嵌入式系統的開發(fā)是一個軟硬件協同設計過程，它需要不同技術背景的人共同開發(fā)．而傳統的嵌入式軟件分析與設計方法嚴重脫節(jié)，開發(fā)過程沒有—個確定的統一的標準，這使得產品形成的每一個過程人為因素影響嚴重．此外，分析設計的結果不能在開發(fā)類似項目或產品時重用．以上幾個問題成為多年來制約嵌入式系統發(fā)展的主要瓶頸，使得大部分嵌入式軟件的開發(fā)工作變得十分困難甚至無法進行．

　　作為面向對象建模技術的標準，UML適合于將復雜的系統設計問題簡單化．它采用面向對象圖形的方式對系統進行描述，支持從分析、設計到建模的全過程．按照UML規(guī)范，使用CASE工具Rational Rose對嵌入式系統建模，不僅可以使系統分析設計實現標準化，而且將UML分析建模的構建方法和相應的集成和測試策略結合在一起，完全可以實現系統分析、設計和制作、測試分別由不同的項目成員在統一、一貫的方式下完成，這將會使高質量的嵌入式系統的開發(fā)變得更為容易．

1 指紋門禁系統需求分析

　　目前，將指紋識別技術應用到各種需要身份驗證的系統或者嵌入到原有的大量保安系統，會大大提高系統的安全性和便捷性．本文中，設計了一個嵌入式指紋門禁系統，它使用指紋識別技術來驗證用戶身份，并提供了一套完整的軟硬件來實現門禁系統的日常管理．主要包括：用戶信息注冊、刪除、查詢、指紋比對、門禁控制和監(jiān)視以及日志管理等．

　　針對嵌入式指紋門禁系統的復雜性，在本系統的開發(fā)中，按照UML規(guī)范，采用基于UML的嵌入式軟件分析與建模方法，使用CASE工具 Rational R0 繪制了各種模型圖，從不同的層次和角度為系統的分析、設計、驗證以及實現過程提供支持，詳細討論了如何使用UML輔助完成整個系統的開發(fā)．

1．1 系統功能需求

　　建模過程首先應該從系統中的類開始，為了理解類的結構，需要對系統及其工作過程做一個總體陳述．經分析，該系統包含一個電動門、一個指紋傳感器、一個微處理器、一個存儲指紋庫的存儲系統、一個數字鍵盤、一個十字型按鍵、一個液晶顯示屏、一個電動門以及兩個狀態(tài)燈．系統從指紋傳感器中獲取指紋數據，并在微處理器中進行預處理和特征提取，獲取指紋的生物代碼信息，并與指紋庫中注冊用戶的指紋模板進行匹配算法的驗證，并輸出結果，通過狀態(tài)燈顯示，同時根據匹配結果發(fā)送控制信號控制門的開關．通過對系統及類做進一步分析可得到系統總的類圖如圖1所示．通過這幅圖我們可以得知系統中所包含的基礎類及其相互之間的關系，為后文動態(tài)模型的建立奠定了基礎．

圖1 指紋門禁系統類圖

1．2 用例說明

　　通過對系統的需求分析，我們確定了該系統需要實現的功能．那么如何形象化地描述這些功能，以便使我們更好地與用戶溝通，更準確地了解他們的需求呢?這就要使用UML的用例模型．在UML中，用例可以被描述為參與者與系統之間的一次交互作用．每一個用例都是一種不同的使用系統的方法，都會產生不同的結果．而角色是與系統交互的對象，它是使用該系統的人或者其它系統．用例圖列出了用戶最想要的功能以及每個功能的描述．經分析，本系統的用例圖如圖2所示．

圖2 指紋門禁系統用例圖