本申請(qǐng)涉及用于教學(xué)的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)高校學(xué)生的實(shí)踐能力的要求越來(lái)越高，高校對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)變得越來(lái)越重要。各高校不僅加強(qiáng)了各種常規(guī)性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增多了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，更是將項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)作為重點(diǎn)進(jìn)行建設(shè)。

在現(xiàn)有的用于實(shí)訓(xùn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，包含如圖1所示的運(yùn)行設(shè)備11、外圍接口12、輸入信號(hào)調(diào)理板和輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)板13、以及與輸入信號(hào)調(diào)理板和輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)板13分別連接的外圍設(shè)備14這四個(gè)部分，外圍設(shè)備14通常包括傳感器、執(zhí)行器等，開(kāi)發(fā)人員可以直接通過(guò)該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與應(yīng)用環(huán)境中的受控設(shè)備進(jìn)行交互、編程和調(diào)試。但是在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部器件繁多，容易損壞，不方便維修，且由于實(shí)際受控設(shè)備通常成本較高，難以在實(shí)驗(yàn)室中為每個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)都搭建一臺(tái)，至多只能搭建有限的幾臺(tái)供教師進(jìn)行演示，因而學(xué)生只能夠做一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，無(wú)法執(zhí)行整個(gè)程序的編寫(xiě)和調(diào)試操作。由于缺乏真實(shí)的應(yīng)用環(huán)境，因而學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，而且由于整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)并未與實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景相結(jié)合，因而實(shí)訓(xùn)效果不夠理想。

現(xiàn)有技術(shù)中還提出了一種全虛擬的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括虛擬的開(kāi)發(fā)設(shè)備、虛擬的運(yùn)行設(shè)備、虛擬的接口板及虛擬仿真的應(yīng)用設(shè)備。但全虛擬的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與實(shí)際場(chǎng)景具有較大的區(qū)別，學(xué)生使用這種實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)完全不能接觸到真實(shí)的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行環(huán)境，全虛擬仿真環(huán)境下所編寫(xiě)的程序、所獲得的開(kāi)發(fā)和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)與實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景有較大出入，不能很好的鍛煉、提升學(xué)生的實(shí)際開(kāi)發(fā)能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服相關(guān)技術(shù)中的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè)和維護(hù)真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的成本太高、全虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)缺乏真實(shí)應(yīng)用設(shè)備及應(yīng)用場(chǎng)景，不能夠較好的鍛煉學(xué)生的實(shí)際開(kāi)發(fā)能力等缺點(diǎn)，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。

根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的第一方面，提供一種仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，包括：

虛擬場(chǎng)景接口板，用于接收用于控制虛擬受控設(shè)備的程序的第一運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將所述第一運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送給虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備；

所述虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備，通過(guò)通訊接口與所述虛擬場(chǎng)景接口板連接，用于基于所述第一運(yùn)行數(shù)據(jù)虛擬演示所述虛擬受控設(shè)備的運(yùn)行。

可選的，所述虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備還用于將虛擬演示過(guò)程中產(chǎn)生的第二運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送給所述虛擬場(chǎng)景接口板，以使所述虛擬場(chǎng)景接口板將所述第二運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送給運(yùn)行所述程序的設(shè)備，以調(diào)整所述程序的運(yùn)行。

可選的，所述虛擬場(chǎng)景接口板用于將所述第一運(yùn)行數(shù)據(jù)或第二運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理和封裝處理，并將處理后的第一運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送給所述虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備，將處理后的第二運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送給運(yùn)行所述程序的設(shè)備；

所述虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備用于基于所述處理后的第一運(yùn)行數(shù)據(jù)虛擬演示所述虛擬受控設(shè)備的運(yùn)行。

可選的，所述虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備包括計(jì)算機(jī)、平板電腦、筆記本、手機(jī)、嵌入式設(shè)備中的任一種。

可選的，所述通訊接口包括基于通用異步串行通訊接口協(xié)議的接口，或基于傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址通訊協(xié)議的接口。

可選的，所述虛擬場(chǎng)景接口板包括：

第一接口部件，用于與運(yùn)行用于控制虛擬受控設(shè)備的程序的設(shè)備連接，以接收所述設(shè)備發(fā)送的所述程序的運(yùn)行數(shù)據(jù)；

