CN109714212A - 一种动态构建虚拟仪器仪表的方法及*** - Google Patents

一种动态构建虚拟仪器仪表的方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种动态构建虚拟仪器仪表的方法,涉及虚拟仪器仪表技术领域,包括在每个仪器仪表中建立网络结构信息表的过程和构建所述虚拟仪器仪表的过程,所述仪器仪表接入网络,并采用广播的方式将自身的设备信息发送到网络中;所述仪器仪表接收广播的所述设备信息,并根据接收的所述设备信息生成所述网络结构信息表;网络中的一所述仪器仪表接收外部***输入的构建所述虚拟仪器仪表的指令;所述仪器仪表根据所述指令于所述结构信息表中检索得到对应所述指令的所述数据节点,构建所述虚拟仪器仪表。本发明可以方便的构建新的复杂的多功能仪器仪表,满足外部***新的测量要求而无需过多的成本,且可根据需要进行灵活扩展。

Description

一种动态构建虚拟仪器仪表的方法及***
技术领域
本发明涉及虚拟仪器仪表技术领域,尤其涉及一种动态构建虚拟仪器仪表的方法及***。
背景技术
随着电子技术、计算机技术和网络技术的高速发展及其电子测量技术与仪器领域中的应用,新的测量理论、测试方法和领域以及新的仪器结构不断出现,计算机处于核心地位,其软件技术和测试***有机地结合成一个整体,使仪器的结构、概念和设计观点等也发生了突破性的变化。所谓虚拟仪器是指具有虚拟仪器面板的个人计算机仪器,它是计算机资源、模块化功能硬件与用于数据分析、过程通信及图形用户界面的应用软件的有机结合。它利用软件在屏幕上生成各种仪器面板,完成对数据的处理、表达、传送、存储、显示等功能。虚拟仪器与传统仪器相比,其主要优点是可以由用户自己定义、自己设计仪器***,以满足不同的要求使仪器的功能更加强大、灵活,而且很容易同网络、外设及其他应用相连接。这样既降低了价格,节省开发、维护的费用,又缩短了技术开发周期。
目前虚拟仪器的发展方向主要是将数据采集硬件部分和数据分析与显示部分进行分离,同一个硬件***,只要应用不同的软件编程,就可得到功能完全不同的测量仪器。但是,这样的虚拟仪器的构建方式测量能力单一,只能测量一种或者两种仪器内部具备对应传感器的测量指标;且不能进行灵活的扩展,若要扩展更为复杂的测量功能,则必须采购更复杂、更昂贵的仪器,或者开发复杂的软件***来实现。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种动态构建虚拟仪器仪表的方法,包括在每个仪器仪表中建立网络结构信息表的过程,具体包括:
步骤A1,所述仪器仪表接入网络,并采用广播的方式将自身的设备信息发送到网络中;
步骤A2,所述仪器仪表接收广播的所述设备信息,并根据接收的所述设备信息生成所述网络结构信息表,所述网络结构信息表中包括各个接入网络的所述仪器仪表的数据节点;
还包括构建所述虚拟仪器仪表的过程,具体包括:
步骤B1,网络中的一所述仪器仪表接收外部***输入的构建所述虚拟仪器仪表的指令;
步骤B2,所述仪器仪表根据所述指令于所述结构信息表中检索得到对应所述指令的所述数据节点,并向对应所述数据节点的所述仪器仪表发送请求数据指令;
步骤B3,接收所述请求数据指令的所述仪器仪表向需要构建所述虚拟仪器仪表的所述仪器仪表发送确认信息;
步骤B4,需要构建所述虚拟仪器仪表的所述仪器仪表接收所述确认信息后构建所述虚拟仪器仪表,同时向所述外部***发送确认指令;
构建所述虚拟仪器仪表后,所述仪器仪表继续接收对应所述数据节点的所述仪器仪表通过网络发送的数据。
优选的,所述设备信息包括所述仪器仪表在所述网络中的位置、名称和服务信息;
所述设备信息包括在所述仪器仪表的设备信息表中。
优选的,执行所述步骤A2后,还包括:
所述仪器仪表向网络中的其他所述仪器仪表发送确认信息,以确认已经生成所述网络结构信息表。
优选的,所述仪器仪表中设置有用于控制所述仪器仪表工作的控制模块,以及用于提供所述仪器仪表与网络连接的通信模块;
所述步骤B4后,将已经构建所述虚拟仪器仪表的实体的所述仪器仪表的所述控制模块作为被构建的所述虚拟仪器仪表的所述控制模块;以及
将已经构建所述虚拟仪器仪表的实体的所述仪器仪表的所述通信模块作为被构建的所述虚拟仪器仪表的所述通信模块。
优选的,执行所述步骤B4后,还包括已经构建所述虚拟仪器仪表的所述仪器仪表对接收到的所述数据进行处理,随后将处理结果发送至所述外部***。
优选的,所述仪器仪表采用边缘计算的方式对所述数据进行处理。
一种动态构建虚拟仪器仪表的***,应用上文任意一项所述的方法;所述***包括多个实体仪器仪表,每个所述仪器仪表包括控制模块、通信模块和数据采集模块;
所述数据采集模块连接所述控制模块,用于采集外部***的测试数据,并将所述测试数据发送至所述控制模块进行处理和保存;
所述控制模块连接所述通信模块,用于控制所述仪器仪表通过所述通信模块接入网络,并在接收外部***输入的构建所述虚拟仪表的指令后,与网络中的各个仪器仪表进行通信,构建所述虚拟仪器仪表。
优选的,构建的所述虚拟仪器仪表包括控制模块、通信模块和数据采集模块;
已经构建所述虚拟仪器仪表的所述仪器仪表的所述控制模块作为所述虚拟仪器仪表的所述控制模块;
已经构建所述虚拟仪器仪表的所述仪器仪表的所述通信模块作为所述虚拟仪器仪表的所述通信模块;
已经构建所述虚拟仪器仪表的所述仪器仪表的所述数据采集模块作为所述虚拟仪器仪表的所述数据采集模块。
上述技术方案具有如下优点或有益效果:
1)将多个测量功能单一的仪器仪表组合形成具有新的测量功能,且更为复杂的虚拟仪器仪表,节约了设备采购成本;
2)构建的虚拟仪器仪表具有和实体仪器仪表同样的功能,可以向外界提供各种测量数据;
3)构建的虚拟仪器仪表具有多种测量功能,且可根据需要灵活扩展,无需开发更为复杂的软件***。
附图说明
图1为本发明的较佳的实施例中,在每个仪器仪表中建立网络结构信息表的过程流程示意图;
图2为本发明的较佳的实施例中,构建虚拟仪器仪表的过程流程示意图;
图3为本发明的较佳的实施例中,一种动态构建虚拟仪器仪表的***中每个仪器仪表的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式,只要符合本发明的主旨,则其他实施方式也可以属于本发明的范畴,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图示中仅显示与本发明中有关的模块而非按照实际实施时的模块绘制,其实际实施时还包括其他功能模块。
本发明的较佳的实施例中,基于现有技术中存在的上述问题,现提供一种动态构建虚拟仪器仪表的方法,包括在每个仪器仪表中建立网络结构信息表的过程,如图1所示,具体包括:
步骤A1,仪器仪表接入网络,并采用广播的方式将自身的设备信息发送到网络中;
步骤A2,仪器仪表接收广播的设备信息,并根据接收的设备信息生成网络结构信息表,网络结构信息表中包括各个接入网络的仪器仪表的数据节点;
还包括构建虚拟仪器仪表的过程,如图2所示,具体包括:
步骤B1,网络中的一仪器仪表接收外部***输入的构建虚拟仪器仪表的指令;
步骤B2,仪器仪表根据指令于结构信息表中检索得到对应指令的数据节点,并向对应数据节点的仪器仪表发送请求数据指令;
步骤B3,接收请求数据指令的仪器仪表向需要构建虚拟仪器仪表的仪器仪表发送确认信息;
步骤B4,需要构建虚拟仪器仪表的仪器仪表接收确认信息后构建虚拟仪器仪表,同时向外部***发送确认指令;
构建虚拟仪器仪表后,仪器仪表继续接收对应数据节点的仪器仪表通过网络发送的数据。
