Đang tải... (xem toàn văn)
Vui lòng liên hệ ZALO 0353764719 hoặc GMAIL 123docntcgmail.com để mua tài liệu trực tiếp với giá ưu đãi, GIẢM GIÁ 2050% giá tài liệu Vui lòng liên hệ ZALO 0353764719 hoặc GMAIL 123docntcgmail.com để mua tài liệu trực tiếp với giá ưu đãi, GIẢM GIÁ 2050% giá tài liệu
HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA CƠNG NGHỆ THÔNG TIN I 🙞🙜🕮🙞🙜 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG HỆ THỐNG SINH MƠ HÌNH MATLAB/SIMULINK TỰ ĐỘNG Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực Mã sinh viên Lớp Khóa Hệ : TS Đỗ Thị Bích Ngọc : Lê Thị Ngân : B17DCCN457 : D17HTTT1 : 2017-2022 : Đại học quy Hà Nội 01/2022 HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA CƠNG NGHỆ THÔNG TIN I 🙞🙜🕮🙞🙜 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG HỆ THỐNG SINH MƠ HÌNH MATLAB/SIMULINK TỰ ĐỘNG Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực Mã sinh viên Lớp Khóa Hệ : TS Đỗ Thị Bích Ngọc : Lê Thị Ngân : B17DCCN457 : D17HTTT1 : 2017-2022 : Đại học quy Hà Nội 01/2022 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp này, nỗ lực thân, em nhận quan tâm giúp đỡ nhiều tập thể cá nhân Đầu tiên, em xin gửi tới tồn thể thầy, Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng nói chung thầy, khoa Cơng nghệ thơng tin nói riêng lời cảm ơn chân thành Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cán hướng dẫn TS Đỗ Thị Bích Ngọc, giảng viên mơn Cơng nghệ phần mềm, người tận tình hướng dẫn em suốt trình thực đồ án tốt nghiệp Bên cạnh đó, em cịn nhận giúp đỡ nhiệt tình từ người bạn đồng trang lứa, ln chia sẻ, nhiệt tình trao đổi kiến thức với em, giúp em hiểu nhiều vấn đề Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến bậc sinh thành, người hậu phương vững chắc, chỗ dựa cho vật chất lẫn tinh thần suốt năm tháng ngồi ghế nhà trường Hơn nữa, em xin cảm ơn tất bạn bè, người đồng hành giúp đỡ em suốt năm học tập Học viện Cuối cùng, em xin kính chúc q thầy dồi sức khỏe thành công nghiệp giảng dạy Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 04 tháng 01 năm 2022 Sinh viên thực Lê Thị Ngân Lê Thị Ngân-D17HTTT1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ, CHO ĐIỂM (Của giảng viên hướng dẫn) Điểm:…………… …………(bằng chữ) Đồng ý/ Không đồng ý cho sinh viên bảo vệ trước hội đồng chấm đồ án tốt nghiệp? Hà Nội, ngày… tháng … năm … CÁN BỘ - GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (ký, họ tên) Lê Thị Ngân-D17HTTT1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ, CHO ĐIỂM (Của giảng viên hướng dẫn) Điểm:…………… …………(bằng chữ) Đồng ý/ Không đồng ý cho sinh viên bảo vệ trước hội đồng chấm đồ án tốt nghiệp? Hà Nội, ngày… tháng … năm … CÁN BỘ - GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN (ký, họ tên) Lê Thị Ngân-D17HTTT1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .3 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH .10 LỜI MỞ ĐẦU 11 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .13 1.1 Giới thiệu hệ thống nhúng thiết kế mơ hình hệ thống nhúng MATLAB/Simulink 13 1.1.1 Giới thiệu hệ thống nhúng 13 1.1.2 Giới thiệu MATLAB/Simulink 15 1.1.3 Mơ hình hóa mơ hệ thống nhúng MATLAB/Simulink 16 1.2 Bài tốn sinh mơ hình MATLAB/Simulink tự động phục vụ cho kiểm thử 18 1.3 Giới thiệu kỹ thuật pairwise testing 18 1.3.1 Giới thiệu kỹ thuật kiểm thử hộp đen 18 1.3.2 Giới thiệu kỹ thuật pairwise testing 19 1.3.3 Giới thiệu cài đặt công cụ PICT sử dụng pairwise testing .25 1.4 Kết luận chương .27 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP SINH TỰ ĐỘNG MƠ HÌNH MATLAB/SIMULINK 28 2.2 Sinh tự động mơ hình