实时软件控制第二周作业

Posted 2020-08-22

停车场门禁控制系统的状态机设计

门禁控制系统的输入信号包括：

• 起落杆位置传感器：有两个位置值信号（升起/落下）
• 汽车入闸传感器：有两个值（True/False）
• 汽车出闸传感器：有两个值（True/False）

门禁控制系统的输出信号包括：

• 起落杆电机控制信号：（上升/下降）
• 通行灯信号：（红灯/绿灯）

一辆汽车的通过流程为：

• 起落杆处于落下状态，通行灯为红灯。
• 汽车进入门禁系统，入闸传感器值变为True。
• 控制起落杆上升，直到起落杆位置传感器到达升起位置。
• 通行灯为绿灯。
• 汽车离开门禁，触发汽车出闸传感器值为True。
• 控制起落杆下降，直到起落杆位置传感器到达落下位置。
• 通行灯变为红灯。

所描述的控制系统的状态机包括：

• 状态机的所有状态
• 状态机所接收到的外部事件
• 状态机所产生的动作
• 状态机的所有状态跃迁：（原状态、新状态、触发条件、产生动作）

首先设：

Q1代表可以通行的状态；

Q2代表不能通行的状态；

W1代表汽车进入门禁系统这个事件；

W2代表汽车离开门禁系统这个事件；

E1代表起落杆上升，通行灯变绿灯；

E2代表起落杆下降，通行灯变红灯；

 

 

当前状态	Q1	Q2	事件
	---	E1/Q1	W1
	E2/Q2	---	W2

 

竖着写（在状态中判断事件）C代码片段：

cur_state = nxt_state;  

switch(cur_state) //在当前状态中判断事件

{           

    case Q2: //在s1状态

        if(W1_event) //如果发生W1事件，那么就执行E1动作，并将状态转移到Q1态；

        {                

           Lifting_lever.raise();//执行E1动作;

      　　　nxt_state = Q1;

        }          

        else

        {

　　　　　　break;

        }

 

 case Q1: //在Q1状态  

        if(W2_event) //如果发生W2事件，那么就执行E2动作，并将状态转移到Q2；

        {  

           Lifting_lever.down();//执行E2动作;              

　　　　    nxt_state = Q2;

        }

      

        else

        {

            break;   

        }  

}

 

在http://kb.cnblogs.com/page/528972/上面了解到状态机的两种写法，横写和竖写

横竖两种写法的代码片段，实现的功能完全相同，但是，横着写的效果明显好于竖着写的效果。理由如下：

　　1、竖着写隐含了优先级排序（其实各个事件是同优先级的），排在前面的事件判断将毫无疑问地优先于排在后面的事件判断。这种if/else if写法上的限制将破坏事件间原有的关系。而横着写不存在此问题。

　　2、由于处在每个状态时的事件数目不一致，而且事件发生的时间是随机的，无法预先确定，导致竖着写沦落为顺序查询方式，结构上的缺陷使得大量时间被浪费。对于横着写，在某个时间点，状态是唯一确定的，在事件里查找状态只要使用switch语句，能一步定位到相应的状态，延迟时间可以预先准确估算。而且在事件发生时，调用事件函数，在函数里查找唯一确定的状态，并根据其执行动作和状态转移的思路清晰简洁， 效率高，富有美感。

这里之所以使用竖着写的方法，是因为这是个小项目，逻辑不太复杂，功能精简，同时为了节约内存耗费，所以竖着写的方法也不失为一种合适的选择。