【導(dǎo)讀】整個系統(tǒng)按邏輯分為主機控制模塊、傳感器輸入模塊、報警輸出。外事故的發(fā)生，從而更好的保護人民的人身財產(chǎn)安全。當(dāng)煤氣濃度超過閥值時驅(qū)動聲光報警并啟動排氣扇以降低室內(nèi)煤氣。主機控制模塊包括鍵盤子模塊、數(shù)碼管及LCD顯示子模塊、時間及定時子。警、排氣裝置、等三個子模塊。整個系統(tǒng)由以上各模塊協(xié)同工作最終完成煤氣監(jiān)。測的任務(wù)，并能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性。

　　

【正文】 020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 21 頁 共 31 頁 相同的水平邊界來決定其相鄰的關(guān)系，我們使用鄰接表存儲區(qū)域的相鄰關(guān)系，同時還要存儲相鄰區(qū)域的公共邊界，為以后路徑的尋找做好準備 。 5． 6 設(shè)定權(quán)值，確定最優(yōu)路徑 設(shè)定權(quán)值的關(guān)鍵是確定從起點到終點選擇怎樣的走法作為判定最優(yōu)路徑的標準。經(jīng)過多次的實驗與測試之后，我們決定使用水平切線的中點作為路徑中的關(guān)鍵點，將相鄰的水平切線的中點連接起來則能夠確認一條從起點到終點的路徑。 用戶確定起點和終點所有的數(shù)據(jù)之后，程序就可以進行路徑的尋找了，尋找完所有的路徑后，還要在這所有的通路中尋找出一條最優(yōu)的路徑來。 圖 57 最優(yōu)路徑尋找流程圖 程序中首先會默認一個最大值，然后遍歷所有的通路，尋找出權(quán)值和最小的一條通路。遍歷完成之后，則尋找到了最優(yōu) 的路徑。 程序中實際實現(xiàn)的效果如下（紅色路徑為最優(yōu)路徑）： 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 22 頁 共 31 頁 圖 58 程序最終的實現(xiàn)結(jié)果 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 23 頁 共 31 頁 6 系統(tǒng)測試 6． 1 測試說明 在完成了所有的編碼任務(wù)后，系統(tǒng)進入了測試階段。系統(tǒng)測試是將已經(jīng)確認的軟件、計算機硬件和外設(shè)等元素結(jié)合在一起，進行信息系統(tǒng)的各種組裝測試和確認測試，其目的是通過與系統(tǒng)的需求相比較，發(fā)現(xiàn)所開發(fā)的系統(tǒng)與用戶需求不符或矛盾的地方，從而提出更完善的方案。 它的任務(wù)是盡可能徹底地檢查出程序中的錯誤，提高軟件系統(tǒng)的可靠性，其目的是檢測系統(tǒng)做得完美程度。這階段又分為三個步驟、模塊測試，測試每 個模塊的程序是否有錯誤；組裝測試，測試模塊之間的接口是否正確；確認測試，測試整個軟件系統(tǒng)是否滿足用戶功能和性能的要求。測試是產(chǎn)品交付前的最后一關(guān)，所有異常重要。 該階段結(jié)束應(yīng)交付測試報告，說明測試數(shù)據(jù)的選擇，測試用例以及測試結(jié)果是否符合預(yù)期結(jié)果。測試發(fā)現(xiàn)問題之后要經(jīng)過調(diào)試找出錯誤原因和位置，然后進行改正?；谙到y(tǒng)整體需求說明書的黑河類測試，應(yīng)覆蓋系統(tǒng)所有聯(lián)合的不建。系統(tǒng)測試是針對整個產(chǎn)品系統(tǒng)進行的測試，目的是驗證系統(tǒng)是否滿足了需求規(guī)格的定義，找出與需求規(guī)格不相符或與之矛盾的地方。 系統(tǒng)測試的對象不僅僅包括需 要測試的產(chǎn)品系統(tǒng)的軟件，還要包含軟件所依賴的硬件、外設(shè)甚至包括某些數(shù)據(jù)、某些支持軟件及其接口等 .因此，必須將系統(tǒng)中的軟件與各種依賴的資源結(jié)合起來，在系統(tǒng)實際運行環(huán)境下來進行測試。 功能測試：對于系統(tǒng)的功能測試而言，每一個獨立的功能模塊需要單獨的測試的設(shè)計，主要依據(jù)為需求分析中的功能需求，進行功能的完整性測試，功能性測試。 性能測試：系統(tǒng)的性能測試對于系統(tǒng)的運行而言非常重要，但是目前對于算法的性能測試體系還不夠完善，我們在進行系統(tǒng)設(shè)計時也沒有一個很好的基準可以參考，因而建立系統(tǒng)的性能測試是至關(guān)重要的。 