完工設計報告模板

軟件工程設計報告模板2015

酒店管理系統

第一章 問題定義 ............................................................................. 錯誤!未定義書簽。 第二章 可行性研究 ........................................................................................................... 2

2.1 系統建設目標 ...................................................................................................... 2 2.2 可行性分析 .......................................................................................................... 2 第三章 系統的需求分析 ................................................................................................... 4

3.1 酒店管理系統的需求陳述 .................................................................................. 4 3.2 使用結構化方法進行系統分析........................................................................... 4 3.3 對系統進行面向對象分析 .................................................................................. 8 第四章 系統的概要設計 ................................................................................................. 11

4.1 系統體系結構圖 ................................................................................................ 11 4.2 數據庫設計 ........................................................................................................ 11 第五章 系統的詳細設計及其實現 ................................................................................. 14

5.1主模塊 ................................................................................................................. 14 5.2 用戶綜合管理模塊 ............................................................................................ 17 第六章 系統測試 ............................................................................................................. 36

第一章 問題定義

隨著人們生活水平的不斷提高,使酒店客房業的競爭也愈來愈激烈,因此必須提高酒店的管理水平,酒店客房管理系統通過對信息的收集、傳遞、整理、加工、維護和使用,提高管理水平和效率。

本系統基于Microsoft SQL SERVER 2005數據庫系統和C#程序語言開發實現的酒店客房管理系統,著重闡述了該系統開發實現過程,從系統的需求分析、模塊設計、數據設計、詳細設計到系統測試等環節都進行了較詳盡的分析和描述。酒店客房管理系統要實現客房預定、入住登記、鐘點記費、消費記賬、調房登記、退房結賬、查詢統計等功能。其中鐘點記費可以在客戶來店時間起開始記費至要求離店時間進行結賬收費,該功能可明顯提高對住宿人員宿費的有效管理。將動態實時的住宿登記、客房調整等有機地聯系在一起,對酒店客房進行全方位的管理。

系統目標與范圍說明書

項目名稱:酒店管理系

問題:目前系統式手工操作,費時費力,效率低下。

項目目標:建立一個高效率、自動化操作酒店管理的計算機系統。 項目規模:開發成本應該不超過5萬元。

初步設想:用學校現有的物力和人力資源開發該系統。

可行性研究:為了全面分析該系統開發的可能性,建議進行大約3周的可行性研究。可行性研究成本不超過5000元。

第二章 可行性研究

2.1 系統建設目標

酒店客房信息的管理在整個酒店客房運作過程中起著非常重要的作用。通過信息的管理,酒店客房的管理人員能夠隨時了解客房的預訂、入住等情況,可以在宏觀上分配基礎設施的使用。

利用數據庫管理資料可以方便地管理會員客戶的資料以利于業務上的往來和客服調查,同時功能強大的新增、修改、刪除及查詢操作和鐘點計費的功能使酒店客房管理系統成為管理人員的得力助手,基于手工操作的種種缺點,為了實現管理自動化,將酒店客房管理的流程與規則與現代的計算機技術相結合,建立起酒店客房管理系統。酒店客房管理系統還可以全程監管客戶在客房的消費活動,并對收入情況進行統計,從而實現酒店客房管理流程全過程的電子化操作。

2.2 可行性分析

2

可行性分析是任何一個大型工程正式投入力量之前必須進行的一項工作。這對于保

證資源的合理利用、避免浪費是一個十分重要的,也是項目一旦開始以后能順利進行的必要保證。當系統的開發目標確定后,就可以從以下三方面對能否實現新系統目標進行可行性分析:

1. 技術可行性

技術可行性是指:根據現有的技術條件,能否達到所提出的要求;所需要的物理資源是否具備,能否得到。

針對于本系統,本系統屬于一個普通的MIS系統。在其組織關系上也未存在的很大的復雜性、繁瑣性及不確定性,而且整個系統的技術構成上來看,它還是屬于一個簡單的數據庫應用類的系統。其基本操作還是對存在數據庫進行添加、刪除、查找、編輯等。所以就單純的數據庫應用來看,暫不存在太大的技術問題。并且本系統的開發我利用Microsoft SQL Server2000作為本系統的數據庫,它是一個支持多用戶的新型數據庫,適用于大中規模的數據量需求。使用Microsoft Visual Studio2010作為系統開發的開發環境,它作為一種現代的編程語言,提供完善的指令控制語句、類與對象的支持及豐富的數據類型,給開發高性能系統提供的保障為開發滿足客戶要求的系統,保證了代碼的模塊化要求,而代碼模塊化的提高,非常有利于以后對新系統的擴展與修改。因此,本系統的設計與開發在技術上和硬件設備上的條件都是滿足的,它在技術上是可行的。 2. 經濟可行性

2.1 系統初期投資

系統初期投資如表2-1所示。

2.2 系統貨幣時間價值

系統貨幣時間價值如表2-2所示。

2.3 投資回收期

系統開發成功后,第一年可以賺得0.5714萬元,比投資少0.4286萬元。第二年可以賺得0.5442萬元。

即:0.4286/0.5442=0.7876年

1+0.7876=1.7876年 2.4 純收入 2.5976-1.08=1.5176(萬元)

當然,如果想要在五年后得到預計的純收入,那么首先就應拿出初期投資的10萬。而且考慮到開發本系統將為以后帶來的利益,拿出10萬來進行酒店客房管理系統的開發,是絕對必要。

綜上所述,該系統的開發在經濟方面是可行的。 3. 運行可行性

在現今社會越來越多的酒店都意識到信息化是提升管理效率不可缺少的重要步驟配備現代化的管理思想更是必不可少的,所以在酒店領導者給予系統充分的開發資金的基礎上,更要將現代化的管理思想融入其中,使其最終成為具有現代化管理方法的管理系統。

經過以上分析,運行方面是可行的。 4. 法律可行性

整個系統由于是自行開發,自行使用,在開發過程中沒有涉及合同、責任等與法律抵觸的方面。因此,本系統在法律上是可行的。

按上述四方面進行可行性分析、研究后,我們認為該項目是可行的。

第三章 系統的需求分析

3.1 酒店管理系統的需求陳述

根據可行性研究的結果和客戶的要求,決定采用C/S結構,將酒店客房管理系統劃分為兩個子系統,即客戶端子系統、服務器端子系統。其中,客戶端子系統的功能是給用戶提供系統操作界面,以便輸入客戶信息、房間信息、客戶消費情況、房間入住、預訂、續住及調換等。服務器端子系統的功能是通過計算機網絡將客戶端與服務器的數據庫相連,將從客戶端得到的信息處理,實現新增、修改、刪除、查詢、統計等操作。

酒店管理系統需要具有以下的業務: 1) 客戶向酒店發出入住意向;

2)操作員針對客戶的需求進行辦理預訂或及時入住信息,生成預訂信息表和入住信

息表;

3)客戶可通過管理員進行辦理會員卡,可以享受優惠價格,生成客戶基本信息表; 4) 管理員可新建房間信息及房間價格標準,及系統日志信息的查詢;

5)操作員對客戶在店其間消費項目,生成消費信息表,以便客戶退房時結賬清楚;

6)客戶結賬退房,操作員對客戶所住的時間、房間的價格、折扣、加床價格和消

費項目進行結算;

7) 管理員向操作員發出統計結算時間段收益的通知; 8) 操作員接到通知后,進行統計結算,生成統計報表。

4

3.2 使用結構化方法進行系統分析

3.2.1系統功能建模

對用戶需求進行分析,畫出系統的數據流圖,如圖3.1——圖3.4所示。

圖3.1 學生宿舍管理系統的頂層

DFD

圖3.2 學生宿舍管理系統的0層DFD

3.2 使用結構化方法進行系統分析

3.2.1系統功能建模

對用戶需求進行分析,畫出系統的數據流圖,如圖3.1——圖3.4所示。

圖3.1 學生宿舍管理系統的頂層

DFD

圖3.2 學生宿舍管理系統的0層DFD

圖3.3 學生宿舍管理系統的1層DFD——“宿舍管理”加工的分解圖

圖3.4 學生宿舍管理系統的1層DFD——“宿舍評比”加工的分解圖

3.2.2 學生宿舍管理系統的E-R圖

根據系統數據流程圖,我們可以列出以下系統所需的數據項:

學生:學號、姓名、床位號、系別、學院、班級、性別、民族、籍貫、學歷、政治面貌、政治面貌、聯系電話、繳費情況

床位:床位表、鋪位、寢室號、住沒住人

寢室:寢室號、朝向、可住人數、已住人數、居住性別

設備:設備號、設備名、寢室號、購買日期、制造商、最大使用年限、設備狀態 分數:成績記錄編號、寢室號、衛生罰分、違紀罰分、總分、月份

同時系統還需要進行記錄的數據項:

來訪記錄:來訪記錄編號、來訪人姓名、被訪人姓名、被訪人床位號、所屬關系、6

證件名稱、值 班 人、來訪日期、來訪時間、結束時間、備注

違紀記錄:違紀記錄編號、違 紀 人、所屬寢室號、違紀扣分、違紀情況、違紀日期

衛生記錄:衛生記錄編號、寢室號、地面不凈扣分、床鋪不整扣分、桌面亂差扣分、空氣不好扣分、檢 查 日 期、檢 查 人

電費使用:用電記錄編號、寢室號、用電量、月份、電費

學生宿舍管理系統的E-R模型如圖3.5-圖3.10所示。

圖3.5 床位實體圖

圖3.6 寢室實體圖

圖3.7 學生實體

圖3.8 設備實體圖

圖3.9 考評成績實體圖

圖3.10 實體之間關系E-R圖

3.3 對系統進行面向對象分析

3.3.1 系統用例模型

1. 參與者列表

[列出系統用例的參與者,并作簡要說明。例:客戶:出錢購買我們服務的人。] 8

2. 用例列表

[列出系統需完成的用例的編號和名字,并簡要說明其任務。例:UC-1 登錄:用于驗證用戶權限。]

3. 用例圖

[畫出系統的用例圖,注意圖不能單獨出現,需要圖名圖號,并有正文對它的引用。例如:本系統的用例圖如圖3.11所示。]

圖3.11 系統用例圖

4. 用例規格說明

本系統有以下用例:

(1)?用例

[詳細說明每個用例。]

3.3.2 系統對象模型

[概要說明本小節內容]

1. 確定類與對象

[分析并列出系統功能實現所涉及的類或對象。例:學生、教師、課程等。]

2. 確定關聯

[分析并列出哪些類之間存在關聯,及什么樣的關聯。]

3. 確定屬性

[分析并列出系統中類與對象的屬性。]

4. 確定服務

[分析并列出系統中類與對象的服務/行為操作。]

5. 系統類圖

[此處是為系統建立的類圖。]

圖3.12 系統類圖

10

第四章 系統的概要設計

4.1 系統體系結構圖

本系統的軟件體系結構圖,參見圖4.1所示:

圖4.1 系統功能模塊圖

4.2 數據庫設計

根據酒店客房部的實際情況,本系統的數據庫命名為:BarManager,此數據庫存儲了房間、客戶等操作生成的數據信息。

BarManager數據庫為滿足各模塊設計共分11張信息表。

當系統用戶登錄時,輸入用戶名稱、用戶密碼及權限與登錄表中的信息相判斷。系統管理員登錄表如表4-1所示。

客戶辦理會員的信息存儲在客戶信息表中,以備以后查詢。客戶信息表如表4-2所示。

房間所在位置、為何類型及相關的信息都存儲在對應表中,對房間做任何的操作時,以后查詢起來方便,易管理。房間信息表、房間類型表及樓層信息表分別如表4-3、 表4-4、表4-5所示。

12

對客戶在店內的任何消費情況進行管理,并將消費信息存儲在消費記賬表中。消費記賬表如表4-6所示。

客戶可以提前預訂房間,對預訂的信息存儲在預訂信息表中,在客戶入住時提取預訂信息,提高辦理入住手續;或客人可以直接辦理入住,入住信息存儲在入住信息表中,進行管理。

預訂信息表、入住信息表如表4-7、表4-8所示。

表4-7 YuDing(預訂單表)

第五章 系統的詳細設計及其實現

因為系統比較大,所以挑選其中若干主要模塊介紹了它們的詳細設計與實現。

5.1主模塊

1.設計思想:

本系統的主界面采用萊單式結構。主界面有六大主萊單:客戶管理、房間管理、收銀結賬、系統設置、關于我們和退出系統。每個主萊單下包含了完成相應操作的子萊單。

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以房間管理萊單為例,此萊單包含如下子萊單:

1.房間信息子萊單:完成房間信息的新增,修改等管理操作。

2.房間預訂子萊單:完成客戶需求的預訂房間的信息。

3.房間入住子萊單:及時地響應客戶入住需求的辦理。

4.房間續住子萊單:在客戶離店時間已到時,客戶可以辦理續住。

5.房間調換子萊單:在客戶入住時,發現房間的位置或其他原要求調換房間時,通過此子萊單方便快速地實現客戶的需求。

6.入住歷史子萊單:記錄了以往來客的入住情況,方便與客戶的來往。

2.界面設計如圖5.1所示。

圖5.1 系統主界面

3.窗體的主要的對象屬性的設置:

表5.1 窗體的主要的對象屬性

16

4.相關程序:

1)連接到用戶綜合管理模塊,在“用戶管理綜合管理”菜單項按鈕N2 Click事件處理程序中完成,代碼如下:

procedure TForm2.N2Click(Sender: TObject);

begin

form3:=tform3.create(self);

form3.show;

end;

2)其他的菜單鏈接同1,按鈕、快捷鍵的鏈接同菜單鏈接相同,只是在按鈕或快捷鍵的Onclick事件處理中完成。

3)在狀態欄顯示系統時間,在Timer1的Timer事件處理程序中完成,代碼如下 procedure TForm2.Timer1Timer(Sender: TObject);

begin

StatusBar1.Panels[5].text:=DateTimeToStr(Now);

end;

5.2 用戶綜合管理模塊

為了說明系統詳細設計及其實現,以用戶管理模塊和入住管理模塊為例進行說明。

1.界面設計如圖5.2所示。

圖5.2 用戶管理—新增用戶窗體布局

圖5.3用戶管理—刪除用戶窗體布局

18

圖5.4用戶管理—修改用戶信息窗體布局

2.程序流程圖:

1)新增用戶

圖5.5 新增用戶模塊的流程圖

2)用戶刪除

20

圖5.6 用戶刪除模塊的流程圖

3)用戶信息修改

圖5.7 用戶信息修改模塊的流程圖

3.相關程序

(1) 在新增用戶過程中,在“提交”按鈕BitBtn1的OnClick事件處理程序中完成,代碼如下:

procedure TForm3.BitBtn1Click(Sender: TObject);

var s:integer; //說明s是integer型的變量

begin

query1.SQL.Clear; //將控件query1內的SQL語句清空

query1.SQL.Add('select * from 用戶表'); //將控件query1內的SQL語句增加操作“查詢?用戶表?內的所有內容”

query1.Open; //激活query1控件

query1.First; //query1控件指向第一條記錄 s:=0; //給變量S附值為

22

while (not query1.Eof) and (s=0) do //若query1指針沒超過最底一條記錄并且s=0進行循環

。。。。。。。。

(三)入住登記模塊

1.設計思想:

入住登記是對學生進行入住登記,即為學生分配入住的寢室房間。首先,學生入住寢室床位需求查詢中選擇自己要求居住的寢室、床位條件,點擊“查詢”按鈕對寢室表、床位表進行了查詢,在數據網格中顯示滿足要求條件的且床位沒有住人的信息,學生在數據網格點擊選擇自己合意的記錄之后,此條記錄的床位號、寢室號的信息即可在入住登記的入住信息的床位號、寢室號后的文本框中直接顯示,填寫學生信息及選擇繳費情況,點擊“登記”按鈕,將入住登記中的學生名稱、學號、床位號、繳費情況后的文本框內容填入學生表的最后一條記錄后,同時要把床位表中列床位號值等于此入住床位號的記錄列住沒住人的值改為“已住人”,還要將寢室表中列寢室號值等于此入住床位號屬于的寢室的寢室號的那條記錄的列已住人數的值進行加一。“取消”按鈕負責關閉入住管理模塊。

2.界面設計:

圖5.8 入住管理界面

3.窗體的主要的對象屬性的設置:

24

4.程序流程圖

學生入住的程序流程圖,如下圖所示:

5.相關程序:

1)對入住寢室床位需求的查詢,在“查詢”按鈕BitBtn1的OnClick事件處理程序中完成,SQL語句如下:

ssql:='select 寢室表.寢室號,床位號,居住性別,朝向,鋪位,可住人數,已住人數,住沒住人

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from 寢室表,床位表 where 寢室表.寢室號=床位表.寢室號 and '+'居住性別='+''''+ssex+''''+' and '+'朝向='+''''+chaoxiang+''''+' and '+'鋪位='+''''+chuangpu+'''';

2)對學生入住的操作,在“登記”按鈕BitBtn1的OnClick事件處理程序中完成,代碼如下:

。。。。。。

(四)宿舍調整模塊

1.設計思想:

宿舍調整負責將對要求更換寢室床位的學生進行床位的調整。首先,在學生信息框內填入要求調整宿舍的學生姓名、學號,點擊“查看居住信息”按鈕,在原始宿舍信息框內的數據網格中顯示該學生現入住的寢室床位信息,點擊網絡刪格中記錄,則在下的寢室號和床位號后的文本框內顯示出該學生現入住信息。“點擊查詢可更換的寢室”則在彈出的查詢要更換到的寢室床位號窗體的數據網格中點擊選擇要更換的寢室床位的那條記錄,窗體關閉,并將選擇的信息顯示在調整宿舍為框內的寢室號和床位號后的文本框中,也可在要更換到的寢室床位號窗體中進行居住性別、床鋪位置、寢室朝向的綜合查詢以更方便的選擇更換信息。點擊“調整”按鈕進行更換宿舍的操作,首先查詢學生表,將學號等于要求換宿舍的學生的學號的那條記錄的列床位號值變更為調整后的床位號,隨后更改床位表的床位號等于舊床位號的那條記錄的住沒住人的值為沒住人,同時要將床位表的床位號等于舊床位號的那條記錄的住沒住人的值為沒住人。最后,好要將在寢室表的寢室號等于舊寢室號的那條記錄的已住人數數值減一,等于新寢室號的那條記錄的已住人數數值加一,完成宿舍調整,顯示“您已成功調整宿舍”。

2.界面設計

1)宿舍調整界面設計

圖8-29 宿舍調整界面

2)要調整到的寢室床位信息查詢界面的設計

圖8-31 調整床位信息

3.窗體的主要的對象屬性的設置:

宿舍調整窗體主要的對象屬性的設置:

28

2)查詢可更換宿舍窗體主要的對象屬性的設置

4.程序流程圖:

30

5.相關程序:

1)對學生宿舍的調整,在“調整”按鈕BitBtn1的OnClick事件處理程序中完成,代碼如下:procedure TForm13.BitBtn1Click(Sender: TObject);

var s,n,m,num1,num2:integer;

aaaa,ddd,aaa,str,sstr,ssstr,str1,str2,str3,str4:string;

begin

query2.SQL.Clear;

query2.SQL.Add('select * from 學生表');

query2.Open;

query2.First;

s:=0;

query4.SQL.clear;

query4.SQL.add('select * from 床位表');

query4.Open;

(五)學生退宿模塊

1.設計思想:

學生退宿功能實現對某個學生的退宿管理。在學生姓名、學號后的文本框中填寫要求退宿的學生的信息,點擊按鈕“退宿” ,對床位表中“住沒住人”值的修改,對寢室表“已住人數”的數值變更,對學生表中退宿的學生信息的刪除。

2.界面設計:

圖8-33 學生退宿界面

3.程序流程圖:

32

圖8-34學生退宿流程圖

4.相關程序:

procedure TForm9.BitBtn2Click(Sender: TObject);

var s:integer;

ddd,str:string;

begin

query2.SQL.Clear;

query2.SQL.Add('select * from 學生表');

query2.Open;

query2.First;

s:=0;

query1.Open;

query3.Open;

query4.Open;

(六)登錄模塊

1.設計原理

用戶使用本系統前,先要進行身份的驗證,填寫用戶名、密碼、選擇此用戶的登陸權限。在文本框內填寫信息,在下拉列表中選擇相應內容,點擊“確定”按鈕可進行登錄操作,如果用戶表中存在用戶名、密碼、權限三項同時滿足條件的數據,顯示“'您已成功登錄,歡迎使用本系統”對話框,并創建和顯示主窗體;如果在用戶表中查找不到一條三項同時符合的記錄,則顯示“您不是本系統的合法用戶,請重新輸入信息”對話框。用戶根據它擁有的權限可以在主界面進行相應的操作,即系統管理員權限在主模塊中可以進行所有的菜單的操作,包括系統管理學生管理、住宿管理、查詢管理、門衛登記、寢室管理、統計以及菜單對應功能的快捷按鈕,宿舍管理員權限在主菜單中可以進行除系統管理的其它所有功能及快捷按鈕,學生權限在主模塊中只能進行查詢功能。填寫過程中填寫出錯想重新填寫,點擊“取消”按鈕,將用戶名、密碼、權限三項的內容清空,可重新填寫在登錄。放棄登錄,點擊“關閉”,登錄界面關閉。

2.界面設計

圖8-35 登錄窗體布局

(1)點擊組件板的standard項中的GroupBox , 并拖至登錄窗體中,重復兩次,分別建立GroupBox1和GroupBox2,并按上圖布局位置擺放。并設置它們的caption屬性值均為空。

(2)點擊組件板standard 中的Label , 并拖至登錄窗體中,重復四次,分別建立Lable1 、Lable2、Lable3和 Lable4,并按上圖布局擺放。

(3)點擊組件板中的ComboBox , 并拖至登錄窗體中,建立ComboBox1并按上圖布局擺放。

(4)點擊組件板的Additional項中的BitBtn ,并拖至登錄窗體中,重復三次,分別建立BitBtn1、BitBtn2、BitBtn3,并按上圖布局擺放。

3.窗體主要的對象屬性

窗體Form1的主要屬性設置,如表8-15所示:

表8-15窗體主要屬性設置

4.程序流程圖

用戶登錄部分的程序流程圖,如圖8-36所示:

34

5.相關程序:

(1)用戶的認證過程中,在“確定”按鈕BitBtn1的OnClick事件處理程序中完成,代碼如下:

procedure TForm1.BitBtn1Click(Sender: TObject);

var s:integer; //說明s是integer型的變量

begin

query1.SQL.Clear; //將控件query1內的SQL語句清空

query1.SQL.Add('select * from 用戶表'); //將控件query1內的SQL語句增加操作“查詢?用戶表?內的所有內容”

query1.Open;

query1.First;

36 //激活query1控件 //query1控件指向第一條記錄 第六章 系統測試

工業設計實驗報告模板

設計學院工業設計實驗室實驗報告

學年

班 級 姓 名

第_學期

學 號

課程名稱 實驗項目 實驗 要求

《產品設計程序與方法》 用戶研究

上課時間 任課教師

用戶研究的首要目的是幫助企業定義產品的目標用戶群、明確、細化產品概念,并通過對 用戶的任務操作特性、知覺特征、認知心理特征的研究,使用戶的實際需求成為產品設計的導 向,使您的產品更符合用戶的習慣、經驗和期待。 步驟 方法 訪談法(用戶訪談、深度訪談) 背景資料問卷 驗前問卷/訪談、觀察法(典型任務操 情景實驗 作) 有聲思維、現場研究、驗后回顧 單層問卷、多層問卷;紙質問卷、網 目的 目標用戶定義; 用戶特征設計客體特征的 背景知識積累 用戶細分;用戶特征描述; 定性研究;問卷設計基礎;

前期用戶調查

用戶研究步 驟與方法

問卷調查

頁問卷; 驗前問卷、驗后問卷;開放型問卷、 封閉型問卷 常見分析方法:單因素方差分析、描 述性統計、聚類分析、相關分析等數

獲得量化數據, 支持定性和 定量分析

數據分析

理統計分析方法; 另:主觀經驗測量(常見于可用性測 試的分析) ;Noldus 操作任務分析儀、 眼動績效分析儀; 任務模型;思維模型(知覺、認知特 性) 。

用戶模型建立依據; 提出設 計簡易和解決方法的依據

建立用戶模型

分析結果整合, 指導可用性 測試和界面方案設計

1.用戶研究的重點是建立用戶模型; 用戶研究重 點及難點 2.用戶研究的難點是深入挖掘用戶的任務操作特性、知覺特征、認知心理特征。

1. 該生的準備工作充分; 教師評語 2. 采用的用戶研究方法可行; 3. 建立了用戶的任務和思維模型。

設計學院工業設計實驗室實驗報告

學年 班 級 姓 名 第_ _學期 學 號

課程名稱 實驗項目 實驗

《產品設計程序與方法》 方式研究

上課時間 任課教師

圍繞產品概念研究滿足概念的方式,還要優選出合理的方式。 要求 步驟 逐一研究 方式研究 步驟與方 法 整合研究結果 分析和綜合法 提出綜合性的解決方案 產品概念 方法 目的

技術研究、人因研究、材料研究、 分別為每個產品概念提 結構研究、色彩研究 出解決方案

優 選 出 最 合理 最 有價 值 優選方案 比較法 的方案 方式研究 重點及難 點 1.方式研究的重點是提出合理的綜合性方案; 2.方式研究的難點是技術研究、人因研究、材料研究、結構研究、色彩研究。

