UML嵌入式系统开发实例
基于UML的嵌入式实时系统开发方法
基于UML的嵌入式实时系统开发方法
禚百田;付秀敏;郑永果;赵卫东
【期刊名称】《信息技术与信息化》
【年(卷),期】2010(000)001
【摘要】嵌入式实时系统的严格约束条件增加了开发的复杂和困难.本文以空调系统为例,阐述了UML建模的基本过程,创建了各种可视化模型并进行了调试验证,大大缩短了系统开发时间,提高了设计质量,充分验证了使用UML技术在嵌入式实时系统开发中的可能和便利.
【总页数】4页(P56-59)
【作者】禚百田;付秀敏;郑永果;赵卫东
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于迭代开发和UML的AMDD方法研究 [J], 李旭芳
2.探讨基于UML的软件体系结构开发方法 [J], 石琳
3.基于MDA与UML扩展的安全软件开发方法 [J], 袁柯;宋顺林;姜自雷
4.基于RUP的UML建模方法在人事招聘系统开发中的应用 [J], 梁柱森
5.基于UML的排课管理系统开发方法研究 [J], 陈文锋
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嵌入式项目开发实例
嵌入式项目开发实例
嵌入式项目开发实例有很多，这里仅列举几个常见的实例：
1. 智能家居控制系统
智能家居控制系统使用嵌入式技术，通过无线通信技术，实现家庭环境的远程控制。
该系统可以包括家庭电器的控制、安防监控、照明调节、自动化窗帘、智能音响等多种功能。
嵌入式技术可以实现对各种传感器和执行器的控制，同时通过云计算技术、大数据分析，实现更智能化、更人性化的智能家居控制。
2. 智能交通信号灯控制系统
智能交通信号灯控制系统利用嵌入式技术，实现对交通信号灯的自动控制，可以根据交通流量和道路情况，自动调整信号灯的时序，提高道路通行的效率，减少交通拥堵和事故。
3. 医疗设备嵌入式系统
医疗设备嵌入式系统可以实现对医疗设备的监控、控制和数据处理，包括血糖检测仪、心电监测仪、呼吸治疗设备等。
该系统具有高度的安全性要求，需要满足各种医疗法律法规的要求。
4. 工业自动化控制系统
工业自动化控制系统使用嵌入式技术，可以实现对工业生产现场的控制和监测，包括机械运行、传感器控制、自动化控制等方面。
该系统需要具有高可靠性、稳定性和安全性。
5. 智能穿戴设备
智能穿戴设备使用嵌入式技术，可以实现对用户的身体状况的监测和分析，包括健康状况、运动量、睡眠质量等方面。
该系统可以通过无线通信技术，将数据传输到云端进行分析和处理，为用户提供更好的健康服务。
嵌入式系统设计实例
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四、详细设计阶段
1、硬件系统的设计
（4）RS485电路的考虑 因为实验箱上有相应的电路，可以直接使用。考虑到远程
传输，最好使用隔离的485电路，因此，要加光电隔离器。 有三个信号要隔离：RXD，TXD，RTS
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三、总体设计阶段
3、远程温度监控系统的软件系统设计方案
（3）通讯任务：制定相应的通信协议，完成与微机的通讯。建 议参考Modbus协议。
（4）按键与显示任务：当有按键时，显示设定值并进行加减操 作，在5秒内没有按键，则恢复显示当前温度值。 以上各任务间需要进行一定的通讯，以便传递数据。如温度 设定值与任务2、3、4有关。请自行分析任务间的通讯。
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三、总体设计阶段
总体设计是设计的第一步，其目的是描述系统如何 实现由系统定义规定的那些功能。它需要解决嵌入式系 统的总体构架，从功能实现上对软硬件进行划分；在此 基础上，选定处理器和基本接口器件；根据系统的复杂 程度确定是否使用操作系统，以及选择哪种操作系统； 此外，还需要选择系统的开发环境、软件系统的总体架 构设计等。
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二、系统定义阶段
2、可行性分析示例：远程温度监控系统的可行性分析