微處理器部件，與所述第一接口部件連接，用于處理所述運(yùn)行數(shù)據(jù)；

第二接口部件，與所述微處理器部件連接，用于將所述微處理器部件處理之后的所述運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送給所述虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備。

可選的，所述第一接口部件包括：通用輸入輸出接插件、模擬量輸入輸出接口及高速脈沖信號(hào)接口。

可選的，所述微處理器部件包括單片機(jī)或ARM處理器。

可選的，所述第二接口部件包括：通用異步收發(fā)傳輸器轉(zhuǎn)接口、通用串行總線(xiàn)接插口及以太網(wǎng)接口中的一種或多種。

可選的，所述虛擬場(chǎng)景接口板還包括：

隔離部件，設(shè)置在所述第一接口部件及微處理器部件之間，用于實(shí)現(xiàn)所述虛擬場(chǎng)景接口板與所述程序的運(yùn)行設(shè)備之間的電氣隔離。

本申請(qǐng)的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，可以與嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中實(shí)際開(kāi)發(fā)環(huán)境相適配，方便學(xué)生的開(kāi)發(fā)，只將實(shí)際受控設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景虛擬化，因而降低了實(shí)驗(yàn)室的建造成本，且能夠有效鍛煉學(xué)生的實(shí)際編程和開(kāi)發(fā)能力，提高學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，能夠解決目前大部分實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)或?qū)嵱?xùn)系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)。其中嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中實(shí)際開(kāi)發(fā)環(huán)境可以包括：用于進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)編寫(xiě)的程序開(kāi)發(fā)設(shè)備，例如PC、平板電腦等，以及用于運(yùn)行所編寫(xiě)的程序的程序運(yùn)行設(shè)備，例如51單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板等。學(xué)生和教師能夠通過(guò)程序運(yùn)行設(shè)備上的運(yùn)行過(guò)程以及虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備上演示的運(yùn)行過(guò)程確定程序編寫(xiě)的是否正確，是否需要調(diào)試。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請(qǐng)。

附圖說(shuō)明

此處的附圖被并入說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，示出了符合本申請(qǐng)的實(shí)施例，并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本申請(qǐng)的原理。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本申請(qǐng)根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本申請(qǐng)根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的另一種仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本申請(qǐng)根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種虛擬場(chǎng)景接口板電氣原理圖。

具體實(shí)施方式

這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本申請(qǐng)相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書(shū)中所詳述的、本申請(qǐng)的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

在本申請(qǐng)使用的術(shù)語(yǔ)是僅僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而非旨在限制本申請(qǐng)。在本申請(qǐng)和所附權(quán)利要求書(shū)中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。還應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”是指并包含一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)目的任何或所有可能組合。

應(yīng)當(dāng)理解，盡管在本申請(qǐng)可能采用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等來(lái)描述各種信息，但這些信息不應(yīng)限于這些術(shù)語(yǔ)。這些術(shù)語(yǔ)僅用來(lái)將同一類(lèi)型的信息彼此區(qū)分開(kāi)。例如，在不脫離本申請(qǐng)范圍的情況下，第一信息也可以被稱(chēng)為第二信息，類(lèi)似地，第二信息也可以被稱(chēng)為第一信息。取決于語(yǔ)境，如在此所使用的詞語(yǔ)“如果”可以被解釋成為“在……時(shí)”或“當(dāng)……時(shí)”或“響應(yīng)于確定”。

如圖2所示，圖2是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的框圖，該仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以包括：虛擬場(chǎng)景接口板21和虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備22，其中虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備22可以用于虛擬演示虛擬受控設(shè)備，而非實(shí)際設(shè)備，因而本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆抡鎸?shí)訓(xùn)系統(tǒng)為半虛擬化的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

其中，虛擬場(chǎng)景接口板21，用于接收用于控制受控設(shè)備的程序的運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以包括數(shù)字信號(hào)及模擬信號(hào)燈，并且將該運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，例如封裝，以及將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備22能夠識(shí)別的格式或類(lèi)型，然后通過(guò)串口線(xiàn)或者USB(Universal Serial Bus，通用串行總線(xiàn))將處理之后的運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)通訊接口發(fā)送給虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備22。虛擬場(chǎng)景接口板21接收的運(yùn)行數(shù)據(jù)可以來(lái)自例如嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板等程序運(yùn)行設(shè)備。

虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備22，與虛擬場(chǎng)景接口板21連接，用于將接收到的運(yùn)行數(shù)據(jù)作為控制指令控制虛擬受控設(shè)備進(jìn)行虛擬運(yùn)行演示。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，虛擬受控對(duì)象可以基于虛擬仿真技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如基于虛擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)閥門(mén)、電機(jī)、機(jī)械臂，等。

本申請(qǐng)實(shí)施例中的虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備22可以是任何能夠運(yùn)行虛擬場(chǎng)景軟件并進(jìn)行虛擬效果演示的設(shè)備，包括：終端，例如PC(Personal Computer，個(gè)人計(jì)算機(jī))、平板電腦、筆記本、手機(jī)、或嵌入式系統(tǒng)設(shè)備等。虛擬場(chǎng)景接口板21和虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備22之間的通訊接口，支持基于通用異步串行通訊接口協(xié)議的通訊方式，可以包括RS232、RS485、藍(lán)牙、紅外、ZigBee等。該通訊接口，還可以支持基于TCP(Transmission Control Protocol，傳輸控制協(xié)議)/IP(Internet Protocol，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)地址通訊協(xié)議的物理通訊接口，包括有線(xiàn)以太網(wǎng)通訊接口、無(wú)線(xiàn)Wifi(Wireless Fidelity，無(wú)線(xiàn)保真)通訊接口。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，虛擬受控對(duì)象在虛擬演示過(guò)程中的運(yùn)行數(shù)據(jù)，例如閥門(mén)的開(kāi)關(guān)量、電機(jī)的轉(zhuǎn)速等運(yùn)行數(shù)據(jù)也可以被虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備22檢測(cè)到，并通過(guò)通訊接口傳回虛擬場(chǎng)景接口板21，從而虛擬場(chǎng)景接口板21可以將該運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換之后，例如轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)及模擬信號(hào)等，然后傳回程序運(yùn)行設(shè)備，從而程序運(yùn)行設(shè)備可以將收到的反饋數(shù)據(jù)作為新的輸入條件，繼續(xù)模擬實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下的運(yùn)行。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，可以與嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中實(shí)際開(kāi)發(fā)環(huán)境相適配，方便學(xué)生的開(kāi)發(fā)，只將實(shí)際受控設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景虛擬化，因而降低了實(shí)驗(yàn)室的建造成本，且能夠有效鍛煉學(xué)生的實(shí)際編程和開(kāi)發(fā)能力，提高學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，能夠解決目前大部分實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)或?qū)嵱?xùn)系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)。其中嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中實(shí)際開(kāi)發(fā)環(huán)境可以包括：用于進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)編寫(xiě)的程序開(kāi)發(fā)設(shè)備，例如PC、平板電腦等，以及用于運(yùn)行所編寫(xiě)的程序的程序運(yùn)行設(shè)備，例如51單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板等。學(xué)生和教師能夠通過(guò)程序運(yùn)行設(shè)備上的運(yùn)行過(guò)程以及虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備上演示的運(yùn)行過(guò)程確定程序編寫(xiě)的是否正確，是否需要調(diào)試。如圖3所示，圖3是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的另一種仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的框圖，該仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以包括：程序開(kāi)發(fā)設(shè)備31、程序運(yùn)行設(shè)備32、虛擬場(chǎng)景接口板33和虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備34，其中虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備34可以用于虛擬演示虛擬受控設(shè)備，而非實(shí)際設(shè)備，因而本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆抡鎸?shí)訓(xùn)系統(tǒng)為半虛擬化的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

其中，程序開(kāi)發(fā)設(shè)備31，用于進(jìn)行程序的開(kāi)發(fā)和編寫(xiě)，該程序用于控制受控設(shè)備，并將編寫(xiě)的程序?qū)懭氲竭\(yùn)行設(shè)備32中。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，程序開(kāi)發(fā)設(shè)備31可以為電腦，用于教師、學(xué)生對(duì)基于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行開(kāi)發(fā)、編寫(xiě)，該程序用于控制虛擬受控設(shè)備的運(yùn)行，該虛擬受控設(shè)備可以為在虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備34上虛擬的例如閥門(mén)、機(jī)械臂、電機(jī)等受控設(shè)備。