1. 該生的準備工作充分; 教師評語 2. 采用的方式研究方法可行; 3. 提出了合理的綜合性方案。

備注

設計學院工業設計實驗室實驗報告

學年 第_學期

課程名稱

《產品設計程序與

方法》

上課時間

實驗項目 實驗

形象研究

任課教師

圍繞形象要求研究滿足概念的形象,還要優選出有吸引力的造型方案。 要求 步驟 逐一研究 形象研究 步驟與方 法 整合研究結果 分析和綜合法 提出有吸引力的造型方案 形象要求 方法 感性詞匯、情緒板、形象坐 標、造型元素 目的 根據參照性產品提煉出 符合 要求的造型元素

優選出最合理最有吸引力的的 優選方案 比較法 造型方案 形象研究 重點及難 點 1.形象研究的重點是提出有吸引力的造型方案; 2.方式研究的難點是感性詞匯、情緒板、形象坐標、造型元素。

1. 該生的準備工作充分; 教師評語 2. 采用的形象研究方法可行; 3. 提出了有吸引力的造型方案。

備注

設計學院工業設計實驗室實驗報告

學年 第_ _學期

課程名稱 實驗項目 實驗

《產品設計程序與方法》 展示方案

上課時間 任課教師

通過三維建模、渲染和制作展板充分展示設計方案。 要求 步驟 方法 目的

三維建模 展示方案 步驟與方 法 渲染方案

利用 Rhino,Pro/E 等軟件

建立數字化三維模型

利用 Keyshot,Vray 等軟件

渲染出逼真的效果圖

制 作 出 能 夠充 分 說明 設 制作展板 利用 Potoshop 等軟件 計方案的展板 展示方案 重點及難 點 1.展示方案的重點是三維建模和制作展板; 2.方式研究的難點是三維建模和制作展板。

1. 該生的準備工作充分; 教師評語 2. 采用的展示方法可行; 3. 制作出了能夠充分說明設計方案的展板。 備注 設計方案的三維效果圖和展板如下頁

設計方案的三維效果圖和展板

設計工作總結報告模板

高標準基本農田建設項目

項目承擔單位: 國土資源局

規劃、施工設計單位:

編制日期:二0一七年十月

高標準基本農田建設項目

編制單位:

負責人:

復核人:

編制人:

設計總結報告 編制日期:二0一七年十月 目 錄

一、項目區概況 ...................................................................................................................................... 1

1、地理位置與范圍 . ........................................................................................................................... 1 2 、自然條件 ...................................................................................................................................... 1

2.1氣候 ..................................................................... 1

2.2水文地質 ................................................................. 1

2.3地形地貌 ................................................................. 2

2.4土壤 ..................................................................... 2

2.5自然災害 ................................................................. 2

二、設計任務及設計依據 ...................................................................................................................... 4

1、設計任務 . ....................................................................................................................................... 4

2、設計依據 . ....................................................................................................................................... 4

2.1有關法律法規政策 . ...................................................................................................................... 4

2.2行業技術標準 . .............................................................................................................................. 7

2.3相關基礎資料 . .............................................................................................................................. 8

三、工程類型及數量 .............................................................................................................................. 9

1、土地平整 . ....................................................................................................................................... 9

2、灌溉與排水工程 . ........................................................................................................................... 9

3、田間道路工程 . ............................................................................................................................. 10 4 、農田防護與生態環境保持工程 ................................................................................................ 10

四、項目區投資結構狀況 .................................................................................................................... 11

五、設計服務 ........................................................................................................................................ 12

1、施工前準備工作服務 . ................................................................................................................. 12

2、現場服務 . ..................................................................................................................................... 13

3、保密服務 . ..................................................................................................................................... 13

六、其他說明 ........................................................................................................................................ 13

七、工作總結 ........................................................................................................................................ 14

一、項目區概況

1、地理位置與范圍

項目區位于 ,東經 ° ′ ″~ ° ′ ″,北緯 ° ′ ″~ ° ′ ″,涉及 鎮和 鎮,其中 鎮涉及 村、 村、 村、 村、 村; 鎮涉及 村。

2 、自然條件

2.1氣候

項目區屬亞熱帶季風氣候,四季分明,氣候溫和,日照充足,雨量豐沛,無霜期長,嚴寒酷暑時間短。項目區日照充足,年平均氣溫在15.4℃左右,年均無霜期236天,冬季的最低氣溫一般為零下6~8℃,寒冷少雨,但嚴寒期不長,日平均氣溫低于零度的天數只有15天,連續低于零度的天數平均只有4~5天左右。

年均降雨天數150天,降雨量年均1531.4mm ,但時空分布不勻,季節變化明顯,區域性差別大,降雨量集中于春、夏兩季,各占全年降雨量的36%,4~6月為多雨期,12~次年2月為少雨期。受地形抬升擾動的影響,在西南部低山丘陵地區形成多雨區,年降水量達1800mm ,東南部一般為1526mm ,中部為1430-1470mm ,北部為1320-1370mm 。境內受亞熱帶季風氣候影響,春季多東風,夏季多東南風,秋冬多偏北風。

2.2水文地質

項目區內地表徑流時空分布與降水量基本一致。可供水資源由地表水、地下水和客水三部分組成,農田澆灌均以地表水為主。

項目區分布有水庫2座( 水庫和 水庫)、河流(大橋河)及自然溝渠,排水經各山溝流至溝渠后匯入大橋河,總的來說,整個項目內外圍皆有相應的水源,但都缺少必要的引水、蓄水設施,導致項目灌溉相對缺水,亟待通過本次項目進行完善。項目區內現有排水設施是多數長期流水沖刷成的土溝,不規則,大多為自然排放,容易導致水土流失,部分已沖出基巖的除外。

2.3地形地貌

項目區屬丘陵畈地,地面坡度在0-15度之間,地形走勢無明顯規律性。

2.4土壤

項目區土壤耕層深厚,一般在40cm 以上,質地輕壤至中壤,土質疏松,粒狀結構,土色灰棕~黃棕,發育層次不明顯,無新生體,僅有少數與崗地交接的地方,有烏枚子沉積。無石灰反應,土壤酸堿度呈中性,土酥綿軟,宜耕期長,好犁好耙,土壤肥沃,代換量低,抗旱性強,有夜潮現象,是當前生產水平較高的土壤,抗逆性強,適種性廣,利用率高,是目前的當家地,以種植水稻、蓮藕、為主。

2.5自然災害

對農業生產造成損害的天氣主要有:春播育秧期的低溫陰雨,

夏季暴雨漬澇,初秋干旱,秋季棉花收摘期陰雨和晚稻揚花期寒露風。根據相關資料分析,低溫陰雨一般出現在三月中旬到四月下旬春播時期;漬澇災害最早出現在5月,最遲出現在8月,一般發生在7月中下旬;春旱5年一遇,夏旱2年一遇,伏旱5年一遇,伏秋連旱4年一遇,秋旱7年一遇,秋冬連旱和冬旱10年一遇;4月連陰雨多于5月,主要集中在4月中下旬;大風多出現在春季。

項目區因天氣造成的自然災害最多是洪水和漬澇,其次是旱災、蟲災、風災、凍災。造成漬澇的原因是連續陰雨,雨量變率大且不穩定,地勢低等。

3、 社會經濟條件

2011年 經濟發展加快,總量提速增長。據初步核算,全區實現生產總值81.36億元,按2010年可比價格計算,比上年增長16.1%。從三次產業看,第一產業完成增加值14.90億元,增長1.8%;第二產業完成增加值35.77億元,增長18.9%;第三產業完成增加值30.69億元,增長19.1%。從構成來看,一、二、三產業占生產總值比重由2010年19.38:42.96:37.66變化為18.31:43.97:37.72,二、三產業仍然是推動全區經濟發展的主要力量。城鎮居民人均可支配收入達到15880元,農民人均純收入達到6670元。

項目區涉及 鎮和 鎮,其中 鎮涉及村、村、村、村、村; 鎮涉及一個村, 村。項目區總共涉及到2個鎮和,六個行政村。項目區人民安居樂業,生活正在走向富裕。各行政村基本情況如表2-1,

項目區內各村的社會經濟情況統計表。

表2-1 項目區內各村的社會經濟情況統計表

二、設計任務及設計依據

1、設計任務

根據項目區地形條件和田塊劃分方式,確定各田塊的土地平整的方案與設計高程,設計坡降及平整工程量。根據規劃作物的灌溉需求及水資源分析結果,確定項目區灌溉水源,設計項目區配套完善的灌排系統,做到旱能灌,澇能排,合理布設排灌系統,并結合各項目片地形、土壤特點確定各種水工建筑物技術等級、規格和數量,滿足各項目片灌排渠系的輸配水需求。合理布設田間道路系統,確定不同級別道路的標準、規格和工程量。農田防護工程設計及水土保持工程設計。

