【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 . 實(shí)例化：創(chuàng)建對(duì)象的操作； 7. 類的成員：類成員包括屬性（用于描述類數(shù)據(jù)）、方法（用于定義類行為）和事件（用于在不同的類和對(duì)象之間提供通信）； 8. 字段和屬性：表示對(duì)象包含的信息； 9. 構(gòu)造函數(shù)：一種類方法 ，它們?cè)趧?chuàng)建給定類型的對(duì)象時(shí)自動(dòng)執(zhí)行； 10. 析構(gòu)函數(shù)：用于析構(gòu)類的實(shí)例； 11. 事件：類或?qū)ο罂梢酝ㄟ^(guò)事件向其他類或?qū)ο笸ㄖl(fā)生的相關(guān)事情； 12. 嵌套：在另一個(gè)類中定義的類； 13. 訪問(wèn)修飾符：指定自己為其他類提供的訪問(wèn)級(jí)別； 14. 類的靜態(tài)成員：由該類的所有實(shí)例共享的屬性、過(guò)程或字段； 15. 匿名類型：無(wú)需為數(shù)據(jù)類型編寫(xiě)類定義即可創(chuàng)建對(duì)象； 16. 重寫(xiě)成員：默認(rèn)情況下，派生類繼承其基類的所有成員，若希望更改繼承成員的行為，則需要重寫(xiě)該成員； 17. 接口：和類一樣，接口也定義了一系列屬性、方法和事件，但與類不同的是，接口并不提供實(shí)現(xiàn)，它們由類來(lái)實(shí)現(xiàn)， 并從類中被定義為單獨(dú)的實(shí)體，接口表示一種約定，實(shí)現(xiàn)接口的類必須嚴(yán)格按其定義來(lái)實(shí)現(xiàn)接口的每個(gè)方面； 18. 委托：定義方法簽名，可提供對(duì)具有兼容簽名的任何方法的引用； 關(guān)于 Visual C++ Visual Studio 是一套完整的開(kāi)發(fā)工具，用于生成 Web 應(yīng)用程序、 XML Web services、桌面應(yīng)用程序和移動(dòng)應(yīng)用程序。 Visual Basic、 Visual C 和 Visual C++ 都使用相同的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 (IDE)，這樣就能夠進(jìn)行工具共享，并能夠輕松地創(chuàng)建混合語(yǔ)言解 決方案。另外，這些語(yǔ)言使用 .NET Framework 的功能，它提供了可簡(jiǎn)化 ASP Web 應(yīng)用程序和 XML Web services 開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。 在本文中，筆者將使用 Visual Studio 中的 Visual C++來(lái)設(shè)計(jì)軟件，因此下面將對(duì)Visual C++進(jìn)行一定的介紹。 Visual C++（簡(jiǎn)稱 VC++）是微軟公司提供的面向?qū)ο缶幊痰?一種可視化編程工具，它提供了強(qiáng)大而靈活的開(kāi)發(fā)環(huán)境，可用于創(chuàng)建基于 Windows 的應(yīng)用程序。用戶可以在集成開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中使用該工具，也可以使用獨(dú)立的工具。 Visual C++ 包含下列組件： 1. 編譯器工具。該編譯器支持傳統(tǒng)本機(jī)代碼開(kāi)發(fā)人員和面向虛擬機(jī)平臺(tái)（如公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí) (CLR)）的開(kāi)發(fā)人員。 Visual C++ 包括面向 x64 和 Itanium 的編譯器。該編譯器仍支持直接面向 x86 計(jì)算機(jī)，并針對(duì)這兩種平臺(tái)優(yōu)化了性能。 2. Visual C++ 庫(kù)。其中包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的活動(dòng)模板庫(kù) (ATL)、 Microsoft 基礎(chǔ)類 (MFC) 庫(kù)，以及標(biāo)準(zhǔn) C++ 庫(kù)（由 iostream庫(kù)和標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù) (STL) 組成）和 C 運(yùn)行庫(kù) (CRT) 方野：升降腳手架智能控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4 之類的 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)。 CRT 包括安全性已得到增強(qiáng)的替代函數(shù)，取代已知會(huì)引起安全問(wèn)題的函數(shù)。 