[發明專利]基于云服務器的信號處理虛擬實驗仿真系統及方法

有效

• 申請號: 201710629005.4
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107370739B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 王必成;殷琪媛;謝丹丹;胡劍凌;周敏彤;游善紅
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08;G06Q50/20
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;丁浩秋

1.一種基于云服務器的信號處理虛擬實驗仿真系統，其特征在于，包括通過網絡連接的云服務器、用戶終端和虛擬實驗應用網關；

所述云服務器內置有虛擬實驗管理系統，所述虛擬實驗管理系統用于接收用戶終端實驗操作指令，管理各虛擬實驗應用網關對應的信號系統實驗板卡，記錄實驗信息；

用戶終端，安裝有虛擬實驗App，提供實驗操作界面，上傳實驗操作指令，接收實驗數據；用戶終端向云服務器的約定端口發送Socket連接請求，云服務器的主線程接收請求后，喚醒一條三級線程管理池中的中級優先級休眠狀態線程，若獲取失敗則構造新線程，若獲取成功則直接將任務傳遞到線程中，每條線程專門為一個用戶終端提供指令接收、解析、數據返回服務；

虛擬實驗應用網關，與至少一個信號系統實驗板卡連接，用于管理信號系統實驗板卡，實時監測其狀態并將結果上傳到云服務器；

信號系統實驗板卡，安裝有信號系統電路，用于解析實驗參數，執行實驗操作，采集實驗數據并上傳至虛擬實驗應用網關；

虛擬實驗App的功能包括為用戶提供登入、注冊、注銷、實驗類型選擇、實驗執行、結果繪圖，用戶終端登入虛擬實驗App后獲取來自云服務器的訪問碼，獲得信號系統實驗板卡的使用權限，確認實驗類型后將實驗請求發送給云服務器，云服務器根據實驗請求檢索庫中可用的信號系統實驗板卡并分配給用戶，信號系統實驗板卡匹配成功后進入實驗界面，將實驗操作指令通過虛擬實驗應用網關傳遞給信號處理實驗板卡執行實驗操作并返回數據；根據實驗數據通過視圖模型實時繪制實驗波形。

2.根據權利要求1所述的基于云服務器的信號處理虛擬實驗仿真系統，其特征在于，所述云服務器在分配信號系統實驗板卡時，將信號系統實驗板卡使用申請添加到數據庫緩存表中，等待虛擬實驗應用網關批準，云服務器通過心跳包以反饋形式將待處理事件發送虛擬實驗應用網關，虛擬實驗應用網關與信號處理實驗板卡協商后，給予指定用戶使用信號處理實驗板卡的權限，然后云服務器將所選網關IP地址及信號處理實驗板卡號發送給用戶終端，用戶終端與虛擬實驗應用網關建立連接，進入實驗界面。

3.根據權利要求1所述的基于云服務器的信號處理虛擬實驗仿真系統，其特征在于，所述信號處理實驗板卡定時向虛擬實驗應用網關發送心跳包，上傳連接狀態，虛擬實驗應用網關定時打包管轄內所有信號處理實驗板卡的最新狀態，添加指令頭與虛擬教室編號，發送給云服務器。

4.根據權利要求1-3任一項所述的基于云服務器的信號處理虛擬實驗仿真系統，其特征在于，所述信號處理實驗板卡包括處理模塊和與其連接的可編程邏輯器件CPLD，所述處理模塊通過網絡接口連接上位機，所述處理模塊連接第一下載模塊、A/D模塊和D/A模塊，所述可編程邏輯器件連接按鍵電路和LED顯示電路。

5.一種基于云服務器的信號處理虛擬實驗仿真方法，其特征在于，包括：

S01：用戶終端登入虛擬實驗App后獲取來自云服務器的訪問碼，獲得信號系統實驗板卡的使用權限，確認實驗類型后將實驗請求發送給云服務器；所述虛擬實驗App的功能包括為用戶提供登入、注冊、注銷、實驗類型選擇、實驗執行、結果繪圖；用戶終端向云服務器的約定端口發送Socket連接請求，云服務器的主線程接收請求后，喚醒一條三級線程管理池中的中級優先級休眠狀態線程，若獲取失敗則構造新線程，若獲取成功則直接將任務傳遞到線程中，每條線程專門為一個用戶終端提供指令接收、解析、數據返回服務；

S02：云服務器根據實驗請求檢索庫中可用的信號系統實驗板卡并分配給用戶，信號系統實驗板卡匹配成功后進入實驗界面；

S03：將實驗操作指令通過虛擬實驗應用網關傳遞給信號處理實驗板卡執行實驗操作并返回實驗數據；

S04：用戶終端接收實驗數據，根據實驗數據通過視圖模型實時繪制實驗波形。