2、設計依據

2.1有關法律法規政策

(1)《中華人民共和國土地管理法》;

(2)《中華人民共和國土地管理法實施條例》;

(3)《基本農田保護條例》;

(4)《中華人民共和國水土保持法》;

(5)《中華人民共和國環境保護法》;

(6)國務院《關于推進社會主義新農村建設的若干意見》;

(7)《關于進一步加強土地開發整理管理工作的通知》(國土資發〔1998〕166號);

(8)《關于切實做好耕地占補平衡工作的通知》(國土資發〔1999〕39號);

(9)《關于土地開發整理工作有關問題的通知》(國土資發〔1999〕358號);

(10)《關于印發土地開發整理項目資金管理暫行辦法的通知》(國土資發〔2000〕282號);

(11)《關于組織申報省投資土地開發整理項目有關問題的通知》(國土資廳發〔2001〕64號);

(12)《國家投資土地開發整理項目管理暫行辦法》(國土資發〔2000〕316號);

(13)《關于適應新形勢切實搞好土地開發整理有關工作的通知》(國土資發〔2006〕217號);

(14)《關于進一步規范國家投資土地開發整理項目申報工作有關問題的通知》(國土資廳發〔2002〕68號);

(15)《國家投資土地開發整理項目竣工驗收暫行辦法》(國土資發〔2003〕21號);

(16)國土資源部《關于發布實施<全國土地整治規劃(2011-2015年)>的通知》(國土資發〔2012〕55號);

(17)《國家投資土地開發整理項目實施管理暫行辦法》(國土資發〔2003〕122號);

(18)《關于做好土地開發整理工權屬管理工作的意見》(國土資發〔2003〕287號);

(19)《土地開發整理若干意見》(國土資發〔2003〕363號);

(20)《關于進一步規范國家投資土地開發整理項目報件的函》(國土資耕函〔2005〕010號);

(21)《關于加強和改進土地開發整理工作的通知》(國土資發〔2005〕29號);

(22)財政部 國土資源部《關于印發土地開發整理項目預算定額標準的通知》(財綜[2011]128號);

(23)省政府辦公廳《關于印發<湖北省糧食主產區標準化基本農田建設規劃>的通知》(鄂政辦發〔2004〕89號);

(24)《關于加強土地開發整理和耕地占補平衡管理工作的通

知》(國土資發[2000]36號);

(25)《中共中央國務院關于切實加強農業基礎建設進一步促進農業發展農民增收的若干意見》(2008中央1號文件);

(26)湖北省國土資源廳《關于印發<湖北省土地開發整理整村推進工程管理暫行辦法>的通知》(鄂土資發〔2009〕71號);

(27)湖北省國土資源廳《關于印發<土地整治相關管理辦法>的通知》(鄂土資發〔2011〕33號)。

2.2行業技術標準

1、《土地開發整理標準》(TD/T1011-1013-2000);

2、《防洪標準》(GB 50201-94);

3、《水利水電工程登記劃分及洪水標準》(SL 252-2000);

4、《農田灌溉水質標準》(TD/T1011-1013-2000);

5、《工程測量規范》(GB 50026-93);

6、《公路橋涵設計通用規范》(JTGD60-2004);

7、《建筑地基基礎設計規范》(GBJ 7-89);

8)《土地開發整理標準》(TD/T1011~1013-2000);

9、《公路工程技術規范標準》(JTJ 001-97);

10、《灌溉與排水工程設計規范》(GB/50288-99);

11、《水土保持綜合治理技術規范》(GB/T16453.1~16453.6-1996);

12、《水利建設項目經濟評價規范》(SL72-94);

13、《水利水電工程施工組織設計規范》(SL303-2004);

14、《節水灌溉技術標準》(SL207-98);

15、《渠道防滲工程技術規范》(SL18-2004);

16、《道路工程制圖標準》(GB50162-92);

17、《農田水利技術術語》(SL56-93);

18、《湖北省基本農田土地整理項目規劃標準》;

19、《湖北省基本農田土地整理項目工程設計標準》;

20、《高標準基本農田建設標準》(TD/T 1033-2012);

21、《高標準農田建設標準》(NY/T 2148-2012)。

2.3相關基礎資料

(1)《 土地利用總體規劃(2006~2020年) 》;

(2)《 基本農田保護規劃(1997-2010)》;

(3)《土地開發整理規劃編制規程》(TD/T1011-2000);

(4)《土地開發整理項目規劃設計規范》(TD/T1012-2000);

(5)《土地開發整理項目驗收規程》(TD/T1013-2000);

(6)《土地開發整理標準》(TD/T1011~1013-2000);

(7)《水土保持綜合治理技術規范》(GB/T16453.1~16453.6-1996);

(8)《灌溉與排水工程設計規范》(GB/50288-99);

(9)《水利水電工程制圖標準》(SL73-95);

(10)《農田排水工程技術規范》(SL/T4-1999)。

(11)項目區1:10000分幅地形圖、土地利用現狀圖;

(12)項目區1:2000實測地形圖;

(13)《 土地整治專項規劃(2011~2020)》。

三、工程類型及數量

本項目包括土地平整、灌溉與排水、田間道路和農田防護林四項主要工程類型。

1、土地平整

本項目原規劃設計

在實際施工過程中,由于環境、地質狀況、村民的意見等眾多因素的影響,部分工程發生了變更,其中取消;新增。

2、灌溉與排水工程

本項目原規劃設計項目區共。

在施工過程中項目區所涉及到的灌溉與排水工程變更主要包括:各項灌溉與排水工程的型號與具體位置發生調整。規劃設計變更時以更便利于當地農民的生產、生活為宗旨,堅持工程量不減少,工程質量不下降,工期不延長的情況下進行的,具體調整情況如下:

(1)新增;

(2)取消。

(3)調整

3、田間道路工程

本項目原規劃設計。

在項目建設過程中,由于地質條件,村民意愿等因素,部分工程在修建過程中發生了位置的偏移,長度的增減,在堅持保護環境,便利村民的原則下,遵循工程量不減少,工程質量不下降,工期不延長,具體調整情況如下:

(1)新增

(2)取消。

(3)調整

4 、農田防護與生態環境保持工程

本項目原規劃設計

在項目的施工過程中,根據村組意見進行由工程調整,主要變

更內容為:

(1)取消

(2)新增

(3)調整

四、項目區投資結構狀況

本項目預算的組成包括工程施工費、設備購置費、其它費用(包括前期工作費、工程監理費、竣工驗收費、業主管理費、拆遷補償費) 、不可預見費等四部分。

項目經過財政投資評審后,本項目預算總投資為 萬元(折合平均每畝投資 元/畝)。具體投資去向如下:

(1)原規劃設計中,工程施工費 萬元,占總投資的 % (其中土地平整工程施工費 萬元,占工程施工費的 %;灌溉與排水工程施工費 萬元,占工程施工費的 %;田間道路工程施工費 萬元,占工程施工費的 %;農田防護與生態環境保持工程 萬元,占工程施工費的 %)。

變更的過程中,根據當地群眾的要求,在當地政府的確認下,土地平整工程變更為 萬元,比原規劃增加了 萬元;變更中減少資金 萬元,新增資金 萬元,該單項工程變更調整比例為 %。灌溉與排水工程由原設計工程施工費變更為 萬元,比原規劃減少了 萬元;變更中減少資金 萬元,新增資金 萬元,該單項工程變更調整比例為 %。

田間道路工程變更為 萬元,比原規劃增加 萬元;變更中減少資金 萬元,新增資金 萬元,該單項工程變更調整比例為 %。農田防護與生態環境保持工程變更為 萬元,比原規劃增加 萬元;變更中減少資金 萬元,新增資金 萬元,該單項工程變更調整比例為 %。

(2)原規劃設計中,設備費 萬元,占總投資的 %;變更的過程中,在當地群眾的要求和當地政府的確認下,取消規劃設計中的泵站,相應地取消項目的設備費,該項費用變成了項目工程施工費的支出,變更后的設備費為 萬元。

(3)原規劃設計中,其他費用 萬元,占總投資的 %(其中前期工作費 萬元,占其他費用的 %;其中工程監理費 萬元,占占其他費用的 %;竣工驗收費 萬元,占占其他費用的 %;業主管理費 萬元,占其他費用的 %);變更過程中,該項費用未發生變化。

(4)原規劃設計中,不可預見費 萬元,占總投資的2.91%。在工程施工過程中,因各種不可預見的因素,該項費用變成了項目工程施工費的支出,變更后,不可預見費為 萬元。