STL/CLR 庫(kù)為托管代碼開(kāi)發(fā)人員引入了 STL。具有數(shù)據(jù)封送新功能的 C++ 支持庫(kù)，其設(shè)計(jì)意圖在于簡(jiǎn)化面向 CLR 的程序。 3. Visual C++ 開(kāi)發(fā)環(huán)境。該開(kāi)發(fā)環(huán)境為項(xiàng)目管理與配置（包括更好地支持大型項(xiàng)目）、源代碼編輯、源代碼瀏覽和調(diào)試工具提供強(qiáng)力支持。該環(huán)境還支持 IntelliSense，在編寫(xiě)代碼時(shí)，該功能可以提供智能化且特定于上下文的建議。 除常規(guī)的圖形用戶界面應(yīng)用程序外， Visual C++ 還允許開(kāi)發(fā)人 員生成 Web 應(yīng)用程序、基于 Windows 的智能客戶端應(yīng)用程序以及適用于瘦客戶端和智能客戶端移動(dòng)設(shè)備的解決方案。 C++ 是世界上最流行的系統(tǒng)級(jí)語(yǔ)言，而 Visual C++ 則為開(kāi)發(fā)人員提供了生成軟件的世界級(jí)工具。 圖 11 顯示了 Visual studio 2021 新建 一個(gè) MFC 項(xiàng)目的通常界面。 圖 11 Visual studio 2021 主界面截圖 軟件控制機(jī)械的可實(shí)現(xiàn)性 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在當(dāng)下是十分流行的一個(gè)專業(yè)，其主要原因正是由于機(jī)械在自動(dòng)化運(yùn)行以后對(duì)于人身安全有了很大的保障 。近年來(lái)，工人由于操作機(jī)器不當(dāng)，或者由于意外，被機(jī)械誤殺的人越來(lái)越多，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的一個(gè)漏電就帶走了很多工人的生命。 在一個(gè)關(guān)注人類生命安全的年代，不注重智能控制機(jī)械，就是對(duì)人們生命的一種漠視，為此，軟件控制機(jī)械也成了當(dāng)下一個(gè)十分流行的項(xiàng)目。很多關(guān)注工人生命的企業(yè)爭(zhēng)相加入軟件控制機(jī)械的行列。 可是，軟件控制機(jī)械可行么？如果可行，那么又是如何實(shí)現(xiàn)的呢？ 事實(shí)上，軟件控制機(jī)械已經(jīng)有很長(zhǎng)時(shí)間的歷史了，只是很多人依然認(rèn)為軟件的設(shè)計(jì)和維護(hù)成本高昂，不如直接控制機(jī)械來(lái)的方便，以致于很多企業(yè)在建立初期都考慮不到使用軟件來(lái)控制 機(jī)械。 其實(shí)，在理論上來(lái)說(shuō)，軟件設(shè)計(jì)的成本是低廉的，軟件的成本大多來(lái)源于軟件測(cè)試的成本。然而，一款設(shè)計(jì)初期就介入測(cè)試的軟件，其成本將大大下降，如果使用這樣一款值得信賴的軟件去控制機(jī)械，那么智能控制機(jī)械將比人工控制機(jī)械在長(zhǎng)遠(yuǎn)利益上考慮更為節(jié)省。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 軟件控制機(jī)械的實(shí)現(xiàn)方法實(shí)際上是電子學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)的結(jié)合，詳細(xì)來(lái)說(shuō)就是控制電路技術(shù)與軟件工程技術(shù)的結(jié)合。 由控制電路向軟件上傳數(shù)據(jù)表明機(jī)械的當(dāng)前狀態(tài)，再由軟件下發(fā)數(shù)據(jù)給控制電路讓控制電路操控機(jī)械進(jìn)行運(yùn)作。這個(gè)過(guò)程中，人只需要在上位機(jī)，也就是電腦軟件這個(gè)端口，就可以對(duì)機(jī)械進(jìn) 行操作，而不需要到機(jī)械實(shí)際所在的地方去操控機(jī)械，這就大大保證了操作工的人身安全。 軟件如何能夠和控制電路進(jìn)行溝通？軟件又如何識(shí)別操作它的人是不是操作工？ 這就需要用到驅(qū)動(dòng)機(jī)制和用戶登錄機(jī)制。 驅(qū)動(dòng)軟件的作用是連接計(jì)算機(jī)和其他電子產(chǎn)品，并使得兩者之間可以進(jìn)行信息交互。在軟件智能控制機(jī)械的系統(tǒng)中，軟件端需要配備驅(qū)動(dòng)機(jī)制才能和控制電路進(jìn)行信息交流，從而由機(jī)械中獲取狀態(tài)并向機(jī)械發(fā)送控制數(shù)據(jù)。 用戶登陸機(jī)制是指一款軟件識(shí)別操作它的人是什么人的機(jī)制。這個(gè)機(jī)制可以限制任何人對(duì)于軟件的操作，也就避免了非操作工操作機(jī)械并且避 免了軟件為沒(méi)有使用權(quán)限的用戶所用。 