、6機(jī)反全上1擰廉吒L-j理卜怕-i蒲咤辰怕號(hào)RSS31蟲章傳感禍 c砂模擬塔式起重機(jī)安全監(jiān)測系統(tǒng)是用軟件方式實(shí)現(xiàn)的模擬“黑匣子” 。模擬系 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)文件高度、重量 幅度、回轉(zhuǎn)上位機(jī)軟件2、功能簡介與操作使用黑匣子軟件界面如圖1-1所示圖1-1黑匣子軟件主界面界面上方是數(shù)據(jù)監(jiān)測區(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“開始”按鈕后，黑匣子打開數(shù)據(jù)文件，開

3、始逐行讀取數(shù)據(jù)；同時(shí)打開 串口，開始監(jiān)聽數(shù)據(jù)指令。同時(shí)“開始”按鈕上的文字變?yōu)椤巴Ｖ埂薄Ｈ鐖D 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。圖1-2黑匣子開始操作后界面數(shù)據(jù)監(jiān)測區(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、額定重量等 數(shù)據(jù)；通過軟件界面以數(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)通過串口發(fā)送的數(shù)據(jù)查詢指令，并回復(fù)塔機(jī)數(shù)

4、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“無報(bào)警信息”。3、軟件詳細(xì)需求3.1功能需求3.1.1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) 超過邊界值，自動(dòng)截取數(shù)據(jù)為邊界值。3.1.2 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 果文件中輸入的數(shù)據(jù)超過邊界值， 軟件界面中顯示報(bào)警符號(hào)， 接口輸出報(bào)警信號(hào)。 3.1.3 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

5、為： 5-80 米，如果數(shù)據(jù)輸入數(shù) 據(jù)超過邊界值，自動(dòng)截取數(shù)據(jù)為邊界值。3.1.4 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)超過邊界值，自動(dòng)截取數(shù)據(jù)為邊界值。3.1.5 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。3.1.6 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3.1.7 重量報(bào)警的處理（ ZLBJ）重量超過額定重量， 則出現(xiàn)重量報(bào)警， 軟件界面中顯示報(bào)警符號(hào)， 接口輸出

6、 報(bào)警信號(hào)。3.1.8 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)。3.1.9 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：力矩超過額定力矩（400T*m的70滋出此報(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)。3.1.11力矩報(bào)警的處理（LJBJ力矩報(bào)警：力矩超過額定力矩（400T*n）的90滋出此報(bào)

7、警，軟件界面中顯 示報(bào)警符號(hào)，接口輸出報(bào)警信號(hào)。3.2接口需求3.2.1 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：140 100 10 0130 100 10 100120 100 10 0140 100 10 100140 100 10 0130 100 10 100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：8位；停止位：使用一個(gè)停

8、止位。點(diǎn)擊“開始”后，黑匣子開始監(jiān)聽所選擇的串口。如果從串口接收到查詢指令，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:1:1協(xié)議版本（0x04）2:2源地址，作為唯一地址（0x00,0x01）4:1狀態(tài)標(biāo)志，填寫 0x005:1命令號(hào)（0x01）6:1內(nèi)容長度（0x01）封包內(nèi)容7:1查詢內(nèi)容（0:采集數(shù)據(jù)；1:報(bào)警數(shù)據(jù)）封包尾8:1包尾(0x5a)323 數(shù)據(jù)幀上報(bào)接口（ SJSBJK通過串口向待測系統(tǒng)發(fā)送“查詢內(nèi)容

9、”字段為0的數(shù)據(jù)查詢指令，則待測系 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（0x5a）1:1協(xié)議版本（0x04）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 0x005:1命令號(hào)（0x01）6:1內(nèi)容長度（0x10）封包內(nèi)容7:2數(shù)據(jù)采集計(jì)數(shù)（無符號(hào)整形，小端字節(jié)序）9:2重量（無符號(hào)整形，小端字節(jié)序）11:2力矩（無符號(hào)整形，小端字節(jié)序）13:2額定重量（無符號(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（無符號(hào)整形，小端字節(jié)序）19:2高度（無符號(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)字節(jié)為單位，進(jìn)行異

10、或）封包尾23:1包尾(0x5a)324 報(bào)警幀上報(bào)接口（ BJSBJK）通過串口向待測系統(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：圭寸包頭0:1同步標(biāo)志（0x5a）1:1協(xié)議版本（0x04）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 0x005:1命令號(hào)（0x02）6:1內(nèi)容長度（0x08）封包內(nèi)容7:2:數(shù)據(jù)采集計(jì)數(shù)（無符號(hào)整形，小端字節(jié)序）9:1重量報(bào)警（報(bào)警時(shí)為 0x01，否則為0）10:1回轉(zhuǎn)角度上限報(bào)警（報(bào)警時(shí)為0x01，否則為0）11:1回轉(zhuǎn)角度下限報(bào)警（報(bào)警時(shí)為 0x01，否則 為0）12:1力矩預(yù)警（報(bào)警時(shí)為 0

11、x01，否則為0）13:1力矩報(bào)警（報(bào)警時(shí)為 0x01，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(0x5a)3.3性能需求3.3.1 查詢響應(yīng)時(shí)間需求（CXXYSJ上位機(jī)通過串口發(fā)送的查詢指令后，無論是回復(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、測試要求與測試提示（一）按照第3章的內(nèi)容完成功能、接口、性能三種需求的測試。（二）功能測試的測試范圍包括：3.1.1-3.1.11的所有需求項(xiàng)，測試功能項(xiàng)時(shí)可通過數(shù)據(jù)輸入文件創(chuàng)造測試用例需要的測試數(shù)據(jù)，同時(shí)建議利用ESITest編寫測試腳本檢查串口輸出的數(shù)據(jù)。功能測試時(shí)不考慮如下測試內(nèi)容：（1）不

12、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）不考慮開始采集與停止采集按鈕的操作。（三）接口測試的測試范圍包括：3.2.2 - 3.2.4的所有需求項(xiàng)，接口測試 時(shí)需要利用 ESITest 編寫測試腳本進(jìn)行測試。接口測試時(shí)不考慮如下測試內(nèi)容：（1）不考慮 3.2.1 中對于硬盤模擬的采集文件接口處理的測試；（2）3.2.3 、3.2.4 接口中對于“數(shù)據(jù)采集計(jì)數(shù)”字段在測試時(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）性能測試的測試范圍為 3.3.1 中查詢響應(yīng)時(shí)間需求項(xiàng)， 性能測試時(shí)需 要利用 ESITest 編寫測試腳本進(jìn)行測試。（四）選手需要提交測試結(jié)果報(bào)告以及測試方案文件。具體提交要求如下：（1）選手提交的文件名稱為 “選手姓名_測試結(jié)果報(bào)告 .docx ”，如“李 XX_ 預(yù)賽題目 1_測試結(jié)果報(bào)告 .docx ”，文件格式見測試結(jié)果報(bào)告模板。選手在 編寫測試結(jié)果報(bào)告時(shí)體現(xiàn)出測試數(shù)據(jù)的選取原則。（2）選手提交利用 ESITest 所開發(fā)的測試方案文件，文件名稱為“選手姓 號(hào)_預(yù)賽題目 1_測試方案 .esi ”。提倡選手多用自動(dòng)化的測