UML在指紋門(mén)禁系統開(kāi)發(fā)中的應用

　嵌入式系統的開(kāi)發(fā)是一個(gè)軟硬件協(xié)同設計過(guò)程，它需要不同技術(shù)背景的人共同開(kāi)發(fā)．而傳統的嵌入式軟件分析與設計方法嚴重脫節，開(kāi)發(fā)過(guò)程沒(méi)有―個(gè)確定的統一的標準，這使得產(chǎn)品形成的每一個(gè)過(guò)程人為因素影響嚴重．此外，分析設計的結果不能在開(kāi)發(fā)類(lèi)似項目或產(chǎn)品時(shí)重用．以上幾個(gè)問(wèn)題成為多年來(lái)制約嵌入式系統發(fā)展的主要瓶頸，使得大部分嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)工作變得十分困難甚至無(wú)法進(jìn)行．

　　作為面向對象建模技術(shù)的標準，UML適合于將復雜的系統設計問(wèn)題簡(jiǎn)單化．它采用面向對象圖形的方式對系統進(jìn)行描述，支持從分析、設計到建模的全過(guò)程．按照UML規范，使用CASE工具Rational Rose對嵌入式系統建模，不僅可以使系統分析設計實(shí)現標準化，而且將UML分析建模的構建方法和相應的集成和測試策略結合在一起，完全可以實(shí)現系統分析、設計和制作、測試分別由不同的項目成員在統一、一貫的方式下完成，這將會(huì )使高質(zhì)量的嵌入式系統的開(kāi)發(fā)變得更為容易．

　　1 指紋門(mén)禁系統需求分析

　　目前，將指紋識別技術(shù)應用到各種需要身份驗證的系統或者嵌入到原有的大量保安系統，會(huì )大大提高系統的安全性和便捷性．本文中，設計了一個(gè)嵌入式指紋門(mén)禁系統，它使用指紋識別技術(shù)來(lái)驗證用戶(hù)身份，并提供了一套完整的軟硬件來(lái)實(shí)現門(mén)禁系統的日常管理．主要包括：用戶(hù)信息注冊、刪除、查詢(xún)、指紋比對、門(mén)禁控制和監視以及日志管理等．

　　針對嵌入式指紋門(mén)禁系統的復雜性，在本系統的開(kāi)發(fā)中，按照UML規范，采用基于UML的嵌入式軟件分析與建模方法，使用CASE工具 Rational R0 繪制了各種模型圖，從不同的層次和角度為系統的分析、設計、驗證以及實(shí)現過(guò)程提供支持，詳細討論了如何使用UML輔助完成整個(gè)系統的開(kāi)發(fā)．

　　1．1 系統功能需求

　　建模過(guò)程首先應該從系統中的類(lèi)開(kāi)始，為了理解類(lèi)的結構，需要對系統及其工作過(guò)程做一個(gè)總體陳述．經(jīng)分析，該系統包含一個(gè)電動(dòng)門(mén)、一個(gè)指紋傳感器、一個(gè)微處理器、一個(gè)存儲指紋庫的存儲系統、一個(gè)數字鍵盤(pán)、一個(gè)十字型按鍵、一個(gè)液晶顯示屏、一個(gè)電動(dòng)門(mén)以及兩個(gè)狀態(tài)燈．系統從指紋傳感器中獲取指紋數據，并在微處理器中進(jìn)行預處理和特征提取，獲取指紋的生物代碼信息，并與指紋庫中注冊用戶(hù)的指紋模板進(jìn)行匹配算法的驗證，并輸出結果，通過(guò)狀態(tài)燈顯示，同時(shí)根據匹配結果發(fā)送控制信號控制門(mén)的開(kāi)關(guān)．通過(guò)對系統及類(lèi)做進(jìn)一步分析可得到系統總的類(lèi)圖如圖1所示．通過(guò)這幅圖我們可以得知系統中所包含的基礎類(lèi)及其相互之間的關(guān)系，為后文動(dòng)態(tài)模型的建立奠定了基礎．

　　圖1 指紋門(mén)禁系統類(lèi)圖

　　1．2 用例說(shuō)明

　　通過(guò)對系統的需求分析，我們確定了該系統需要實(shí)現的功能．那么如何形象化地描述這些功能，以便使我們更好地與用戶(hù)溝通，更準確地了解他們的需求呢?這就要使用UML的用例模型．在UML中，用例可以被描述為參與者與系統之間的一次交互作用．每一個(gè)用例都是一種不同的使用系統的方法，都會(huì )產(chǎn)生不同的結果．而角色是與系統交互的對象，它是使用該系統的人或者其它系統．用例圖列出了用戶(hù)最想要的功能以及每個(gè)功能的描述．經(jīng)分析，本系統的用例圖如圖2所示．

圖2 指紋門(mén)禁系統用例圖