綜上所述，可以了解到：軟件智能控制機(jī)械是可以實(shí)現(xiàn)的，并且這個(gè)技術(shù)在當(dāng)下是十分流行的。由此可見(jiàn)，本文利用軟件來(lái)完成智能升降腳手架的系統(tǒng)是完全可以實(shí)現(xiàn)的，按照這個(gè)思路設(shè)計(jì)的軟件，其最終是可以滿足用戶需求的。 軟件整體 設(shè)計(jì) 思路 對(duì)于這款控制腳手架自動(dòng)升降的軟件，首先將提出其用戶需求，包括界面需求、功能需求以及通信需求。隨后將進(jìn)入概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，在這個(gè)階段，根據(jù)軟件測(cè)試工程學(xué)的原理，將第一時(shí)間介入整個(gè)軟件測(cè)試流程。 第一個(gè)進(jìn)入設(shè)計(jì)階段的部分是軟件的整體框架， 同時(shí)軟 件的整體框架將納入測(cè)試，以查看各個(gè)框架的文檔是否能夠正常顯示。 接著進(jìn)入設(shè)計(jì)階段的部分是軟件的時(shí)限倒計(jì)時(shí)功能模塊，本軟件將采用三段式時(shí)限倒計(jì)時(shí)的方式實(shí)現(xiàn)軟件時(shí)限的限定，其倒計(jì)時(shí)功能模塊牽涉到數(shù)據(jù)庫(kù)的讀寫(xiě)以及注冊(cè)表的讀寫(xiě)，這部分的功能設(shè)計(jì)需要耐心的測(cè)試，故這個(gè)設(shè)計(jì)階段主要進(jìn)行的是該模塊的設(shè)計(jì)及其功能測(cè)試。 當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)模塊設(shè)計(jì)并測(cè)試成功后，將開(kāi)始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，因?yàn)楸究钴浖亩?jí)密碼機(jī)制，以及第二級(jí)密碼的用戶權(quán)限機(jī)制需要利用數(shù)據(jù)庫(kù)才能時(shí)限，并且軟件時(shí)限倒計(jì)時(shí)也需要用到數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)階段及時(shí)間的數(shù)據(jù)。 最后進(jìn)入設(shè)計(jì)階段 的是串口通信模塊，這個(gè)模塊是軟件與下位機(jī)連接的關(guān)鍵，只有具備良好的通信功能，這款軟件才能夠很好的實(shí)現(xiàn)智能控制腳手架這個(gè)最核心的功能，否則一切其他功能都沒(méi)有意義。所以，這個(gè)階段的測(cè)試也是最關(guān)鍵的，因?yàn)樗馕吨钴浖跍y(cè)試成功后可以交付用戶進(jìn)行用戶層面的測(cè)試（也就是通常所說(shuō)的 β測(cè)試）。 由此，整個(gè)軟件的設(shè)計(jì)及測(cè)試流程如圖 12 所示。 方野：升降腳手架智能控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 6 圖 12 軟件整體 設(shè)計(jì) 思路 軟件整體框架設(shè)計(jì) 包含所有框架的文檔 軟件時(shí)限倒計(jì)時(shí)模塊設(shè)計(jì) 包含三段時(shí)限倒計(jì)時(shí) 利用注冊(cè)表、數(shù)據(jù)庫(kù) 軟件數(shù)據(jù)庫(kù)模塊設(shè)計(jì) 包含用戶權(quán)限功能和數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫(xiě)功能 軟件串口通信模塊設(shè)計(jì) 包含串口接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)的功能 軟件 封裝后整體黑盒測(cè)試 查看各個(gè)功能是否能夠正常實(shí)現(xiàn) 軟件整體框架測(cè)試 分別測(cè)試所有框架及統(tǒng)一測(cè)試所有框架 軟件時(shí)限倒計(jì)時(shí)模塊測(cè)試 包含三段的時(shí)限到期測(cè)試 軟件數(shù)據(jù)庫(kù)模塊測(cè)試 包含用戶登陸軟件功能和不同權(quán)限顯示功能 軟件串口通信模塊測(cè)試 包含軟件與下位機(jī)的通信 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 2 章 軟件需求分析 界面需求分析 本 文最終設(shè)計(jì)完成的軟件，是需要面向于普通用戶的，這就使得軟件本身必須滿足人性化的用戶圖形界面設(shè)計(jì)方案，這對(duì)于一款現(xiàn)代工業(yè)控制軟件來(lái)說(shuō)也是十分有必要的。 按照用戶需求的角度來(lái)分析，本文最終設(shè)計(jì)完成的軟件必須滿足以下幾個(gè)要求： 1. 