[發(fā)明專利]支持數(shù)字化自動映射的無接線可重構實驗儀器面板及方法

有效

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• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107991932B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 董靖川;徐明達;閆傳濱;李巾錠;盧廣華
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉子文

本發(fā)明公開了支持數(shù)字化自動映射的無接線可重構實驗儀器面板及方法，面板包括底板、M×N個矩陣布局的底板接口和F個面板功能模塊。每個底板接口上含有無線供電區(qū)、無線通信區(qū)和固定吸盤。每個面板功能模塊的背面具有無線通信區(qū)、固定吸盤和無線取電區(qū)，正面含有面板功能區(qū)。面板功能模塊上的固定吸盤與底板接口上的固定吸盤呈鏡像，二者能夠相互吸合并對齊，完成模塊安裝。底板為面板功能模塊無線供電并與面板功能模塊進行無線數(shù)字通訊。本發(fā)明可以快速可靠地構建各種專用測控實驗儀器面板，可實現(xiàn)電氣隔離和數(shù)字化自動映射功能，用戶的操作體驗較好。

技術領域

本發(fā)明屬于計算機測控技術領域，具體涉及一種支持數(shù)字化自動映射的無接線可重構實驗儀器面板及方法。

背景技術

在自動化測控技術領域，經常需要設計、制造專用的操作儀器，儀器的面板也需要根據(jù)具體的應用進行全新設計或改裝，占用了相當大的人力、時間及資金。為了能夠加快儀器面板設計進度，可以盡量使用市售的標準面板。但一般批量生產的面板產品難以完全契合具體儀器的布局、按鍵數(shù)量、儀表種類等需求，因此會使儀器操作性變差，甚至容易產生誤操作。為此，可以使用另一種技術，即虛擬儀器面板技術，采用觸摸屏為基礎，通過計算機數(shù)字化技術設計觸摸屏的人機交互界面，可添加各種虛擬儀表、按鍵等交互部件，可更加快速構建出符合需要的儀器面板，并且面板的數(shù)字化使得儀器的信息易于保存、傳輸和重現(xiàn)。但該方法存在兩大問題：首先，虛擬面板缺乏良好的物理反饋，操作上與真實面板差距較大。例如按鍵的彈性、旋鈕的力矩等就很難在虛擬面板上模擬出來。其次，這種虛擬面板只能模擬一些人機交互的部件，無法在面板上添加真實物理信號的輸入、輸出接口及其處理電路。而大部分自動化儀器面板都需要有與物理信號的接口，因此這種方法依然需要為虛擬面板設計各種的輸入、輸出接口及信號處理電路，開發(fā)周期仍然較長。此外，儀器面板在構建中常常需要復雜的信號接線和機械安裝過程，不但使安裝調試復雜，而且易于出線各種電氣及機械問題。

為此，本發(fā)明提出了一種支持數(shù)字化自動映射的可重構實驗儀器面板，解決了快速開發(fā)各種專用儀器面板的問題。該裝置在構建面板時，無需復雜連線及機械安裝操作，可快速進行設計和更改。同時，該方案可自動將重構的儀器面板的信息數(shù)字化，極大地擴展了其應用范圍。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種支持數(shù)字化自動映射的無接線可重構實驗儀器面板及方法，本發(fā)明支持重構后儀器面板的數(shù)字化映射，以加快專用儀器面板的開發(fā)速度，提高可靠性，實現(xiàn)儀器軟件功能訂制及面板信息的數(shù)字化遠程監(jiān)控等功能。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

支持數(shù)字化自動映射的無接線可重構實驗儀器面板，包括底板、M×N個底板接口和F個面板功能模塊。每個底板接口上含有無線供電區(qū)、第一無線通信區(qū)和第一固定吸盤。每個面板功能模塊的背面具有第二無線通信區(qū)、第二固定吸盤和無線取電區(qū)，每個面板功能模塊的正面含有面板功能區(qū)。底板接口采用M行N列的矩陣式布局緊密平鋪固定于底板上。

所述的面板功能模塊正面輪廓形狀等同于S個(1≤S≤M×N)相鄰的底板接口的輪廓。面板功能模塊上的第二固定吸盤與底板接口上的第一固定吸盤呈鏡像布局，使面板功能模塊背面與底板接口相對時，二者能夠相互吸合并對齊，完成模塊的安裝。安裝完成后，面板功能模塊上的無線取電區(qū)和第二無線通信區(qū)分別與底板接口上的無線供電區(qū)和第一無線通信區(qū)對齊。每個底板可以安裝F個(F≤M×N)不同類型的面板功能模塊，如信號輸入、信號輸出、鍵盤輸入、調節(jié)旋鈕、數(shù)字表、液晶顯示器等，構成一套完整的實驗儀器面板。底板通過底板接口上的無線供電區(qū)及面板功能模塊的無線取電區(qū)為面板功能模塊無線供電。底板通過底板接口上的第一無線通信區(qū)及面板功能模塊的第二無線通信區(qū)與面板功能模塊進行無線數(shù)字通訊。