MATLAB/Simulink phương pháp tổ hợp 28 2.1.1 Ý tưởng thực .28 2.1.2 Các bước thực sinh tự động mô hình MATLAB/Simulink phương pháp tổ hợp 29 2.3 Sinh mơ hình MATLAB/Simulink sử dụng kỹ thuật pairwise testing .35 Lê Thị Ngân-D17HTTT1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.3.1 Các bước sinh ca kiểm thử sử dụng kỹ thuật pairwise testing PICT 35 2.3.2 Các bước sinh mơ hình MATLAB/Simulink sử dụng kỹ thuật pairwise testing 38 2.4 Tổng kết chương .41 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ THỬ NGHIỆM 42 3.1 Xây dựng hệ thống 42 3.1.1 Công cụ sử dụng 42 3.1.2 Xây dựng hệ thống .49 3.2 Thử nghiệm hệ thống 53 3.3 Tổng kết chương .56 KẾT LUẬN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 Lê Thị Ngân-D17HTTT1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC BẢNG THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT Từ gốc Từ viết tắt Giải nghĩa Pairwise testing Pairwise Independent Combinatorial Testing Kiểm thử theo cặp PICT Công cụ PICT áp dụng kiểm thử theo cặp Model Mơ hình Matlab/Simulink Block Khối thư viện Simulink Matrix Laboratory Lê Thị Ngân-D17HTTT1 MATLAB Thư viện ma trận ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Bảng giá trị đầu vào tham số .20 Bảng Bảng số lượng đầu vào tham số 20 Bảng Bảng thực kết hợp giá trị tham số “Địa điểm” “Loại xe” 21 Bảng Bảng kết hợp với giá trị tham số “Loại đặt hàng” 22 Bảng Bảng kết hợp với giá trị tham số “Số đăng ký xe” 23 Bảng Các ca kiểm thử sử dụng kỹ thuật kiểm thử theo cặp (Pairwise testing) 23 Bảng Bảng file tham số đầu vào 53 Lê Thị Ngân-D17HTTT1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Hình Mơ hình thiết kế MATLAB/Simulink 17 Hình Mô tả kỹ thuật kiểm thử hộp đen .19 Hình File đầu vào .25 Hình Kết hiển thị command sau chạy PICT 26 Hình Chạy PICT .26 Hình Kết hiển thị dạng text file sau chạy PICT .27 Hình Sơ đồ ý tưởng thực 29 Hình Ví dụ mơ hình Simulink 30 Hình Cấu trúc file định nghĩa tham số mô hình gốc 31 Hình 10 Cấu trúc tập tin mơ hình hình 32 Hình 11 File input.txt 37 Hình 12 Kết file output.txt sau sinh PICT .38 Hình 13 Khởi động Matlab từ môi trường Windows 42 Hình 14 Giao diện Matlab 43 Hình 15 Cửa sổ Simulink .44 Hình 16 Màn hình Simulink 44 Hình 17 Thư viện Simulink 45 Hình 18 Cửa sổ GUI 46 Hình 19 Giao diện GUI 47 Hình 20 Giao diện hệ thống Sinh mơ hình MATLAB Simulink tự động .49 Hình 21 Giao diện sinh mơ hình MATLAB/Simulink phương pháp tổ hợp 50 Hình 22 Màn hình hiển thị kết sau sinh liệu thành công .51 Hình 23 Giao diện sinh mơ hình MATLAB/Simulink sử dụng pairwise testing 52 Hình 24 Màn hình hiển thị kết sau sinh mơ hình thành cơng 52 Hình 25 Mơ hình gốc 53 Hình 26 Kết sinh mơ hình MATLAB/Simulink phương pháp tổ hợp 55 Hình 27 Kết sinh mơ hình MATLAB/Simulink sử dụng pairwise testing 56 Lê Thị Ngân-D17HTTT1 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 15 Cửa sổ Simulink Tại tab New cửa sổ Simulink click Blank Model, hình Simulink để tạo model Hình 16 Màn hình Simulink Lê Thị Ngân-D17HTTT1 44 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Click vào biểu tượng Toolbar, thư viện Simulink Hình 17 Thư viện Simulink Lê Thị Ngân-D17HTTT1 45 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.1.1.3 Matlab GUI GUI [4] công cụ hỗ trợ tạo giao diện để thực vài chức để giao tiếp với người dùng Matlab GUI thực lệnh người dùng thông qua tác động người dùng lên giao diện thông qua hàm CALLBACK Có cách để lập trình GUI Matlab: o Cách 1: Sử dụng cơng cụ có sẵn Matlab GUI để lập trình giao diện o Cách 2: Lập trình từ m-file Matlab hàm function Trong phạm vi đồ án này, việc lập