代碼合 法性測試：主要包括 2 個部分，程序代碼合法性檢查與顯示代碼合法性檢查。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 24 頁 共 31 頁 6． 2 測試內(nèi)容 6． 2． 1 凸極值點的計算 輸入數(shù)據(jù)如下，我們點擊了一些點擬合出障礙物的邊界，預(yù)計的輸出結(jié)果是點 點 點 點 6 和點 8 為凸極值點。： 圖 61 凸極值點測試數(shù)據(jù) 測試結(jié)果為： 圖 62 凸極值點測試結(jié)果 程序的輸出結(jié)果與預(yù)計的一樣，說明程序計算準確，沒有錯誤。 6． 2． 2 水平切線劃分區(qū)域 輸入數(shù)據(jù)如下，預(yù)計的輸出結(jié)果：程序會在點 點 點 點 6 和點 8 處畫水平切線： 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 25 頁 共 31 頁 圖 63 已計算 出凸極值點的障礙物 測試結(jié)果為： 圖 64 在凸極值點處畫完水平切線之后的地圖 程序的輸出結(jié)果與預(yù)計的一樣，說明程序計算準確，沒有錯誤。 6． 2． 3 無向圖的構(gòu)造 輸入數(shù)據(jù)如下： 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 26 頁 共 31 頁 圖 65 劃分完區(qū)域之后的地圖 預(yù)計輸出結(jié)果為： 區(qū)域 0: 4； 區(qū)域 1:0、 5； 區(qū)域 2: 3； 區(qū)域 3: 4； 區(qū)域 4:0、 3； 區(qū)域 5:1 程序最終的輸出結(jié)果： 圖 66 無向圖的鄰接表構(gòu)造 程序的輸出結(jié)果與預(yù)計的一樣，說明程序計算準確，沒有錯誤。 6． 2． 4 最優(yōu)路徑的尋找 輸入數(shù)據(jù)如下， 確定起點和終點的坐標與其所在的區(qū)域： 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 27 頁 共 31 頁 圖 67 確定起點和終點后的地圖 預(yù)計的輸出結(jié)果為：從起點到終點應(yīng)該有 012和 043 兩條通路，并且前一條路徑相對來說是最優(yōu)路徑。 程序的輸出結(jié)果為： 圖 68 尋找所有路徑并且標識最優(yōu)路徑 圖 69 尋找到的所有路徑 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 28 頁 共 31 頁 7 結(jié)論與評價 通過分析現(xiàn)有的路徑規(guī)劃方案的基礎(chǔ)上，從實際的需求出發(fā)，搜索相關(guān)的資料，進行該算法的設(shè)計與改進系統(tǒng)的設(shè)計。在進行需求分析、總體設(shè)計和模塊設(shè)計的基礎(chǔ)上，采用 notepad++作為開發(fā)工具。本系統(tǒng)通過了多次 的運行及調(diào)試，完全滿足了設(shè)計上的需求。能夠?qū)崿F(xiàn)障礙物的繪制及通路的求取，同時能根據(jù)權(quán)值求取其中的最優(yōu)路徑，進行顯示的控制。該系統(tǒng)具有以下的一些特點： 系統(tǒng)的模擬性好。能夠滿足用戶的不可預(yù)測性輸入，用戶的點擊是任意的，是不可預(yù)測的，因此程序需要能夠滿足各種輸入，防止系統(tǒng)崩潰。 開發(fā)效率高可移植性好。本系統(tǒng)采用 HTML5 技術(shù)，只要能有支持 HTML5 的瀏覽器即可運行此程序，能做到跨系統(tǒng)、跨平臺的遷移與移植。 系統(tǒng)穩(wěn)定性好。系統(tǒng)通過了模塊測試、性能測試、代碼和法性測試，具有很好的穩(wěn)定性和容錯性。 在本系統(tǒng)的設(shè)計和開 發(fā)中涉及很多新的方法和技術(shù)，由于時間的關(guān)系，所以該系統(tǒng)還有許多不盡如人意的地方，這些都有待在以后的研究中進一步完善。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 29 頁 共 31 頁 參 考 文 獻 [1] 徐秀娜，賴汝 . 移動機器人路徑規(guī)劃技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 [J]. 