程序運(yùn)行設(shè)備32，與程序開(kāi)發(fā)設(shè)備31連接，用于運(yùn)行程序開(kāi)發(fā)設(shè)備21所寫(xiě)入的程序。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，程序運(yùn)行設(shè)備32可以為例如嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板、51單片機(jī)、計(jì)算機(jī)、PLC(Programmable Logic Controller，可編程控制器)等，并且程序運(yùn)行設(shè)備32可以包括傳感器、執(zhí)行器、開(kāi)關(guān)以及調(diào)節(jié)器等外圍設(shè)備。其中傳感器用于檢測(cè)當(dāng)前的溫度、電流、電壓等數(shù)據(jù)，這些檢測(cè)的數(shù)據(jù)可以用于作為該程序的輸入，執(zhí)行器用于將該程序的運(yùn)行數(shù)據(jù)作為控制信息，該運(yùn)行數(shù)據(jù)可以包括數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)等，并基于該控制信息對(duì)虛擬受控對(duì)象施加控制作用。

例如，虛擬受控對(duì)象為閥門(mén)，控制信息為開(kāi)關(guān)量1，那么該控制信息用于控制閥門(mén)打開(kāi)，控制信息為開(kāi)關(guān)量0，那么該控制信息用于控制閥門(mén)關(guān)閉；再例如，虛擬受控對(duì)象為機(jī)械臂，在控制信息為抬高時(shí)，用于控制機(jī)械臂抬高設(shè)定的高度，在控制信息為降低時(shí)，用于控制機(jī)械臂降低設(shè)定的高度。

虛擬場(chǎng)景接口板33，用于接收來(lái)自程序運(yùn)行設(shè)備32的運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以包括數(shù)字信號(hào)及模擬信號(hào)燈，并且將該運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，例如封裝，以及將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備34能夠識(shí)別的格式或類(lèi)型，然后通過(guò)串口線(xiàn)或者USB將處理之后的運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)通訊接口發(fā)送給虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備34。虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備34，與虛擬場(chǎng)景接口板33連接，用于將接收到的運(yùn)行數(shù)據(jù)作為控制指令控制虛擬受控設(shè)備進(jìn)行虛擬運(yùn)行演示。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，虛擬受控對(duì)象可以基于虛擬仿真技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如基于虛擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)閥門(mén)、電機(jī)、機(jī)械臂，等。

本申請(qǐng)實(shí)施例中的虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備32可以是任何能夠運(yùn)行虛擬場(chǎng)景軟件并進(jìn)行虛擬效果演示的設(shè)備，包括：終端，例如PC、平板電腦、筆記本、手機(jī)、或嵌入式系統(tǒng)設(shè)備等。虛擬場(chǎng)景接口板33和虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備34之間的通訊接口，可以參考圖1中對(duì)通訊接口的描述。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，虛擬受控對(duì)象在虛擬演示過(guò)程中的運(yùn)行數(shù)據(jù)，例如閥門(mén)的開(kāi)關(guān)量、電機(jī)的轉(zhuǎn)速等運(yùn)行數(shù)據(jù)也可以被虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備34檢測(cè)到，并通過(guò)通訊接口傳回虛擬場(chǎng)景接口板33，從而虛擬場(chǎng)景接口板33可以將該運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換之后，例如轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)及模擬信號(hào)等，然后傳回程序運(yùn)行設(shè)備32，從而程序運(yùn)行設(shè)備32可以將收到的反饋數(shù)據(jù)調(diào)整輸入條件，繼續(xù)模擬實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下的運(yùn)行。