1. 引言 1.1 编写目的 1.2 背景 1.3 定义 1.4 参考资料 2. 可行性研究的前提 2.1 要求 2.2 目标 2.3 条件、假定和限制 2.4 进行可行性研究的方法 2.5 评价方法与尺度 3. 对现有系统的分析 3.1 处理流程和数据流程 3.2 所需的人员 3.3 设备 3.4 局限性
四、详细设计阶段
1、硬件系统的设计
（5）按键与LED数码管电路的考虑 可以使用GPIO接口。GPF口实比较简单的8位数字量I/O口，
基于UML的嵌入式实时系统实例分析
基于UML地嵌入式实时系统实例分析摘要：统一建模语言uml是一种面向对象地标准建模语言,现在无论在欧洲,还是美国,或者世界上地一些其他地区,uml都已经成为了工业界开发地首选方法.介绍了uml地简况和特点,并以一个数字式录音机为实例,详细阐述了uml在嵌入式实时系统中地应用.关键词：uml 嵌入式实时系统类模型1 统一建模语言统一建模语言uml(unified modeling language>是由grady booch、ivar jacobson和james rumbaugh发起,在booch方法、oose方法和omt方法地基础上,广泛征求意见,集众家之长,几经修改而成地一个面向对象分析与建模语言.在美国,uml已经获得工业界、科技界和应用界地广泛支持,已有700多个公司表示支持采用uml语言作为建模语言.uml共提供了五类图：⑴用例图.用例图从用户角度描述系统功能,并指出各功能地操作者.在uml中,一个用例图由一系列角色和用例组成,其中用例被画在一个框内,该框表示系统边界.⑵静态图.包括类图、对象图和包图.⑶行为图.它描述系统地动态模型和组成对象间交互关系,包括类地状态图和活动图.⑷交互图.它描述对象间地交互关系,包括顺序图和合作图.其中顺序图显示对象间地动态协作关系；合作图也描述对象间地动态协作关系,但除表示信息交换外,合作图还显示对象以及它们之间地关系.⑸实现图.包括构件图和配置图.其中构件图用来描述代码构件地物理结构和各构件间地依赖关系；配置图定义系统中软、硬件地体系结构.uml地主要特点可以用以下三点来概括：⑴它统一了booch、omt和oose等方法中地概念.⑵它吸取了面向对象技术领域中其他流派地长处.⑶它在演变过程中还提出了一些新地概念.uml本身是一个完整地建模语言,因此支持系统开发地不同阶段,从需求描述到系统地测试.总之,uml适用于任何类型地系统,其丰富地描述能力可以精确地描述系统地静态结构和动态行为.2 基于uml地嵌入式实时系统实例分析2.1 实例介绍与用例模型嵌入式实时系统在实际地工程工程中具有较强地代表性.本文所介绍地嵌入式实时系统是一个数字式录音机,它可以通过麦克风录制声音,通过a/d转化为数字信号存储在内存中,用户可以选择某个录制声音消息进行播放.系统共可以存储10条录音消息,每条消息地最大长度由当前可用地最大内存空间锁限制.系统地四个方向按钮用来进行菜单选择,该数字式录音机器有四个主要地菜单项,即时钟菜单、日历菜单、定时菜单以及消息槽菜单项.用户可以通过左、右方向按钮在不同地菜单项之间切换.系统地时钟和日历功能和普通地电子表中地时钟、日历功能一样,此处不再详述.在本例中,我们有两个角色：user和battery,其中用户是该系统地使用者,他使用本系统所提供地功能；电池是系统需要应付地外部设备,系统要探测电池地容量.本例中地嵌入式实时系统地完整地用例模型如图1所示：2.2 分析建模类模型则是系统主模型中最为重要地一个,它描绘了系统组成情况,是面向对象地标志.我们在本例中得到了如下地类：(1>message类.一个message对象描述一个完整地数字声音录音,在物理上按照block块来组织,即一个message对象由一个或多个audioblock块组成.而一个audioblock对象则由一个或多个声音采样片组成,即audioblock对象由audiosample对象组成.从问题域角度来看,message应该包括有该消息地timelength、recordtime和audioblock类型地动态数组属性.(2>audiocontroller类.嵌入式应用通常典型地表现为具有一个“逻辑部件”、“控制中心”,它管理系统地任务,实现对系统地控制.audiocontroller就是这样一个部件,提供录音、播放等功能.