具体地,本实施例中,本发明的方法包括在每个仪器仪表中建立网络结构信息表的过程和构建虚拟仪器仪表的过程,现有的多个仪器仪表接入网络后,首先执行在每个仪器仪表中建立网络结构信息表的过程;通过在每个仪器仪表中建立网络结构信息表的过程,每个仪器仪表中均生成了网络结构信息表,即网络中各仪器仪表的设备信息,为构建虚拟仪器仪表提供基础信息和数据。当接收到外部***需要构建虚拟仪器仪表的指令时,网络结构信息表中的的对应指令的仪器仪表执行动态构建虚拟仪器仪表过程。
进一步地,通过构建虚拟仪器仪表过程,可以在网络中动态的组建多测量功能的,且可灵活扩展的虚拟仪器仪表。
本发明的较佳的实施例中,设备信息包括仪器仪表在网络中的位置、名称和服务信息;
设备信息包括在仪器仪表的设备信息表中。
具体地,本实施例中,设备信息包括但不限于仪器仪表在网络中的位置、名称和服务信息。
本发明的较佳的实施例中,执行步骤A2后,还包括:
仪器仪表向网络中的其他仪器仪表发送确认信息,以确认已经生成网络结构信息表。
具体地,本实施例中,确认信息用于表示各仪器仪表中已经生成网络结构信息表,以确保网络中的任意一仪器仪表均能接收外部***输入的构建虚拟仪器仪表的指令,进而执行构建虚拟仪器仪表过程。
本发明的较佳的实施例中,仪器仪表中设置有用于控制仪器仪表工作的控制模块,以及用于提供仪器仪表与网络连接的通信模块;
步骤B4后,将已经构建虚拟仪器仪表的实体的仪器仪表的控制模块作为被构建的虚拟仪器仪表的控制模块;以及
将已经构建虚拟仪器仪表的实体的仪器仪表的通信模块作为被构建的虚拟仪器仪表的通信模块。
本发明的较佳的实施例中,执行步骤B4后,还包括已经构建虚拟仪器仪表的仪器仪表对接收到的数据进行处理,随后将处理结果发送至外部***。
具体地,本实施例中,外部***接收上述处理结果后,可以显示构建的虚拟仪器仪表所能提供的数据信息。
本发明的较佳的实施例中,仪器仪表采用边缘计算的方式对数据进行处理。
具体地,本实施例中,仪器仪表通过调用边缘计算模块对多个数据节点的数据进行处理。
一种动态构建虚拟仪器仪表的***,应用上文任意一项的方法;***包括多个实体仪器仪表,如图3所示,每个仪器仪表包括控制模块1、通信模块2和数据采集模块3;
数据采集模块3连接控制模块1,用于采集外部***的测试数据,并将测试数据发送至控制模块1进行处理和保存;
控制模块1连接通信模块2,用于控制仪器仪表通过通信模块接入网络,并在接收外部***输入的构建虚拟仪表的指令后,与网络中的各个仪器仪表进行通信,构建虚拟仪器仪表。
具体地,本实施例中,仪器仪表接入网络后,控制模块1通过通信模块2在网络中广播自身的设备信息,同时监听并接收网络中的广播信息,随后根据接收的广播信息生成网络结构信息表并发送确认信息以回复广播信息。
进一步具体地,控制模块1接收到外部***输入的构建虚拟仪器仪表的指令后,根据指令检索对应指令的仪器仪表,随后向对应指令的仪器仪表发送确认信息,并在收到确认信息后向外部***发送构建虚拟仪器仪表的确认指令,随后根据确认指令构建虚拟仪器仪表。
进一步地,虚拟仪器仪表构建完成后,控制模块1接收用于构建虚拟仪器仪表的仪器仪表的数据采集模块发送的测试数据,并对测试数据进行处理后,向外部***发送其所能提供的数据。
本发明的较佳的实施例中,构建的虚拟仪器仪表包括控制模块、通信模块和数据采集模块;
已经构建虚拟仪器仪表的仪器仪表的控制模块作为虚拟仪器仪表的控制模块;
已经构建虚拟仪器仪表的仪器仪表的通信模块作为虚拟仪器仪表的通信模块;
已经构建虚拟仪器仪表的仪器仪表的数据采集模块作为虚拟仪器仪表的数据采集模块。
具体地,本实施例中,构建的虚拟仪器仪表与实体仪器仪表拥有相同的功能模块,即控制模块、通信模块和数据采集模块,相应地也可以与实体仪器仪表一样,向外界提供各种测量数据,在不增加设备采购成本的同时拥有更多的测量功能。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种动态构建虚拟仪器仪表的方法,其特征在于,包括在每个仪器仪表中建立网络结构信息表的过程,具体包括:
步骤A1,所述仪器仪表接入网络,并采用广播的方式将自身的设备信息发送到网络中;
步骤A2,所述仪器仪表接收广播的所述设备信息,并根据接收的所述设备信息生成所述网络结构信息表,所述网络结构信息表中包括各个接入网络的所述仪器仪表的数据节点;
还包括构建所述虚拟仪器仪表的过程,具体包括:
步骤B1,网络中的一所述仪器仪表接收外部***输入的构建所述虚拟仪器仪表的指令;
步骤B2,所述仪器仪表根据所述指令于所述结构信息表中检索得到对应所述指令的所述数据节点,并向对应所述数据节点的所述仪器仪表发送请求数据指令;
步骤B3,接收所述请求数据指令的所述仪器仪表向需要构建所述虚拟仪器仪表的所述仪器仪表发送确认信息;
步骤B4,需要构建所述虚拟仪器仪表的所述仪器仪表接收所述确认信息后构建所述虚拟仪器仪表,同时向所述外部***发送确认指令;
构建所述虚拟仪器仪表后,所述仪器仪表继续接收对应所述数据节点的所述仪器仪表通过网络发送的数据。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述设备信息包括所述仪器仪表在所述网络中的位置、名称和服务信息;
所述设备信息包括在所述仪器仪表的设备信息表中。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,执行所述步骤A2后,还包括:
所述仪器仪表向网络中的其他所述仪器仪表发送确认信息,以确认已经生成所述网络结构信息表。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述仪器仪表中设置有用于控制所述仪器仪表工作的控制模块,以及用于提供所述仪器仪表与网络连接的通信模块;
所述步骤B4后,将已经构建所述虚拟仪器仪表的实体的所述仪器仪表的所述控制模块作为被构建的所述虚拟仪器仪表的所述控制模块;以及
将已经构建所述虚拟仪器仪表的实体的所述仪器仪表的所述通信模块作为被构建的所述虚拟仪器仪表的所述通信模块。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,执行所述步骤B4后,还包括已经构建所述虚拟仪器仪表的所述仪器仪表对接收到的所述数据进行处理,随后将处理结果发送至所述外部***。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述仪器仪表采用边缘计算的方式对所述数据进行处理。
7.一种动态构建虚拟仪器仪表的***,其特征在于,应用如权利要求1-6中任意一项所述的方法;所述***包括多个实体仪器仪表,每个所述仪器仪表包括控制模块、通信模块和数据采集模块;
所述数据采集模块连接所述控制模块,用于采集外部***的测试数据,并将所述测试数据发送至所述控制模块进行处理和保存;
所述控制模块连接所述通信模块,用于控制所述仪器仪表通过所述通信模块接入网络,并在接收外部***输入的构建所述虚拟仪表的指令后,与网络中的各个仪器仪表进行通信,构建所述虚拟仪器仪表。
8.根据权利要求7所述的***,其特征在于,构建的所述虚拟仪器仪表包括控制模块、通信模块和数据采集模块;
已经构建所述虚拟仪器仪表的所述仪器仪表的所述控制模块作为所述虚拟仪器仪表的所述控制模块;
已经构建所述虚拟仪器仪表的所述仪器仪表的所述通信模块作为所述虚拟仪器仪表的所述通信模块;
已经构建所述虚拟仪器仪表的所述仪器仪表的所述数据采集模块作为所述虚拟仪器仪表的所述数据采集模块。
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