trình giao diện người dùng sử dụng cơng cụ có sẵn Matlab GUI • Để tạo giao diện GUI Matlab, gõ lệnh “guide” Command Window Matlab ấn Enter, cửa sổ GUI Quick Start Hình 18 Cửa sổ GUI • Cửa sổ GUI Quick Start gồm thành phần: o Blank GUI (default): Tạo hộp thoại GUI trống o GUI with Uicontrols: Tạo hộp thoại GUI có sẵn vài Uicontrols button, Lê Thị Ngân-D17HTTT1 46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP o GUI with Axes and Menu: Tạo hộp thoại GUI có sẵn axes, button, menu o Model Question Dialog: Hộp thoại đặt câu hỏi o Open Existing GUI: mở file có sẵn • Chọn Blank GUI (Default) nhấn OK, giao diện GUI trống Hình 19 Giao diện GUI Lê Thị Ngân-D17HTTT1 47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP • Trong giao diện GUI gồm thành phần: o Menubar có menu Tool: Layout editor, Align Objects, Menu Editor, Tab Order Editor, Toolbar Editor, Editor, M-file editor, Property Inspector, Object Browser, Run, Resize box, Position Readouts o Các điều khiển Matlab GUI hỗ trợ sẵn: Push button, Slider, Radio Button, Check box, Edit text, Static Text, Pop-up Menu, List box, Table, Axes, Panel, Button Group, Active control • Sau thực thao tác kéo thả với cơng cụ có sẵn Matlab GUI, nhấn Save Matlab Ctrl + S Matlab tự động tạo hai file gồm file m file fig Trong đó: o File m: file chứa function thực thi chương trình hàm khởi tạo, hàm callback, o File fig: file chứa giao diện chương trình Lê Thị Ngân-D17HTTT1 48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.1.2 Xây dựng hệ thống Hệ thống sinh mơ hình Matlab Simulink tự động gồm chức Sinh mơ hình áp dụng phương pháp tổ hợp Sinh mơ hình áp dụng pairwise testing Hình 20 Giao diện hệ thống Sinh mơ hình MATLAB Simulink tự động Nhấn vào chức Sinh mơ hình áp dụng phương pháp tổ hợp, hệ thống hiển thị giao diện chức Sinh mơ hình MATLAB/Simulink tự động phương pháp tổ hợp Khi chọn chức Sinh mơ hình áp dụng pairwise testing, hệ thống hiển thị giao diện chức Sinh mơ hình MATLAB/Simulink tự động sử dụng kỹ thuật pairwise testing Dưới mô tả chi tiết chức hệ thống 3.1.2.1 Giao diện Sinh mơ hình MATLAB/Simulink tự động sử dụng phương pháp tổ hợp Giao diện Sinh mô hình MATLAB/Simulink tự động phương pháp tổ hợp gồm: • Các Edit Text: Mơ hình mẫu, Thuộc tính • Button : Tải tệp lên để tải lên file đầu vào (Mơ hình gốc, Thuộc tính) Lê Thị Ngân-D17HTTT1 49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP • Button Sinh mơ hình để sinh model từ hai file đầu vào tải lên • Button Quay lại để quay lại giao diện hệ thống • Table để hiển thị kết Hình 21 Giao diện sinh mơ hình MATLAB/Simulink phương pháp tổ hợp Sau tải lên file Mơ hình gốc file Thuộc tính, ấn nút Sinh liệu Kết danh sách tên model sinh phương pháp lấy tổ hợp giá trị đầu vào hiển thị bảng Lê Thị Ngân-D17HTTT1 50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 22 Màn hình hiển thị kết sau sinh liệu thành cơng 3.1.2.2 Giao diện Sinh mơ hình MATLAB/Simulink tự động sử dụng kỹ thuật pairwise testing Giao diện Sinh mô hình MATLAB/Simulink tự động sử dụng kỹ thuật pairwise testing gồm: • Các Edit Text: hiển thị tên file đầu vào file đầu sau chạy PICT • Button: Sinh file đầu vào Sinh file đầu để sinh file đầu vào file đầu áp dụng cho việc sử dụng cơng cụ PICT • Button: Sinh mơ hình để sinh mơ hình tương ứng với ca kiểm thử từ file đầu • Button: Quay lại để quay lại giao diện hệ thống • Table để hiển thị kết Lê Thị Ngân-D17HTTT1 51 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 23 Giao diện sinh mơ hình MATLAB/Simulink sử dụng pairwise testing Sau tải lên file Mơ hình gốc file Thuộc tính, ấn nút