舉例而言，通過(guò)程序開(kāi)發(fā)設(shè)備21所編寫(xiě)的程序?yàn)橛糜谡{(diào)整閥門(mén)開(kāi)度的程序，程序運(yùn)行設(shè)備22運(yùn)行該程序，并將運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過(guò)虛擬場(chǎng)景接口板23發(fā)送給虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備24，虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備24基于該程序控制虛擬閥門(mén)的運(yùn)行，閥門(mén)打開(kāi)過(guò)程中的位置信息可以回傳給程序運(yùn)行設(shè)備22，程序運(yùn)行設(shè)備22基于該位置信息來(lái)調(diào)整閥門(mén)打開(kāi)的速度、閥門(mén)的打開(kāi)時(shí)間等。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆抡鎸?shí)訓(xùn)系統(tǒng)，將應(yīng)用場(chǎng)景采用虛擬仿真的方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，這種半虛擬化的仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)能夠保證學(xué)生在實(shí)際的開(kāi)發(fā)、運(yùn)行環(huán)境下對(duì)實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行開(kāi)發(fā)、調(diào)試，而對(duì)于實(shí)驗(yàn)程序編寫(xiě)完成后的應(yīng)用場(chǎng)景環(huán)境則是虛擬、可共享、可重用、以及可擴(kuò)展的，這有利于鍛煉學(xué)生實(shí)際開(kāi)發(fā)的能力、降低實(shí)驗(yàn)的建設(shè)和維護(hù)成本；由于應(yīng)用場(chǎng)景是虛擬的，具有較高的可擴(kuò)展性，可以結(jié)合實(shí)際的產(chǎn)品項(xiàng)目，將其應(yīng)用環(huán)境虛擬化，從而可以打造與實(shí)際產(chǎn)品項(xiàng)目一致的升級(jí)的、新的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)；學(xué)生甚至可以帶著便攜的程序運(yùn)行設(shè)備、虛擬場(chǎng)景接口板及虛擬應(yīng)用場(chǎng)景軟件，帶回宿舍進(jìn)行研究，學(xué)習(xí)時(shí)間、場(chǎng)所并不被禁錮在上課時(shí)間和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。

如圖4所示，圖4是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種基于嵌入式微處理器的虛擬場(chǎng)景接口板電氣原理圖，如圖4所示，該虛擬場(chǎng)景接口板包括：第一接口部件41、微處理器部件42、以及第二接口部件43。

其中，第一接口部件41與微處理器部件42連接，包括各種GPIO(General Purpose Input Output，通用輸入輸出)接插件、模擬量輸入輸出接口、高速脈沖信號(hào)接口等，用于與程序運(yùn)行設(shè)備連接，接收和處理程序運(yùn)行設(shè)備在運(yùn)行程序過(guò)程中的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，。

微處理器部件42與第一接口部件41連接，微處理器部件42可以是單片機(jī)，也可以是ARM(Advanced RISC Machines)處理器。在圖4所示出的部件中，根據(jù)虛擬應(yīng)用場(chǎng)景的不同，模擬量的輸入輸出通道及轉(zhuǎn)換器是可選的。例如，如果虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備中只產(chǎn)生有數(shù)字量信號(hào)，則可選用不帶AD轉(zhuǎn)換器和DA轉(zhuǎn)換器的微處理器。針對(duì)高速數(shù)字量信號(hào)，如脈沖信號(hào)，則使用嵌入式微處理器42的計(jì)數(shù)器或中斷引腳進(jìn)行捕捉或輸出。

第二接口部件43可以包括USB/UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步收發(fā)傳輸器)轉(zhuǎn)接口、USB接插口以及以太網(wǎng)接口(圖4中為RJ45插頭)中的一種或多種，結(jié)合圖3所示實(shí)施例的描述，第二接口部件43用于將接收的來(lái)自程序運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送給虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備。

本申請(qǐng)實(shí)施例中，在第一接口部件41和微處理器部件42之間，還可以包括：隔離部件44，例如光電耦合電路，用于實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景接口板及程序開(kāi)發(fā)設(shè)備之間的電氣隔離，從而提高虛擬場(chǎng)景接口板的可靠性。但是當(dāng)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)具備模擬量通道時(shí)，無(wú)需實(shí)現(xiàn)電氣隔離，可以省略隔離部件44。

下面通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆抡鎸?shí)訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。

本實(shí)施例中，仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)用于控制虛擬場(chǎng)景運(yùn)行設(shè)備中二自由度自動(dòng)進(jìn)樣器應(yīng)用場(chǎng)景軟件。