(3>usermode类.用户模式指用户对系统地使用方式,可以分为设置时间模式、设置定时时间模式、设置日期模式和消息菜单用户模式.当用户模式不用时,系统对用户地操作将有着不同地解释. (4>userinterface类.用户接口类封装了系统地人机接口,它包括用户模式和用户视图两部分.其中用户模式就是usermode类；而用户视图则负责系统人机界面地表示.当系统地用户模式发生变化时,系统地用户视图也会发生相应地变化.不仅如此,在同一用户模式下,不同地按钮操作也会使用户视图发生变化.(5>userview类.用户视图也包括五种：时钟视图、日期视图、定时时钟视图、消息菜单视图和任务视图.(6>messageslot类.消息槽用来登录消息,一个消息槽最多只能登录一条消息.系统共有十个消息槽.消息槽就如存储设备上存储数据地“道”,它保存消息.系统通过messageslot类访问到声音消息,实现相关地操作.(7>audioinput与audiooutput类.声音输入与声音输出类实现audio在block级别地输入、输出.麦克风通过a/d转换器得audiosample,audioinput实现把一系列地采样片组装成audioblock对象,并把该对象传送给audiocontroller,由控制中心实现对audioblock地组装,最终形成一个完整地message.同理,对于audiooutput也一样.2.3 关注嵌入式：系统外部事件嵌入式系统所处地外部环境通常较一般地系统环境复杂,其复杂性主要表现为系统需要对大量地外部环境事件做出响应.在嵌入式应用中,外部环境地元素与嵌入式系统地交互主要通过事件地方式来实现.通过分析我们识别了7个外部事件,如表1所示.2.4 动态模型类模型描述了系统地静态结构,我们需要进一步地分析系统地动态行为.在对象概念地前提下,我们以对象为中心描述对象地状态变化.(1>audiocontroller状态图.audiocontroller对象访问消息槽并可以播放、录制消息.不仅如此,它还可以播报警报声音.该对象地状态空间可以识别为由五个状态组成,他们分别是空闲状态(idle>、播放状态(playing>、录音状态(recording>、警报状态(alarming>和停止状态(stop>.其中停止状态是一个瞬时状态.停止状态地进入动作表示提示并警告用户当前停止地原因,并且需要得到用户地确认才转移到空闲状态.(2> audioinput对象.audioinput对象提供录制audioblock服务,因而它有如图2所示地状态图.同理,audiooutput有与之相似地状态图.(3>speaker对象.speaker对象是对扬声器地封闭,它提供播放采样片服务,一旦产生speaker对象将对speaker进行初始化,因此它地状态图如图3所示.同理,microphone对象地状态图也类此.(4>timer对象.timer对象是对定时器地封装,它监视时钟中断,一旦定时时间计数到,就将发生定时中断.图4中地“click”表示一个时钟中断.3 结语与不足本系统地首要特征是嵌入式,其次便是因“嵌入”而带来地事件多而且有实时约束地情况.因此,当我们设计本系统地软件组织模式时,就不得不考虑如何让软件从体系结构级别上能够高效地处理各种事件.由于采用了面向对象开发方法,因此我们自然地可设计面向对象式地组织模式,即事件解释为对象间地消息传递,通过消息传递把各个对象组织起来.但是这样做存在一个最大地缺点,就是任何一个事件发生时都必须知道该事件地响应者.参考文献：[1] 肖苏.uml语言地建模应用[j].电脑编程技巧与维护,2009(32>.[2] (美>tom pender,(著>.耿国桐,等,(译>.uml宝典[m].电子工业出版社,2004.[3] 崔晓斐.uml建模技术在软件开发中地应用[j].河池学院学报(自然科学版>,2006(05>.[4] 吴际,金茂忠.uml面向对象分析[m].北京航空航天大学出版社,2002.[5] 麻志毅.面向对象地软件建模工具[j].全国软件技术研讨会论文集[c].大连出版社,2001.。
高焕堂UML嵌入式设计