五、設計服務

1、施工前準備工作服務

設計單位應該按照省廳規定的相關技術要求和時間要求完成規劃施工設計和預算編制工作,并在省廳審查通過后,根據現場踏勘及征求意見情況和國土局有關要求對原有規劃施工設計圖進行調整并完成施工階段的標段劃分,并將設計成果編制成冊。

招標過程中配合招標單位進行現場答疑,在施工前參與甲方組織的有監理、施工單位共同進行的施工圖紙會審,對施工設計中不完善的地方進行變更設計。

2、現場服務

(1)設計單位將指定一名具有相應資質的技術人員作為工程現場的總代表,負責協議范圍內的總的技術指導,并與承擔單位總代表一起解決與協議有關的技術和其他問題;但是雙方總代表均無權修改協議。

(2)設計單位將對技術文件、圖紙給出詳細說明、并答復和解決協議范圍內由承擔單位提出的技術問題。

(3)設計單位的技術人員在現場工作中發選施工單位工作失誤時,將以書面形式通知承擔單位并進行相應的修改。

3、保密服務

設計單位將嚴格保護對方的知識產權,未經對方同意,不會將對方的資料及文件擅自修改、復制或向第三方轉讓或用于其他的項目。

六、其他說明

(1)主要按財政部 國土資源部《關于印發土地開發整理項目預算定額標準的通知》(財綜[2011]128號)編制;

(2)本預算材料價格表中的主材料價格采用《 造價信息》

(2012.6總第82期)的預算價格,輔材價格一般采用 及 周邊地區正在施工的土地整理項目的材料價格。

七、工作總結

本項目區乃是結合“兩型社會”的要求,改造低產田,建立高標準農田田園格局。形成“田成方、樹成行、路相通、渠相連、灌得進、排得出、村莊布局整齊劃一”的社會主義新農村。通過本項目的整理可以加速發展農村經濟,進一步調整和優化農村產業結構,推進現代農業建設,強化社會主義新農村建設的產業支撐。

本項目規劃設計是在《中共中央國務院關于切實加強農業基礎建設進一步促進農業發展農民增收的若干意見》(2008中央1號文件)及國土資源部《關于發布實施<全國土地整治規劃(2011-2015年)>的通知》(國土資發〔2012〕55號)文件精神指導下進行的,是以貫徹落實科學發展觀,以經濟、社會和生態效益相協調為目標,實現耕地總量動態平衡,使土地資源得到充分、合理、高效可持續利用,將形成一整套結構合理、良性循環的農業生態系統。因而深受廣大干部和群眾的擁護和支持。

但由于規劃設計時間較緊加上測量工作不到位,在實施過程中,不可避免出現一定程度的工程設計變更,當然設計變更是在規劃內容和工作量不減少,投資規模不突破,設計方案更優化,工程實施更方便,干部群眾滿意的前提下進行的。

通過本次設計,我們深深地體會到,現場踏勘越細致,設計時

間有保障,出現的變更就越少。建議今后類似項目測量、規劃、設計應保證充分的時間,以提供完整切合實際又符合規范要求的施工圖紙,使設計工作更加完善。

單位名稱 0一七年十月 二

設計報告模板

課 程 設 計 報 告

學生姓名:

學 院: 班 級: 題 目:

學 號: 單片機系統設計 --八路搶答器(你所設計的題目)

職稱:

2015年9月16日

摘 要

本系統為由飛思卡爾K60單片機控制模塊、姿態采集模塊、風力擺模塊、液

晶顯示模塊、人機交互系統以及風力擺機械結構組成的閉環控制系統。MPU6050采集風力擺姿態角,單片機處理姿態角數據后通過PID精確算法調節直流風機以控制風力擺。本系統實現了風力擺在僅受直流風機為動力控制下快速起擺、畫線、恢復靜止的功能,并能準確畫圓,且受風力影響后能夠快速恢復畫圓狀態,具有很好的魯棒性。另外,本系統具有良好的人機交互界面,各參數及測試模式可由按鍵輸入并通過液晶顯示,智能性好,反應速度快。

關鍵詞:K60; PID控制;MPU6050;風力擺

目 錄

0 前言............................................................................................................................ 1

1 系統方案.................................................................................................................... 1

1.1 風力擺運動控制方案的論證與選擇.............................................................. 1

1.2 系統控制模塊的論證與選擇.......................................................................... 2

1.3 角度測量方案的論證與選擇.......................................................................... 2

1.4 電源模塊的論證與選擇.................................................................................. 3

1.5 控制算法的論證與選擇.................................................................................. 3

2 系統理論分析與計算................................................................................................ 3

2.1 風力擺狀態的測量與計算.............................................................................. 3

2.2 風力擺運動控制的分析.................................................................................. 4

2.3控制算法分析................................................................................................... 4

3 電路與程序設計........................................................................................................ 4

3.1電路的設計....................................................................................................... 5

3.1.1 控制模塊................................................................................................ 5

3.1.2 光電隔離電路的設計............................................................................ 5

3.1.3 風機驅動電路設計................................................................................ 5

3.1.4 電源模塊設計........................................................................................ 6

3.2程序的設計....................................................................................................... 6

4 測試方案與測試結果................................................................................................ 7

4.1 測試方案.......................................................................................................... 7

4.2 測試條件與儀器.............................................................................................. 7

4.3 測試結果及分析.............................................................................................. 7

4.4 測試分析與結論.............................................................................................. 8

結論.............................................................................................. 錯誤!未定義書簽。

參考文獻........................................................................................................................ 9

附錄1 電路原理圖....................................................................................................... 9

附錄2 程序源代碼....................................................................................................... 9

0 前言

本設計的任務是設計一個風力擺測控系統。在一個長約60cm~70cm的細管上端用萬向節固定在支架上,下方懸掛一組(2~4只)直流風機,構成一風力擺;風力擺上安裝一向下的激光筆,靜止時,激光筆的下端距地面不超過20cm;設計一個測控系統,控制驅動各風機使風力擺按照一定規律運動,激光筆在地面畫出要求的軌跡。

1 系統方案

本風力擺控制系統主要包括單片機控制模塊、電源模塊、姿態采集模塊、風力擺模塊、液晶顯示模塊、人機交互系統以及風力擺機械結構組成。風力擺由萬向節連接鐵桿再連接風機組成。位于鐵桿最下方的姿態采集模塊不斷采集風力擺當前姿態角,并返回單片機。單片機控制液晶顯示姿態角數據并處理數據后通過控制PWM波占空比控制風機轉速,實現對風力擺的控制。本系統結構框圖如圖1所示,上述各模塊的方案論證如下。

圖1 系統整體結構框圖

1.1 風力擺運動控制方案的論證與選擇

方案一:采用2只直流風機作為動力系統。采用2只風機并排同向而立,分別位于擺桿兩側,通過控制風機轉速控制風力擺使激光筆畫線畫圓。此方案風力擺負載輕,但風力擺擺動過程中狀態微調和快速靜止不易實現。

方案二:采用3只直流風機作為動力系統。三只風機為等邊三角形三邊,相背而立,互成120°夾角。此方案相對于方案二在控制風力擺轉動過程中狀態微調方面有提升,但自成三角形,相鄰兩風機夾角過大,依舊不利于精確控制風力擺狀態。

方案三:采用4只直流風機作為動力系統。四只風機取一邊靠于擺桿,朝向成順時針排列,通過控制四只風機轉速控制風力擺當前狀態。此方案風力擺負載最重,但對于控制風力擺狀態最為精確,且動力最足。

綜合上述比較,考慮系統的快速工作以及精確控制,本系統采用方案三。

1.2 系統控制模塊的論證與選擇

市面上單片機的種類有很多,結合設計者所學、所用,可選擇的方案有以下幾種: 方案一:采用STC89C52單片機。51單片機價格便宜,技術成熟,應用廣泛,但是功能單一,片內資源較少,如果系統需要多路定時以及多路PWM脈寬控制功能,造成IO口不足現象發生,就必須用多個51單片機完成設計了,另外51 單片機需要仿真器來實現軟硬件調試,較為煩瑣。

方案二:采用MSP430單片機。該單片機功耗低,I/O資源豐富,自帶AD采集功能和快速PWM、相位修正PWM功能,運行速度較快驅動能力強。可在線仿真調試,大大簡化了系統開發調試的復雜度。

方案三:采用飛思卡爾單片機。freescale系列單片機具有的MCU種類是最多的,具有多種系統時鐘模塊、多種通訊模塊接口、可靠性高、抗干擾能力強、低功耗等特點,只需要配置端口數據寄存器、端口數據方向寄存器這兩個寄存器就可以方便使用。具有全靜態的“等待”和“停止”兩種模式,從總體上降低功耗。

