[發(fā)明專利]基于云服務(wù)器的信號處理虛擬實驗仿真系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710629005.4
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107370739B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08;G06Q50/20
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;丁浩秋

1.一種基于云服務(wù)器的信號處理虛擬實驗仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括通過網(wǎng)絡(luò)連接的云服務(wù)器、用戶終端和虛擬實驗應(yīng)用網(wǎng)關(guān)；

所述云服務(wù)器內(nèi)置有虛擬實驗管理系統(tǒng)，所述虛擬實驗管理系統(tǒng)用于接收用戶終端實驗操作指令，管理各虛擬實驗應(yīng)用網(wǎng)關(guān)對應(yīng)的信號系統(tǒng)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(shù)據(jù)；用戶終端向云服務(wù)器的約定端口發(fā)送Socket連接請求，云服務(wù)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(yōu)先級休眠狀態(tài)線程，若獲取失敗則構(gòu)造新線程，若獲取成功則直接將任務(wù)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(shù)據(jù)返回服務(wù)；

虛擬實驗應(yīng)用網(wǎng)關(guān)，與至少一個信號系統(tǒng)實驗板卡連接，用于管理信號系統(tǒng)實驗板卡，實時監(jiān)測其狀態(tài)并將結(jié)果上傳到云服務(wù)器；

信號系統(tǒng)實驗板卡，安裝有信號系統(tǒng)電路，用于解析實驗參數(shù)，執(zhí)行實驗操作，采集實驗數(shù)據(jù)并上傳至虛擬實驗應(yīng)用網(wǎng)關(guān)；

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(zhí)行、結(jié)果繪圖，用戶終端登入虛擬實驗App后獲取來自云服務(wù)器的訪問碼，獲得信號系統(tǒng)實驗板卡的使用權(quán)限，確認(rèn)實驗類型后將實驗請求發(fā)送給云服務(wù)器，云服務(wù)器根據(jù)實驗請求檢索庫中可用的信號系統(tǒng)實驗板卡并分配給用戶，信號系統(tǒng)實驗板卡匹配成功后進(jìn)入實驗界面，將實驗操作指令通過虛擬實驗應(yīng)用網(wǎng)關(guān)傳遞給信號處理實驗板卡執(zhí)行實驗操作并返回數(shù)據(jù)；根據(jù)實驗數(shù)據(jù)通過視圖模型實時繪制實驗波形。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于云服務(wù)器的信號處理虛擬實驗仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述云服務(wù)器在分配信號系統(tǒng)實驗板卡時，將信號系統(tǒng)實驗板卡使用申請?zhí)砑拥綌?shù)據(jù)庫緩存表中，等待虛擬實驗應(yīng)用網(wǎng)關(guān)批準(zhǔn)，云服務(wù)器通過心跳包以反饋形式將待處理事件發(fā)送虛擬實驗應(yīng)用網(wǎng)關(guān)，虛擬實驗應(yīng)用網(wǎng)關(guān)與信號處理實驗板卡協(xié)商后，給予指定用戶使用信號處理實驗板卡的權(quán)限，然后云服務(wù)器將所選網(wǎng)關(guān)IP地址及信號處理實驗板卡號發(fā)送給用戶終端，用戶終端與虛擬實驗應(yīng)用網(wǎng)關(guān)建立連接，進(jìn)入實驗界面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于云服務(wù)器的信號處理虛擬實驗仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理實驗板卡定時向虛擬實驗應(yīng)用網(wǎng)關(guān)發(fā)送心跳包，上傳連接狀態(tài)，虛擬實驗應(yīng)用網(wǎng)關(guān)定時打包管轄內(nèi)所有信號處理實驗板卡的最新狀態(tài)，添加指令頭與虛擬教室編號，發(fā)送給云服務(wù)器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的基于云服務(wù)器的信號處理虛擬實驗仿真系統(tǒng)，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(wǎng)絡(luò)接口連接上位機(jī)，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(wù)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(wù)器的訪問碼，獲得信號系統(tǒng)實驗板卡的使用權(quán)限，確認(rèn)實驗類型后將實驗請求發(fā)送給云服務(wù)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(zhí)行、結(jié)果繪圖；用戶終端向云服務(wù)器的約定端口發(fā)送Socket連接請求，云服務(wù)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(yōu)先級休眠狀態(tài)線程，若獲取失敗則構(gòu)造新線程，若獲取成功則直接將任務(wù)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(shù)據(jù)返回服務(wù)；

S02：云服務(wù)器根據(jù)實驗請求檢索庫中可用的信號系統(tǒng)實驗板卡并分配給用戶，信號系統(tǒng)實驗板卡匹配成功后進(jìn)入實驗界面；

S03：將實驗操作指令通過虛擬實驗應(yīng)用網(wǎng)關(guān)傳遞給信號處理實驗板卡執(zhí)行實驗操作并返回實驗數(shù)據(jù)；

S04：用戶終端接收實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)通過視圖模型實時繪制實驗波形。