具有軟件時(shí)限倒計(jì)時(shí)功能； 2. 具有串口通信功能； 3. 具有多種控制方式； 4. 具備不同權(quán)限用戶登陸的可能性。 按照以上 基本用戶需求，本軟件所必須的界面需求分析如下： 1. 擁有歡迎界面，并顯示軟件時(shí)限倒計(jì)時(shí)； 2. 擁有登陸界面，可滿足不同權(quán)限用戶登陸的需求； 3. 擁有多種控制方式切換的功能菜單，該菜單可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)功 能的切換； 4. 擁有一個(gè)選項(xiàng)卡，可供選擇串口，并提供關(guān)于軟件的一些說(shuō)明。 根據(jù)以上界面需求的分析，可以得出軟件界面的大致運(yùn)行框圖，如 圖 21 所示，選項(xiàng)卡功能，如圖 22 所示。 圖 22 選項(xiàng)卡頁(yè)菜單框圖 圖 21 界面大致運(yùn)行框圖 圖 21 與圖 22 中給出的框圖，只是初步的需求分析框圖，并不是最終完成的軟件真正的界面，在實(shí)際設(shè)計(jì)中可能 會(huì)依據(jù)不同的情況有所改變，但真正的軟件整體框架設(shè)計(jì)是滿足以上設(shè)計(jì)需求的，而內(nèi)容則請(qǐng)?jiān)斠?jiàn) 節(jié)。 歡迎界面（具備軟件時(shí)限倒計(jì)時(shí)的顯示） 登陸界面（滿足不同權(quán)限用戶的登陸） 主界面（功能選擇菜單） 選項(xiàng)卡菜單選項(xiàng)（分串口選擇和軟件說(shuō)明） 串口選擇（下分COM1 至 COM4） 關(guān)于軟件（給出軟件說(shuō)明） 方野：升降腳手架智能控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 8 功能需求分析 本文最終設(shè)計(jì)完成的軟件，根據(jù)用戶需求，需滿足一些功能以適應(yīng)其使用環(huán)境。根據(jù) 節(jié)中提及的 4 點(diǎn)基本功能要求（概要描述的功能需求），這里可以分裂式的提出幾點(diǎn)功能要求（詳細(xì)描述的功能需求）如下： 1. 通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)與注冊(cè)表實(shí)現(xiàn) 三段 軟件倒計(jì)時(shí)功能； 2. 串口通信以實(shí)現(xiàn)軟件與下位機(jī)（腳手架）的溝通； 3. 具有 多機(jī)控制、選擇控制、同步控制三種控制方式； 4. 擁有密碼服務(wù)、參數(shù)管理、報(bào)警控制的界面交互； 5. 擁有系統(tǒng)密碼與管 理密碼（管理密碼由用戶名和密碼兩部分組成）的二級(jí)密碼機(jī)制，前者為第一級(jí)，后者分用戶權(quán)限并為第二級(jí)； 6. 當(dāng)且僅當(dāng)管理員身份登錄可以修改各用戶的管理密碼； 7. 軟件倒計(jì)時(shí)到期后只有輸入第一級(jí)密碼才可以顯示第二級(jí)密碼輸入框。 以上的幾點(diǎn)功能要求即本軟件的功能需求，根據(jù)此分析，給出軟件功能的大致框圖如圖 23 所示，可結(jié)合圖 21 來(lái)理解此圖。 是 否 圖 23 系統(tǒng)功能大致框圖 顯示系統(tǒng)時(shí)間、顯示三段式軟件時(shí)限倒計(jì)時(shí) 到期？ 系統(tǒng)密碼輸入框，錯(cuò)誤退出 管理密碼輸入框，錯(cuò)誤后退出 主界面（功能選擇菜單） 多機(jī) 控制 選擇 控制 同步 控制 報(bào)警 控制 參數(shù)管理（需系統(tǒng)密碼） 密碼服務(wù)（需管理員） 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 串口 通信需求分析 本文最終設(shè)計(jì)完成的軟件，需要具備兩個(gè)基本通信功能： 1. 用于軟件時(shí)限倒計(jì)時(shí)的： 與數(shù)據(jù)庫(kù)和注冊(cè)表的通信功能； 2. 用于下位機(jī)通信的： 與下位機(jī)（腳手架）的通信功能。 根據(jù)以上兩種基本通信功能的需求，本文需要做到如下三種通信方式： 1. 注冊(cè)表通信； 2. 數(shù)據(jù)庫(kù)通信； 3. 串口通信。 串口通信給出如下用戶需求： 通訊參數(shù)根據(jù)需要設(shè)定，（通訊掃描時(shí)，只掃描多機(jī)設(shè)定范圍內(nèi)的機(jī)器），電腦與下位機(jī)通訊用 485，手提電腦用 BOK1401B 型 USBRS485 轉(zhuǎn)換器連接。 注冊(cè)表通信與數(shù)據(jù)庫(kù)通信 的需求將在 節(jié)中給予一定的說(shuō)明 ， 并 在 節(jié)與 節(jié)中給出必要的描述。 串口通信，由于具備用戶需求，故在此給出通信需求： ? 對(duì)多機(jī)控