計算機仿真 2020 年 23（ 10）： 14 [2] 朱慶保，張玉蘭 . 基于柵格法的機器人路徑規(guī)劃蟻群算法 [J]. 2020年 27（ 2）：132136 [3] T． LozanoPererez， M． A． W esley． An Algorithm for Planning Collision — free Paths Among Polyhedral Obstacles． Communications 0f the ACM． 1979,22(10)： 560570 [4] M ． H． Ov Ermars A Randomap Proach to Motion Planning Department of Computer Science， Utrecht University， The Netherlands， 1992 [5] Khatib． Realtime Obstacle for Manipulators and Mobile Robot『 J]． The International Journal of Robotic Research． 1986,2(1)： 9098 [6] 孫漢昌，朱華勇 . 基于概率地圖方法的無人機路徑規(guī)劃研究 [J].系統(tǒng)仿真學(xué)報 . 2020 年 18（ 11）： 30503054 [7] 黃炳強，曹光益 . 基于人工勢場法的機器人路徑規(guī)劃研究 [J]. 計算機工程與應(yīng)用 . 2020 年 27（ 1）： 2628 [8] 范紅 . 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的移動機器人免碰撞路徑規(guī)劃 [J]. 儀器儀表學(xué)報，2020 年 6 月 增刊 [9] 朱明華，玉宵 . 機器人路徑規(guī)劃方法的研究與進展 [J]. 機床與液壓， 2020 年（ 3）： 58 [10] 張悍東，鄭瑞 . 移動機器人路徑規(guī)劃技術(shù)的現(xiàn)狀與展望 [J]. 系統(tǒng)仿真學(xué)報 .2020 年 .17(2):439443 [11] 陳文偉 決策支持系統(tǒng)教程 [M]. 清華大學(xué)出版社， 2020 [12] 李攀，張偉 . 一種用于足有路徑規(guī)劃的改進遺傳算法 [J]. 信息與控制 2020中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 30 頁 共 31 頁 年 35（ 4）： 444447 [13]張建英，趙志萍 . 基于人工勢場法的機器人路徑規(guī)劃研究 [J]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報 . 2020 年 38（ 8）： 13061309 [14] 艾海舟， 張跋 . 基于拓撲的路徑規(guī)劃問題的圖形解法 [J]. 機器人， 1990,12（ 5）： 2024 [15] GrzegorzBancerek, Cardinalnumbers. FormalizedMathematics. 1990, （ 2):377– 382 [16] 樊莉，孫繼銀，王勇 . 人工智能中的 A*算法應(yīng)用及編程 [J]. A*算法， 2020年 13（ 5） [17] 吳慶洪，張紀會 . 計算機研究與發(fā)展 . 具有變異特征的蟻群算法， 1999 年 10（ 6）： 12401245 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 31 頁 共 31 頁 致 謝 在本算法改進過程中，我要感謝潘廣貞老師孜孜不倦的指導(dǎo)和幫助。在我撰寫畢業(yè)設(shè)計的過程中，潘老師傾注了大量的心血和汗水，每周都進行細心貼切的指導(dǎo)，指出我設(shè)計中的錯誤，并且提出很多切實可行的方案，可以說在畢業(yè)設(shè)計的各個方面，我都得到了潘老師悉心的教導(dǎo)和無私的幫助。在算法改進過程中遇到的很多技術(shù)問題都是在潘老師熱情的指導(dǎo)和幫助下得以解決的。在我陷入迷茫和急躁的情緒中時，潘老師也總是會耐心地開導(dǎo)我。在此表示真誠的感謝和深深的謝意。 同時我還感謝母校的老師，謝謝他們?yōu)楸敬?設(shè)計提供的幫助。讓我能夠順利地完成本算法改進。也感謝那些對我提供幫助的同學(xué)，沒有他們就不會有本次算法的實現(xiàn)與改進。 最后，向在百忙中抽出時間對本文進行評審并提出寶貴意見的各位老師表示真摯的感謝！