[發明專利]一種支持LabView圖形化編程的HLA協同仿真方法

有效

• 申請號: 201410171642.8
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103942092B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 李智;樊鵬山;熊偉;張恒源;張雅聲
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍裝備學院
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 楊學明,顧煒

技術領域

本發明涉及系統仿真、分布式交互仿真和軟件集成，特別是涉及LabView仿真應用接入基于HLA/RTI的分布式交互仿真系統，具體地說是一種支持LabView圖形化編程的HLA協同仿真方法。

背景技術

LabView是目前國際上應用最廣泛的虛擬儀器開發環境，主要用于儀器控制、數據采集、數據分析等領域。作為一種圖形化編程開發環境，LabView使用圖形語言以框圖的形式編寫程序，具有開發便捷、界面直觀形象等優勢。但這也使得LabView不易實現底層操作，因而需要借助其它語言開發的程序實現特定功能。CLF節點是LabView提供的與傳統編程語言的接口，用于調用DLL(動態鏈接庫)文件，以此達到擴充LabView功能、滿足虛擬測試系統測試計量要求的目的。HLA(High?Level?Architecture，高層體系結構)作為分布式交互仿真的標準(IEEE1516)，其目的是解決不同類型仿真應用之間的互操作及重用問題。HLA通過RTI(Run-Time?Infrastructure，運行支撐環境)將各種仿真應用結合在一起，形成規模更為龐大、結構更為復雜、功能更為全面的仿真系統。異構環境下HLA仿真系統的構建，目前多通過代理方式實現。即開發中間件/適配器作為聯邦成員加入HLA仿真系統，并與異構的仿真應用之間建立Socket連接，以進行仿真控制和數據交換。

隨著儀器儀表智能化程度和通信能力的不斷提高，傳統的集中式測量正在向分布式測量轉變，本地測量也正在向遠程測量轉變。但使用LabView進行仿真一般僅限于單機模式或同構的遠程互連，不能用于異構的分布式環境。美國RTI(Real-Time?Innovations)公司于2013年推出了面向LabView的DDS(Data?Distribution?Service，數據分發服務)工具箱，能夠建立支持LabView的異構分布式系統。但該工具箱缺乏對分布式交互仿真標準的支持，系統的重用性較差。因此，使LabView程序參與基于HLA/RTI的分布式交互仿真，發揮LabView軟件在圖形化編程與可視化仿真方面的優勢，并充分重用已有的LabView仿真程序，具有重要的現實意義。LabView沒有提供與HLA/RTI的接口，為了實現基于HLA的多領域協同仿真，需要一種將LabView仿真程序接入HLA/RTI系統中的方法。

目前，國內外尚未明確提出LabView接入HLA的方法與技術。LabVIEW中為網絡通信提供了基于TCP/IP的通信函數，用戶可直接調用TCP模塊中已發布的VI(Virtual?Instrument，虛擬儀器)來完成流程的編寫，無需過多考慮網絡的底層實現。因此，固然可以采用代理的方式使LabView仿真程序間接接入HLA仿真系統，但這種方式使得LabView與中間件/適配器之間存在著額外的非RTI數據通信和時間同步，這必將導致仿真系統結構混雜、難以維護、仿真運行效率低下等問題。

發明內容

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種支持LabView圖形化編程的HLA協同仿真方法，從而能夠充分發揮LabView在圖形化編程和可視化仿真方面的優勢，同時確保HLA協同仿真系統的結的一致性和仿真效率；并將LabView聯邦成員的框架結構和開發過程規范化，同時減小開發工作量，使開發者將主要精力放在模型功能和仿真內容上。

為了完成發明目的，本發明的技術解決方案是：一種支持LabView圖形化編程的HLA協同仿真方法，實現步驟如下：

(1)針對具體的RTI軟件平臺，根據仿真需求進行FOM擴展，并將涉及的HLA服務和回調的復雜過程封裝為結構化的聯邦基礎代碼C++類；

(2)按照LabView調用C++語言程序的CLF接口規范，編寫能夠被CLF節點直接調用的動態鏈接庫文件，稱為CLF-DLL，從而建立LabVIEW圖形化仿真程序與RTI服務函數的聯系；另外，CLF-DLL還負責在LabView圖形化仿真程序和聯邦基礎代碼之間進行數據轉換；

(3)將LabView通過CLF-DLL調用HLA各種服務的過程包裝為CLF節點，稱為HLA-CLF；

(4)利用HLA-CLF建立LabView聯邦成員的仿真流程框架，調用LabView圖形化仿真模型，在LabView圖形化仿真模型I/O和SOM之間建立映射關系，形成獨立、完整的LabView聯邦成員。