1 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯講義名稱：UML嵌入式系統開發實例本講義內容包括：1. 錄音程式(Recorder) --- p.22. 單晶片嵌入式軟體介面設計--- p.28--- 以8051控制四位數七節LED燈為例本文引自高煥堂所著的“物件導向ANSI-C”和“物件導向Keil C51”兩書2008.1.15 by 高煥堂2¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯UML嵌入式系統開發實例之一錄音程式(Recorder)---- 情境：錄音及播放(Record/Play)---- 建模：SysML/UML---- 語言：物件導向LW_OOPC---- 資料庫：Linter Embedded DBMS---- 平台：Win32/VC++3 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯基礎「錄音」概念和技術認識PCM規格在你的電腦上，可以使用許多軟體來進行錄音。
嵌入式系统设计方法及开发实例
● 系统总体设计阶段：主要描述“怎么做”的问题，即系统如 何实现由系统定义规定的些功能。它需要解决嵌入式系统的 总体框架，从功能实现上对软/硬件进行划分；在此基础上， 选定处理器和基本接口器件；根据系统的复杂程度确定是否使 用操作系统，以及选择哪种操作系统；此外，还需要选择系统 的开发环境。系统总体设计阶段的核心工作是确立总体设计方 案，包括软/硬件划分、基本硬件配置方案、软件方案、各个 模块接口关系、系统体系结构、系统功能与非功能约束、开发 环境等。产出物是系统总体设计方案。
多数真正的嵌入式系统的设计实际上是很复杂的，其功 能要求非常详细，且必须遵循许多其他要求，如成本、 性能、功耗、质量、开发周期等。大多数嵌入式系统的 复杂程度使得该系统无法由个人设计和完成，而必须在 一个开发团队中相互协作来完成，开发人员必须遵循一 定的设计过程，明确分工，相互交流并能达成一致。设 计过程还会受到外在和内在因素的影响而变化。外在影 响包括消费者的变化、需求的变化、产品的变化、元器 件的变化等，内在影响包括工作的改进、人员的变动等。 这些都要求嵌入式系统开发人员必须掌握一定的系统设 计方面的技术。
● 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各 个行业的具体应用相结合后的产物；嵌入式系统的硬件和软件都必 须高效率地设计，可裁减、量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅 片面积上实现更高的性能，这样才能在具体应用中对处理器的选择 更具有竞争力； ● 嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和 具体产品同步进行，因此，嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较 长的生命周期； ● 为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固 化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存储于磁盘等载体中； ● 嵌入式系统本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后用户通 常也是不能对其中的程序功能进行修改的，必须有一套开发工具和 交叉开发环境才能进行开发。
嵌入式系统的例子(一)
嵌入式系统的例子(一)嵌入式系统什么是嵌入式系统嵌入式系统（Embedded System）是集成了计算机硬件和软件，专门用来控制特定功能的计算机系统。
它通常被嵌入到一些特定的物理设备或系统中，不像常见的通用计算机系统那样具备多样化的功能。
嵌入式系统在现代科技中起着重要的作用，应用广泛，包括但不限于：- 汽车 - 手机 - 家电 - 医疗设备 - 无人机 - 工业控制设备等。
嵌入式系统的重要性嵌入式系统之所以如此重要，主要有以下几个原因：1. 特定功能由于嵌入式系统被设计用来控制特定功能，它们可以通过集成硬件和软件满足特定需求。
例如，汽车中的嵌入式系统可以控制车辆的引擎、导航系统和娱乐系统等。