綜合以上論述,根據本題的要求和設計者的學習情況,本設計選擇方案三。

1.3 角度測量方案的論證與選擇

風力擺運動的控制中角度的測量是整個方案設計的關鍵,按照設計要求,風力擺需要達到任意角度,這需要對擺臂的角度有精確的測量,才能更好的實現控制驅動各風機使風力擺按照一定規律運動。

方案一:只測量風力擺關于靜止狀態時的偏轉角。采用二維平面內角位移傳感器測量風力擺轉動時關于靜止狀態時的偏轉角,通過控制該偏轉角實現對流風機的控制。該方案軟件處理繁瑣,且二維平面內的角位移傳感器不利于測量風力擺的空間位置,不利于實現對風力擺的精確控制。

方案二:選用雙軸傾角傳感器模塊LE-60-OEMLE-60-OEM,測量重力加速度變化,轉為傾角變化,可測量雙向。具有穩定性高、低功耗、結構簡單等優點。

響應速度為5Hz。它可以測量平衡板與水平方向的夾角,x,y方向可以測,但z軸不可測。且操作復雜,軟件處理難度大。

方案三:采用三維角度傳感器。用三維角度傳感器時刻測量風力擺當前姿態,通過處理采集的姿態角數據控制風機帶動風力擺運動。此方案可精確測量風力擺當前姿態,實現對風力擺的精確控制。

綜合比較以上兩個方案,本系統選擇方案三。

1.4 電源模塊的論證與選擇

方案一:采用干電池直接供電,優點電流大、使用方便,缺點重量太沉,應用數量較多。這樣供電比較簡單;但是由于電動機啟動瞬間電流很大,而且PWM 驅動的電動機電流波動較大,會造成電壓不穩、有毛刺等干擾,嚴重時可能造成單片機系統掉電,缺點十分明顯

方案二:采用鋰電池組分路供電,可提供需要電流,重量很輕,各個單元部分經2940電源模塊分別供電,電路穩定可靠。這樣做法雖然不如單電源方便靈活,但可將電動機驅動所造成的干擾完全消除,進一步提高系統穩定性。

經比較,本設計選擇方案二,其中一組經LM2940轉換后給單片機、傳感器等模塊使用。

1.5 控制算法的論證與選擇

方案一:采用模糊控制算法,模糊控制有許多良好的特性,它不需要事先知道對象的數學模型,具有系統響應快、超調小、過渡過程時間短等優點,但編程復雜,數據處理量大。

方案二:采用PID算法,按比例、積分、微分的函數關系,進行運算,將其運算結果用以輸出控制。優點是控制精度高,且算法簡單明了。對于本系統的控制已足夠精確,節約了單片機的資源和運算時間。

綜合比較以上兩個方案,本系統選擇方案二。

2 系統理論分析與計算

2.1 風力擺狀態的測量與計算

采用高精度的陀螺加速度計MPU6050不斷采集風力擺姿態角數據。 MPU6050集成了3軸MEMS陀螺儀,3軸 MEMS加速度計,以及一個可擴展的數字運動處理器DMP。MPU6050和所有設備寄存器之間的通信采用400kHz的I2C接口,實現高速通信。且內置的可編程卡爾曼濾波器,采用最優化自回歸數據處理算法精確測量風力擺當前姿態角。 MPU6050對陀螺儀和加速度計分別用了三個16位的 ADC,將其測量的模擬量轉化為可輸出的數字量,通過DMP處理器讀取測量數據然后通過串口輸出。

2.2 風力擺運動控制的分析

風力擺采用4只30W的直流風機為動力驅動系統。姿態采集模塊實時地采集風力擺當前的姿態角度,通過單片機的I/O口傳給單片機進行處理。單片機處理姿態角信息,通過調節輸出PWM的占空比,控制四只風機的工作狀態,從而實現對風力擺的控制。

2.3控制算法分析

本設計的控制采用PID控制算法來控制風機轉動的速度。PID控制器的參數整定是控制系統設計的核心內容。它根據被控過程的特性確定PID控制器的比例系數、積分時間和微分時間的大小。

風機開始工作后,姿態采集模塊不斷采集當前風力擺姿態角狀態,并與之前的狀態比較,使得風力擺的運動狀態逐漸趨向于平穩。PID算法控制器由舵機轉動角度比例P、角度誤差積分I和角度微分D組成。

其輸入e(t)與輸出U(t)的關系是:

(1)

它的傳遞函數為:

(2)

風力擺轉動角度比例P:對風力擺角速度進行比例調整,即對舵機轉動速度調整。比例越大,調節速度越快。但不能過大,過大可能造成四風機因工作狀態突變而是擺桿不穩定。

角度誤差積分I:使系統消除穩態誤差,提高無差度。加入積分調節可使系統穩定性下降,動態響應變慢。本系統追求更快更穩完成對風力擺的控制,因此,本系統對積分調節的需要就非常弱。即保證在不需要時系統不會受到影響。

角度微分D:微分作用反映風力擺角度的變化率,即角速度。具有預見性,能預見偏差變化的趨勢因此能產生超前的控制作用,在偏差還沒有形成之前,已被微分調節作用消除。因此,可以改善系統的動態性能。在微分時間選擇合適情況下,減少調節時間。 3 電路與程序設計

綜合以上論述,本文設計的系統以飛思卡爾單片機K60為控制核心,以陀螺儀對風

力擺擺動角度進行測量,用4只直流風機為動力驅動部分,采用PID控制算法來控制風機轉動的速度,最終實現風力擺的測控系統。

3.1電路的設計

3.1.1 控制模塊

K60系列MCU具有IEEE1588以太網、全速和高速USB2.0 OTG、硬件解碼能力和干預發現能力。芯片從帶有256KBflash的100引腳的LQFP封裝到1MBflash的256引腳的MAPBGA封裝,具有豐富的電路、通信、定時器和控制外圍電路。高容量的K60系列帶有一個可選擇的單精度浮點處理單元、NAND控制單元和DRAM控制器。

3.1.2 光電隔離電路的設計

光電耦合器(簡稱光耦)是開關電源電路中常用的器件。光電耦合器分為兩種:一種為非線性光耦,另一種為線性光耦。光耦合器的增益被稱為晶體管輸出器件的電流傳輸比 (CTR),其定義是光電晶體管集電極電流與LED正向電流的比率(ICE/IF)。光電晶體管集電極電流與VCE有關,即集電極和發射極之間的電壓。本設計采用的2630光耦應用電路如圖2所示。

圖2 光電隔離電路原理圖

3.1.3 風機驅動電路設計

本設計中風機的驅動電路如圖3所示,利用三極管的開關狀態控制繼電器,從而實現對風機轉動與停止狀態的控制。

圖3 風機驅動電路原理圖

3.1.4 電源模塊設計

電源模塊采用LM2940穩壓,將電池提供7.7V電壓穩到5V電壓,為各個單元電路提供直流穩定電壓,以保證其正常工作。電路原理圖如圖4所示。

圖4 電源模塊原理圖

3.2程序的設計

本系統采用三個獨立按鍵輸入各參數及測試模式,系統開機啟動進入系統初始化界面,按下指定按鍵后進入菜單選擇界面,菜單選擇界面有6個功能:分別對應題目基本要求和發揮部分6點,通過按鍵可以選擇進入相應的功能,功能執行完畢后系統回到菜單選擇界面,繼續等待按鍵輸入執行相應的功能。

4 測試方案與測試結果

4.1 測試方案

1、硬件測試

測量穩壓電路輸出電壓是否為穩定需要電壓輸出;觀察風力擺擺動的角度。

2、軟件仿真測試

通過無線串口軟件看無線是否正常工作。

3、硬件軟件聯調

將程序下載到單片機內與硬件結合看是否正常工作。

4.2 測試條件與儀器

測試條件:檢查多次,仿真電路和硬件電路必須與系統原理圖完全相同,并且檢查無誤,硬件電路保證無虛焊。

測試儀器:量角器,示波器,數字萬用表,指針式萬用表,信號源。

4.3 測試結果及分析

1、風力擺畫長于50cm直線

驅動風力擺工作,使激光筆穩定地在地面畫出一條長度不短于50cm的直線段,來回五次,記錄其由靜止至開始自由擺時間及最大偏差距離。測試結果如表1所示。

表1 風力擺畫長于50cm直線測試結果

2、風力擺畫30~60cm間長度直線

設置風力擺畫線長度,驅動風力擺工作,記錄其由靜止至開始自由擺時間及在畫不同長度直線時的最大偏差距離。測試結果如表2所示。

表2 風力擺畫30cm~60cm直線測試結果

3、風力擺畫不同角度直線

設置風力擺自由擺時角度,驅動風力擺工作,記錄其由靜止至開始自由擺時間及在畫不同角度直線時的最大偏差距離。測試結果如表3 所示。

表3 風力擺畫不同角度直線測試結果

4、風力擺恢復靜止測試

將風力擺拉起一定角度放開,驅動風力擺工作,測試風力擺制動達到靜止狀態所用時間。測試結果如表4 所示。

4.4 測試分析與結論

根據上述測試數據,可以得出以下結論:

1、驅動風力擺工作,激光筆穩定地在地面畫出一條長度不短于50cm的直線段,來回五次,滿足時間要求及最大偏差距離。實現基本要求第一部分。

2、設置風力擺畫線長度,驅動風力擺工作,其由靜止至穩定擺動的時間及在畫不同長度直線時的最大偏差距離小于2.5cm。實現基本要求第二部分。

3、設置風力擺畫線長度,驅動風力擺工作,其由靜止至穩定擺動的時間符合要求,時間和最大偏差角度基本達標。基本實現第三部分。

4、將風力擺拉起一定角度放開,驅動風力擺工作,系統在規定事件內不能達到完全靜止,未能實現基礎要求第四部分。

結論

本文設計了風力擺測控系統,實現了設計要求中的全部基本要求和發揮部分的部分要求。

參考文獻

[1]周興華.手把手教你學AVR單片機C程序設計. 北京航空航天大學出版 [2]譚浩強. C語言程序設計(第二版). 北京:清華大學出版社

[3]李珍.袁秀英.單片機習題與應用教程.北京: 航空航天大學出版社 [4]黃智偉.全國大學生電子設計競賽系統設計.北京: 航空航天大學出版社 [5]全國大學生電子設計設計競賽組委員會.全國大學生電子設計競賽訓練教程[M].北京電子工業出版社

[6]趙負圖,傳感器集成電路手冊,第一版,化學工業出版社

附錄1 電路原理圖

附錄2 程序源代碼

設計報告模板2014-3

*******************

實踐教學

*******************

****大學

計算機與通信學院

2014年春季學期

課程設計

題 目:***** 管理系統 專業班級: 姓 名: 學 號: **** 指導教師: 李聰 成 績:

*****管理系統

摘 要

對所完成的系統所完成的功能,采用的方法或過程,以及該系統的意義等進行簡要的描述,200個字左右,宋體小四號字,行間距1.5倍

關鍵詞:5個,關鍵字之間用逗號分隔,最后一個關鍵字之后不加任何標點符號,宋體小四號字

目 錄

1題目要求 ................................................................................................................................................................ 1 2需求分析 ................................................................................................................................................................ 1

2.1 產品需求概述 ........................................................................................................................................... 1

2.1.1 功能簡介 ....................................................................................................................................... 1 2.1.2 運行環境 ....................................................................................................................................... 1 2.1.3 限制條件(可選) ....................................................................................................................... 1 2.2 功能需求 ................................................................................................................................................... 1

2.2.1功能1 ............................................................................................................................................. 1 2.2.2 功能N ............................................................................................................................................ 2 2.2.3 不支持的功能 ............................................................................................................................... 2 2.3 數據描述 ................................................................................................................................................... 2 2.4 性能需求(可選) ................................................................................................................................... 2 3概要設計 ................................................................................................................................................................ 2

3.1 系統體系結構圖 ....................................................................................................................................... 3

3.1.1 模塊描述 ....................................................................................................................................... 3

4詳細設計 ................................................................................................................................................................ 4

4.1 系統主要函數說明 ................................................................................................................................... 4

4.1.1 函數1 ............................................................................................................................................ 4 4.1.2 函數2 ............................................................................................................................................ 5 4.1.n 函數n ............................................................................................................................................ 5

5系統測試 ................................................................................................................................................................ 5 6總結 ........................................................................................................................................................................ 5 參考文獻 ................................................................................................................................................................... 7 致 謝 ....................................................................................................................................................................... 8 附錄 ........................................................................................................................................................................... 9

1題目要求

對題目所要完成的工作做一個簡單的描述

2需求分析

2.1 產品需求概述

2.1.1 功能簡介

對產品的基本功能做一個簡介,包括: 1.本產品的開發意圖、應用目標及作用范圍。

2.概略介紹了產品所具有的主要功能。可以用列表的方法給出,也可以用圖形表示主要的需求分組以及它們之間的聯系,例如數據流程圖的頂層圖 2.1.2 運行環境

1.硬件環境:

【詳細列出本軟件運行時所必須的最低硬件配置、推薦硬件配置(如主機、顯示器、外部設備等)以及其它特殊設備。】

2.軟件環境:

【如操作系統、網絡軟件、數據庫系統以及其它特殊軟件要求。】 2.1.3 限制條件(可選)

【說明本軟件在實現時所必須滿足的條件和所受的限制,并給出相應的原因。

必須滿足的條件包括輸入數據的范圍以及格式。

所受的限制包括軟件環境、硬件環境等方面的內容。例如:必須使用或者避免的特定技術、工具、編程語言和數據庫;企業策略、政府法規或工業標準;硬件限制,例如定時需求或存儲器限制;經費限制、開發期限;項目對外部因素存在的依賴。例如其它項目開發的組件。等等】

2.2 功能需求

功能需求描述系統特性,即產品所提供的主要服務。 2.2.1功能1

【細化由功能劃分所生成的各部分的內容,包括下列內容:

對此功能的詳細描述,包括:本功能的輸入信息、詳細的系統響應,輸出信

息等等。】

。。。。。。。

2.2.2 功能N

。。。。。。

2.2.3 不支持的功能

【列出本軟件所不支持的各項功能以及相應的原因。此部分內容務必詳細準確、無二義性,以作為將來驗收和測試的標準。】

2.3 數據描述

【說明本產品的輸入、輸出數據及數據管理能力方面的要求(處理量、數據量)。描述的方式跟分析模型相關。例如:

輸入輸出數據的類型及格式。

數據庫描述(可選):根據系統的總目標和范圍,定義數據庫的邏輯特性及物理特性。

數據流圖;從數據傳遞和加工的角度描述的數據流圖,此數據流圖不包含任何有關實現的內容,只是從最上層對有關內容加以描述。數據流圖的表述形式參見軟件工程中的有關規定。

數據詞典:對于數據流圖中出現所有被命名的圖形元素在數據詞典中作為一個詞條加以定義,使得每一個圖形元素的名字都有一個確切的解釋。】

2.4 性能需求(可選)

【闡述了不同的應用領域對產品性能的需求,并解釋它們的原理以幫助開發人員作出合理的設計選擇。這些性能需求例如:

數據精確度:根據實際情況,確定軟件最終輸出數據(包括傳輸中)的數據精確度。

時間特性:說明開發的軟件在響應時間、更新處理時間、數據轉換與傳輸時間、運行時間等方面所需達到的時間特性。

相互合作的用戶數或者所支持的操作;

容量需求,例如存儲器和磁盤容量的需求或者存儲在數據庫中表的最大行數 等等】

3概要設計

軟件概要設計是從總體上把握系統設計框架,他包括模塊劃分、處理流程和接口設計,概要設計說明書對上述內容作了總體描述,體現了用戶需求與應用系統實現之間的關系,在設計過程中起到了提綱挈領的作用。 賓館客房管理系統功能模塊圖 如圖1所示:

3.1 系統體系結構圖

本部分對系統需要實現的功能進行模塊化,并給出模塊和模塊之間的關系,需要使用流程圖來對系統的整體結構進行描述,例如下圖

圖1.系統體系結構圖 3.1.1 模塊描述

對體系結構圖中所出現的模塊進行詳細的描述,例如: 模塊1: 內網門戶

模塊2: 外網門戶

4詳細設計

4.1 系統主要函數說明

4.1.1 函數1 【功能】

簡要描述函數的功能 【參數】

列出此函數的各輸入項,說明其類型、名稱、含義、取值范圍等 【返回值】

列出此函數的各輸出項,說明其類型、名稱、含義、取值范圍等 【算法描述】

用程序描述語言描述此函數的處理過程、算法邏輯。對于邏輯比較簡單的函數,可以概括地說一下算法。

4.1.2 函數2 。。。。 4.1.n 函數n 。。。。

5系統測試

5.1歡迎界面

5.2錄入教師信息

運行結果

....... 6總結

不少于500字,宋體小四,首行縮進2字符,行間距1.5倍

參考文獻

[1] 作者姓名.文獻名稱[文獻類別標示].出版社,出版日期

致 謝

×××××××××××××××××

附錄:

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