基于UML建模的通用水下探测系统开发

　　0 引言

　　水下探测系统在海洋环境探测、水下目标识别等方面具有广阔的应用前景。当前广泛应用的探测系统大量采用嵌入式设备作为系统的控制部件,信号处理能力得到显著提升。但水下探测系统目前采用集中式控制方式却限制了系统的扩展和兼容能力的提升,影响了系统的通用化和智能化的发展。若将当前工业系统设计中普遍采用的分布式控制系统结构应用于水下探测系统设计,并结合传统系统设计的模块化结构,将更有利于系统的调试和装配,并且采用通用接口和通信协议进行模块化的通用水下探测系统设计,将能促进系统的扩展性、可靠性和鲁棒性的提升[1]。随着水下探测系统的性能要求的不断提升,系统的复杂程度越来越高、系统的软硬件协同设计难度也越来越大。传统的水下探测系统采用的是基于自上而下的设计模式,针对具体的设计需求,逐步完成软件设计,软件的专用性强,可移植性差。而面向对象技术内在地支持了对系统的抽象、分层和复用技术,这将有助于水下探测系统分的开发。UML(Unified ModelingLanguage)是面向对象的可视化建模语言,是面向对象领域中的重要成果,UML建模提供了新的软件模型描述方法,其统一过程的迭代式生命周期适应于需求的不断变化,为降低软件开发的风险、提高重用性提供了保证[2,3]。目前UML已经广泛的应用在软件开发中,并已成为可视化描述软件结构和行为的业内标准语言。相对于传统的软件开发方法,UML与统一过程更适合于构建水下探测系统的软件模型。文中将软件工程应用到水下探测系统软件开发之中,通过UML分析建模,设计了分层式结构的通用水下探测系统系统软件框架,基于模块的软件设计提升了系统的可维护性和软件模块复用性。

　　1 水下探测系统功能分析

　　根据水下探测系统的特点,可以定义其基本功能如下:

　　(1)水下综合测量识别功能—水下探测系统能够实现对多种水下物理量的同时测量,对所探测物体进行区分并全面的放映出物体的运动规律。

　　(2)自检、自校和自控制功能—水下探测系统长期处于水下工作状态,系统根据事先设定的程序实现自我控制功能。系统在接通电源时进行自检,诊断测试以确定模块组件有无故障,系统工作过程中,针对外界物理量变换,可实现对于内部存储的特征数据量的在线校正。

　　(3)数据存储和传输功能—系统可实现探测数据的存储,并可通过遥控收发装置实现数据传输以及接收控制指令以实现相应的功能如系统休眠、系统工作、测量数据的输出等。

　　(4)系统扩展功能—系统能够针对不同的探测需求实现对于水下探测系统的基本功能的扩展或性能的提升,如远程探测、特征识别、自身姿态检测等。