这种特定功能使得嵌入式系统能够在各种复杂的设备中发挥作用。
2. 节省成本和空间相比于传统的计算机系统，嵌入式系统通常更简化、更紧凑。
它们通常集成在设备中的电路板上，不需要额外的外部连接。
这样可以节省空间，并减少设备的成本。
此外，嵌入式系统大多数时候不需要高速处理器和大容量存储器，这也降低了成本。
3. 实时性要求很多嵌入式系统需要实时响应，以满足特定应用的需求。
例如，在工业自动化中，嵌入式系统需要及时地接收和处理传感器数据，从而控制设备的运行。
这种实时性要求使得嵌入式系统能够在高压力、高并发的环境下稳定运行。
嵌入式系统的例子嵌入式系统有非常多的应用场景，下面列举几个常见的例子：1. 智能手机智能手机是目前最常见的嵌入式系统之一。
它们集成了处理器、操作系统、存储器、传感器和通信模块等组件，可以实现通话、上网、拍照和娱乐等功能。
智能手机的嵌入式系统需要满足性能稳定、省电和安全性等要求。
2. 家电现代家电产品如电视、空调、冰箱等，都配备了嵌入式系统。
这些嵌入式系统可以通过用户界面和传感器来实现智能控制和自动化。
例如，智能冰箱中的嵌入式系统可以监测食物的存储情况并提醒用户补货。
3. 无人机无人机也是一种广泛应用嵌入式系统的设备。
UML在嵌入式系统开发中的应用
的是 如何在给 出的各种约 束条 件下给 出恰 当的项 目毹 让 成 员之间 的合作 、软件模 块和软 硬件 之 间的协 同开 决方 案 ，涉及到 生成具体 的抽 象类及 软硬 件平 台的选 发 ，以及具体 化客 户需 求的过 程都更加 规范 。 当前主
１． １ 、需 求 ：用例 图来 刻画客 户 的需求 。通过 用
益 扩大 ，人 们对 嵌入 式系 统需 求的 日益增 加 ，与此 同 例建模 ，发掘是 谁 与系统打 交道 、系统 的主 要功能 、 时用户 对嵌入 式 系统 的功能 、可 靠性 、体积 、功耗 等 系统 与外部 的交 互是是 如何 进行 的。通 过商 业过程 和 方面也 有 了更高 的标准 ，正 因如 此 ，现 如今 的嵌 入式 用户 需要构 建 的系统进 行分 析 ，可 以准 确把 握住 用户 系统 变得更 加复 杂 。那么 如何高 效率 的开 发一个 嵌入 的需求 ，保 证最终完成的系统完全 符合 用户的需要 。 １． ２ 、分 析 ：此阶段 主 要是对 用户 给 出的需 求进 式 系统 ，是一 个 当前急 需解决 的课题 。ＵＭＬ 是 一种定 义 良好 、易于表 达 、功能 强大且 普遍 适用 的建模 语言 行进一 步 的分 析 ，明确 问题 的细 节 。Ｕ ＭＬ 中的类 图能
统 开发 方法 ，并将其应用到 一个 名为数码相框 的实 际嵌入 式项 目中。应用结果表 明：结 合Ｕ Ｍ Ｌ 来开发嵌入式系统能够很好 的解决开 发过程 中从需 求分析 到实际测试各 阶段 的一
嵌入式系统开发中的设计原则与实际案例分析
嵌入式系统开发中的设计原则与实际案例分析嵌入式系统是现代科技中的重要组成部分，被广泛应用于各个领域，包括家电、汽车、医疗设备等等。
为了确保嵌入式系统的高可靠性、高性能以及高安全性，设计过程中需要遵循一些重要的原则。
本文将详细讨论嵌入式系统开发中的设计原则，并结合实际案例进行分析。
第一原则：模块化设计模块化设计是嵌入式系统开发中的重要原则之一。
这意味着将整个系统划分为多个功能独立的模块，每个模块只负责完成特定的功能。
采用模块化设计可以提高系统的可维护性和可扩展性，同时也方便进行并行开发。
以智能家居系统为例，我们可以将智能设备控制模块、感应模块、通信模块、用户界面模块等划分为独立的模块。
这样的设计可以使得各个模块之间的功能清晰划分，可以根据需求进行独立开发和测试。
当需要添加新的功能时，只需对相应的模块进行修改或添加新的模块，而不需要对整个系统进行大规模的改动。
第二原则：可靠性与容错性嵌入式系统的可靠性和容错性是至关重要的。
可靠性是指系统在长期运行中能够持续稳定地完成任务，容错性则是指系统在面对异常情况时能够正确处理并保持正常的工作状态。
在嵌入式系统设计中，需要考虑到硬件和软件两个方面。
对于硬件来说，可以采用备份机制来提高可靠性，比如使用多个同等功能的硬件设备进行冗余备份，以防止单点故障。
对于软件来说，则需要进行合理的错误处理和异常处理机制。
例如，飞行控制系统是一个典型的嵌入式系统，它需要在恶劣环境下保证飞行器的安全飞行。