學(xué)生使用PC機(jī)開(kāi)發(fā)編寫(xiě)了用于控制二自由度自動(dòng)進(jìn)樣器(具體可以例如離子色譜儀配套的自動(dòng)進(jìn)樣器)的程序，并將該程序?qū)懭氲絇LC中進(jìn)行運(yùn)行，PLC將運(yùn)行過(guò)程中的運(yùn)行數(shù)據(jù)(如開(kāi)關(guān)量信號(hào)、模擬量信號(hào)等)作為控制指令發(fā)送給虛擬場(chǎng)景接口板，虛擬場(chǎng)景接口板將該控制指令封裝打包，轉(zhuǎn)換為PC機(jī)能夠識(shí)別和處理的格式，然后基于USB通訊協(xié)議將處理后的控制指令發(fā)送給PC機(jī)，PC機(jī)上安裝有二自由度自動(dòng)進(jìn)樣器的虛擬應(yīng)用場(chǎng)景軟件，PC機(jī)基于接收到的控制指令控制二自由度自動(dòng)進(jìn)樣器的虛擬運(yùn)行演示，并且PC機(jī)將虛擬運(yùn)行過(guò)程中檢測(cè)到的數(shù)據(jù)例如位置數(shù)據(jù)等通過(guò)虛擬場(chǎng)景接口板反饋給PLC，以使PLC將反饋數(shù)據(jù)作為新的輸入條件執(zhí)行下一步動(dòng)作。

在學(xué)校的實(shí)際應(yīng)用中，每個(gè)半虛擬化的仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可供一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組使用，小組人數(shù)一般為2人。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以為每個(gè)小組分配一套虛擬場(chǎng)景軟件及其運(yùn)行設(shè)備、虛擬場(chǎng)景接口板、程序運(yùn)行設(shè)備、程序開(kāi)發(fā)設(shè)備(PC)。這樣，既可以充分鍛煉學(xué)生的實(shí)際程序開(kāi)發(fā)能力、調(diào)試能力，也充分降低了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本。例如在學(xué)生需要編寫(xiě)控制電機(jī)的程序的情況下，每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組都配備一臺(tái)電機(jī)成本太高，不易實(shí)現(xiàn)，而通過(guò)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的半虛擬化的方式，不僅能夠容易的搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，也有利于鍛煉學(xué)生實(shí)際開(kāi)發(fā)的能力。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆抡鎸?shí)訓(xùn)系統(tǒng)，將應(yīng)用場(chǎng)景采用虛擬仿真的方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，能夠保證學(xué)生在實(shí)際的開(kāi)發(fā)、運(yùn)行環(huán)境下對(duì)實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行開(kāi)發(fā)、調(diào)試，而對(duì)于實(shí)驗(yàn)程序編寫(xiě)完成后的應(yīng)用場(chǎng)景環(huán)境則是虛擬、可共享、可重用、以及可擴(kuò)展的，這有利于鍛煉學(xué)生實(shí)際開(kāi)發(fā)的能力、降低實(shí)驗(yàn)的建設(shè)和維護(hù)成本；由于應(yīng)用場(chǎng)景是虛擬的，具有較高的可擴(kuò)展性，可以進(jìn)一步結(jié)合實(shí)際的產(chǎn)品項(xiàng)目，將這些項(xiàng)目的應(yīng)用環(huán)境虛擬化，就可以打造與實(shí)際產(chǎn)品項(xiàng)目一致的升級(jí)的、新的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)；學(xué)生甚至可以帶著便攜的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)程序運(yùn)行設(shè)備、虛擬場(chǎng)景接口板及虛擬應(yīng)用場(chǎng)景軟件，回宿舍研究，學(xué)習(xí)時(shí)間、場(chǎng)所并不被禁錮在上課時(shí)間和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說(shuō)明書(shū)及實(shí)踐這里公開(kāi)的申請(qǐng)后，將容易想到本申請(qǐng)的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本申請(qǐng)的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本申請(qǐng)的一般性原理并包括本申請(qǐng)未公開(kāi)的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說(shuō)明書(shū)和實(shí)施例僅被視為示例性的，本申請(qǐng)的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

以上所述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本申請(qǐng)，凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)保護(hù)的范圍之內(nèi)。