Sinh liệu Kết danh sách tên model sinh phương pháp lấy tổ hợp giá trị đầu vào hiển thị bảng Hình 24 Màn hình hiển thị kết sau sinh mơ hình thành cơng Lê Thị Ngân-D17HTTT1 52 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.2 Thử nghiệm hệ thống Tạo mơ hình gốc có khối: Multiport Switch, Manual Switch, Abs, Logical Operator, Switch chuẩn bị file định nghĩa tham số Hình 25 Mơ hình gốc • File định nghĩa tham số: Bảng Bảng file tham số đầu vào { "model":"Model", "mode":"mixed", "target_blocks":[ { "full_path":"Model/Multiport Switch", "combine_parameters":[ { "name":"DataPortOrder", "values":[ "One-based contiguous", "Zero-based contiguous", "Specify indices" ] } ], "fixed_paramerters":[] }, { "full_path":"Model/Logical Operator", "combine_parameters":[ { "name":"Operator", Lê Thị Ngân-D17HTTT1 53 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP "values":[ "AND", "OR", "NAND", "NOR", "XOR", "NXOR", "NOT" ] }, { "name":"IconShape", "values":[ "rectangular", "distinctive" ] } ], "fixed_paramerters":[] }, { "full_path":"Model/MinMax", "combine_parameters":[ { "name":"Function", "values":[ "min", "max" ] } ], "fixed_paramerters":[ { "name":"ZeroCross", "value":"on" } ] } ] } Lê Thị Ngân-D17HTTT1 54 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh mơ hình MATLAB/Simulink phương pháp tổ hợp Từ mơ hình gốc file thuộc tính, sau sinh liệu kết thu 84 model Mỗi model tổ hợp cặp giá trị tham số block với tương ứng với ca kiểm thử Hình 26 Kết sinh mơ hình MATLAB/Simulink phương pháp tổ hợp Sinh mơ hình MATLAB/Simulink sử dụng kỹ thuật pairwise testing Áp dụng kỹ thuật pairwise testing để sinh mơ hình, kết thu 21 model tương ứng với 21 ca kiểm thử Lê Thị Ngân-D17HTTT1 55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 27 Kết sinh mơ hình MATLAB/Simulink sử dụng pairwise testing 3.3 Tổng kết chương Chương thực xây dựng hệ thống sinh mơ hình Matlab/Simulink thử nghiệm hệ thống xây dựng Lê Thị Ngân-D17HTTT1 56 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN Sau thời gian thực đồ án hướng dẫn Đỗ Thị Bích Ngọc, đồ án em đạt số kết quả: ❖ Kết đạt o Tìm hiểu hệ thống nhúng, mơ hình hệ thống nhúng sử dụng Matlab/Simulink, kỹ thuật pairwise testing, công cụ PICT o Phương pháp sinh mơ hình Matlab/Simulink phương pháp tổ hợp áp dụng kỹ thuật pairwise testing o Xây dựng hệ thống đơn giản để sinh mơ hình Matlab Simulink sử dụng Matlab GUI ❖ Hạn chế: o Các loại mơ hình xây dựng chưa sử dụng đa dạng block, số lượng block model cịn o Ứng dụng đơn giản nhiều hạn chế, tốc độ xử lý chậm ❖ Hướng phát triển tiếp theo: Tiếp tục xây dựng nhiều model, model có số lượng block nhiều đa dạng Đồng thời cải thiện tốc độ xử lý hệ thống Lê Thị Ngân-D17HTTT1 57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Eric Peasley, An Introduction to Using Simulink, Department of Engineering Science, University of Oxford, 2018 [2] David Houcque, Introduction to Matlab for Engineering Students, Northwestern University, 2005 [3] Steve Heath, Embedded Systems Design, Second Edition, Newnes, Boston, 2003 [4] MATLAB Graphical User Interface: https://www.javatpoint.com/matlabgraphical-user-interface [5] Nguyễn Thị Tự, “Xây dựng công cụ hỗ trợ sinh ca kiểm thử cặp”, Luận văn thạc sỹ, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2016 [6] MATLAB & Simulink https://ch.mathworks.com/products/matlab.html – MathWorks, [7] Reducing Environment Combinations with Microsoft PICT, https://pragmaticqa.com/pairwise-testing-with-pict/ [8] Simulink – Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Simulink Lê Thị Ngân-D17HTTT1 58