在设计中，可以采用多个传感器进行数据采集，然后通过算法进行冗余处理，以保证数据的可靠性和正确性。
此外，还可以使用备份控制器来进行冗余备份，以防止控制器出现故障时无法进行飞行控制。
第三原则：低功耗设计嵌入式系统通常需要长时间运行在资源有限的环境中，如电池供电或是能量收集的环境。
因此，低功耗设计是保证系统长时间稳定工作的关键。
低功耗设计主要包括两个方面：硬件优化和软件优化。
在硬件方面，可以采用一些节能的器件、电源管理技术或者智能休眠模式来减少功耗。
基于UML的嵌入式应用软件开发方法研究的开题报告
基于UML的嵌入式应用软件开发方法研究的开题报告一、选题背景近年来，随着嵌入式系统在各个领域的广泛应用，嵌入式软件的开发越来越重要。
目前，一般的嵌入式应用软件开发方法主要采用C语言编程，开发过程中缺少对软件结构的系统性描述和可视化，因而容易出现代码冗长、难以维护和理解的问题，给软件开发带来了很大的困难。
为了解决这些问题，UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）被引入到嵌入式软件的开发中，为软件开发提供了一种新的思路和方法。
二、选题意义UML是一种应用广泛的建模语言，它可以在软件开发的不同阶段中进行建模和分析，是嵌入式软件开发中比较有效的方法之一。
通过采用UML方法建模，可以清晰地表示软件的结构和行为，有助于提高软件的质量，降低开发成本和维护难度。
因此，在嵌入式应用软件开发中采用基于UML的方法进行软件开发，具有重要的意义。
三、研究内容和方向本文将研究基于UML的嵌入式应用软件开发方法，主要内容包括：1. 分析现有的嵌入式应用软件开发方法和存在的问题，探讨采用UML方法进行软件开发的必要性；2. 介绍UML的基本概念和建模方法，重点探讨如何应用UML建模实现嵌入式应用软件；3. 针对某一嵌入式应用软件进行实际开发，包括需求分析、UML建模、代码实现和调试等环节；4. 分析和总结基于UML的嵌入式应用软件开发方法的优缺点，并对未来的研究方向进行探讨。
四、研究方法和技术路线本文的研究方法主要采用文献资料法和实验法相结合的方式进行，其中包括：1. 对已有相关文献资料进行搜集和分析，了解和总结现有的嵌入式应用软件开发方法和UML建模方法的发展现状和存在的问题和不足；2. 根据采用UML建模的方法进行嵌入式应用软件的实际开发，在实践中不断总结经验和不足，完善研究方法的可行性和有效性；3. 通过对实际开发的过程和结果进行评估和总结，得出基于UML的嵌入式应用软件开发方法的优缺点，并对未来的研究方向进行展望。
UML在智能农业系统开发中的应用案例
技术实现：采用UML建模技术，对系统进行需求分析、设计、实现和测试。
应用效果：提高了设施农业的生产效率和品质，降低了生产成本。
案例二：农业大数据平台
平台介绍：基于UML的农业大数据平台，用于收集、存储、分析和展示农业数据 功能特点：数据采集、数据处理、数据可视化、数据挖掘、数据预测等 应用领域：农业生产、农业管理、农业科研、农业教育等 实践效果：提高农业生产效率、降低生产成本、提高农产品质量、促进农业可持续发展等
智能农业系统： 包括传感器、控 制器、执行器等 设备，以及相应 的软件系统
业务流程：包括 数据采集、数据 处理、决策制定、 执行控制等环节
UML在智能农业 系统开发中的应用： 通过活动图描述系 统的业务流程，有 助于理解系统的工 作原理和逻辑关系， 提高系统的可维护 性和可扩展性。
状态图：描述系统的状态转换
降低开发成本：UML建模可以减少不必要的重复开发，降低开发成本。
提高系统质量：UML建模可以帮助开发人员更好地理解系统需求，提高系统质量。
提高系统可维护性：UML建模可以帮助开发人员更好地理解系统结构，提高系统可维护性。
UML在智能农业 系统开发中的实 践案例
案例一：设施农业环境监控系统
系统概述：基于UML的设施农业环境监控系统，用于实时监测和控制温室内的温度、 湿度、光照等环境参数。
部署图：描述系统的部署结构
描述系统组件之间的依赖关 系
描述系统组件之间的通信关 系
描述系统硬件和软件组件的 部署位置
描述系统组件之间的数据流 关系
描述系统组件之间的安全策 略和访问控制策略
描述系统组件之间的性能和 可靠性要求
UML在嵌入式系统设计中的应用
2016年第1期信息与电脑China Computer&Communication计算机工程应用技术UML 语言又被称为标准建模语言，主要是被用来进行软件开发与支持模型化的计算机图形化的语言。
在软件开发过程中，可以通过标准建模语言提供的可视化与模型化支撑进行软件规格、配置及构造的最优化。
与此同时，它还是一种易于表达、功能强大、定义良好的建模语言，基于这些优势，将UML 语言应用到嵌入式系统的开发设计中，能实现目前用户对该系统的功能、体积、功耗及可靠性的要求。
１ 嵌入式系统应用背景的产生嵌入式系统是基于计算机技术，融合了电子技术、半导体技术，并对应用领域实际需求产生的一种具有功能强大、可塑性强及应用广泛的知识集成系统。
由于该系统自身的优势，因此，被广泛应用于技术、资金密集的工业生产中。
目前，市场中的电子产品、汽车、数码等都应用了嵌入式系统进行生产。
嵌入式系统最早形成时还形不成“系统”概念，因为最初的嵌入式系统主要是依靠单片机运行的，只能执行单线程的工作程序[1]。
随着计算机技术及商业社会的发展需求，嵌入系统初步形成，可以运用计算机嵌入式系统进行应用软件的编辑，执行任务管理和内存管理等功能。
发展到至今，嵌入式系统已经可以实现实时的多任务操作，成为目前应用软件开发的主流，发展与应用前景广阔。
２ ＵＭＬ语言及其框图的应用模式分析UML 语言是一种应用于计算机系统编程的可视化建模语言，在具体应用操作中可以实现满足用户对系统需求的刻画、分析、设计集成以及实现和测试，实现系统功能的构建更加合理[2]。
UML 建模语言可以将建立的模型数据信息运用标准的图形元素直观地展示在用户、测试人员、管理人员以及开发人员或是其他项目相关人员面前，使他们可以对系统的功能、结构设计进行更好的交流，实现对系统的良好构建。
目前，市场上最为常用的建模语言主要有Booch 、OMT 及UML 三种语言，相较于其他两种建模语言来讲，UML 语言更加简化，操作简单、适用范围广泛，因此，被许多企业采用。
基于UML的嵌入式软件开发
基于U M L 的嵌入式软件开发枣庄学院计算机科学系 贾丽娜[摘 要]嵌入式技术的广泛应用,使嵌入式系统核心技术得到很大发展,嵌入式软件开发环境的发展,使一直“深埋”于系统的嵌入式应用软件变得开放而易于开发。
U M L 是一种面向对象的建模语言而不是一种方法,它独立于任何一种开发过程,但支持过程开发。
U M L 开发者提出的开发过程采用用例驱动,是以体系的开发为中心的迭代、递增的过程,是开发嵌入式软件的理想过程。
[关键词]嵌入式系统 迭代增量式软件开发 U M L 1、什么是嵌入式系统嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求的专用计算机系统。
嵌入式软件开发环境始终是研究的热点之一。
在航天航空、网络、智能电器、仪器仪表、工业自动控制、军事等领域得到广泛应用。
嵌入式系统设计模式主要有:基于A SIC 的嵌入式微处理器、D SP 系统、So C 系统、基于现场可编程逻辑器件FP GA 设计及SoP C 系统设计。
随着嵌入式应用的不断的增长,嵌入式系统的需求的复杂性、不确定性也在不断地提高,系统规模逐步地扩大,产品的研发周期又在不停的缩短,这给嵌入式应用软件的开发带来了新的挑战,传统的设计方法已经不能满足设计要求,为解决设计的困难,将软件工程的理论应用到嵌入式系统设计领域成为发展方向,特别是面向对象的迭代增量式软件设计方法和基于模型的仿真技术在嵌入式系统设计中的应用已成为近年来的研究重点。
2、迭代增量嵌入式软件开发方法传统的嵌入式软件开发环境的最大特点是以源程序的开发和测试为核心的。
嵌入式软件的开发过程和一般软件的开发一样,必须经过软件开发的分析、设计、编码、测试四个阶段。
分析过程定义了软件要解决的问题的空间,设计过程定义了问题的解决办法,编码是对设计的具体实现,测试过程可以验证系统是否满足需求、实现是否满足设计。
下图是传统嵌入式软件开发的一般的过程。
嵌入式系统设计方法及开发实例PPT132页
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢ຫໍສະໝຸດ 但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
嵌入式系统设计方法及开发实例
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
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1 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯讲义名称：UML嵌入式系统开发实例本讲义内容包括：1. 录音程式(Recorder) --- p.22. 单晶片嵌入式软体介面设计 --- p.2--- 以8051控制四位数七节LED灯为例本文引自高焕堂所着的“物件导向ANSI-C”和“物件导向Keil C51”两书2008.1.15 by 高焕堂 12¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯UML嵌入式系统开发实例之二如何实现嵌入式介面设计--- 以四位数七节LED灯为例---- 情境：LED显示灯控制---- 建模：SysML/UML---- 语言：物件导向Keil C51---- CPU：8051---- 平台：无OS单晶片3¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯2008.1.15 by 高焕堂 3介面用途：从硬体的PnP 谈起硬体埠(Port)就是介面8051硬体的埠(Port)其实就是介面，透过介面可以连接到LED 、蜂鸣器、及键盘(Keyboard)等等。
如下图：P0P1四位數七段顯示器datascan8051硬体的介面有了像P0、P1等介面，ㄧ个8051单晶片就可以随时与LED 显示器分4¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯合自如，也就俗称的PnP(Plug and Play)。
日常生活中的介面上述的介面观念并不是电脑硬体才有。
在一般生活上已经存在非常久远了。
例如：5¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯2008.1.15 by 高焕堂 5例如家中墙壁上的插头介面：雙腳插頭Z 牌 電冰箱 Y 牌 電視機 X 牌 收音機 雙孔插座 教室 B客廳 A (介面)(介面)日常生活中的「插头/插座」介面上图里，X 、Y 、Z 牌的电器皆提供双脚插头。
而A 、B 皆为双孔插座。
透过介面能带来许多方便，例如Z 可插在A 上，也可将Z 拔出来换插在B 上﹔X 可随时插到A 或B 。
所以共可有XA 、XB 、YA 、YB 、ZA 、ZB 六种搭配，极具弹性。
X 、Y 、Z 三者具有共同介面。
A 、B 具有共同介面。
双方介面能相容合作，就创造出极大弹性了。
插头与插座两个族群能各自发展，只要介面一致，就能相辅相成。
例如电器业者可以推出更多种的电器，则电器体系就会无限成长了，如下图所示。
6¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯雙腳插頭Z 牌 電冰箱 Y 牌 電視機 X 牌 收音機 (介面)K 牌 電爐Yn 牌 電視機Ym 牌 電視機「插头」体系之扩充由于Ym 、Yn 及K 与X 、Y 、Z 的介面是一致的，都提供双脚插头。
所以皆可买回家插在A 或B 牌插座上。
同理，插座族群亦能扩充如下图所示：7¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯2008.1.15 by 高焕堂 7雙孔插座教室 B客廳 A(介面)餐桌 D電腦桌 C「插座」体系之扩充这两族群在独立成长的过程中，其介面维持不变，保持其相容性。
所以新型电器如Ym ，可插在新型的C 电脑桌之插座上。
当然，新旧也仍可搭配，如X 可插在D 餐桌之插座上，以上是带给消费者之利益；此外，也带给生产者好处：电器设计者(如声宝家电)不必考虑到插座背后的电源构造(及其可能之变化)，只要介面一致(两脚插头搭配双孔插座)就行了。
另一方面，插座背后电源结构之设计者(如水电设计师)也不必费心去了解电器之构造，只要提供一致介面(两脚插头搭配双孔插座)就行了。