一种可在线动态调整检测任务的网络仪器

摘要

本发明适用于计算机应用技术领域，提供了一种根据检测任务需求可在线调整检测任务的网络仪器，工作终端内存地址和解决分布网络测量的网络地址的归一化地址序列，通过配置构件建立动态数据和信息交换通道；仪器构件独立工作，按照仪器数据传递序列动态响应数据流，并结合自身功能把处理后的数据打包，再按照路由表地址依次传递；构件设有数据解析器，根据数据包字头自动调用功能块自行处理；可从构件库选用需求构件，即插即用；数据流和信息流格式化封装，构件根据信息自动完成配置和数据处理任务；构件根据自身功能通过通道分类可处理和存储各类数据；根据检查任务按需搭建网络仪器，操作简单，不存在仪器升级问题，具有较强的推广与应用价值。

说明书

技术领域

本发明属于计算机应用技术领域，尤其涉及一种可在线动态调整检测任务 的网络仪器。

背景技术

随着现代生产系统规模的不断扩大和人类生活起居的信息化，人类对各类 信息的需求也不断增大。在检测手段方面，各类检测仪器层出不穷，从台式检 测仪表到便携式检测，从基于虚拟仪器系统到分布式网络化仪器等技术不断更 新换代。人类在该领域的研究不断完善着从数据采集、数据分析与处理以及显 示和存储的各个环节，有力地推进了工业测控技术和仪器仪表技术的进步。

目前，仪器的网络化技术研究是仪器科学领域的热点，比较流行的研究方 法主要基于B/S模式和C/S模式，或者构建在庞大的信息交换平台上，B/S模 式采用Web技术，通过开发网络应用程序实现对检测对象的网络监测；C/S模 式的网络检测仪器采用客户端-服务器模式实现检测目标的分布式检测。

现有网络检测技术在现代网络检测应用中发挥了重要作用，但是在检测系 统设计上是结合特定任务研发的，架构非开放式，不能根据检测任务而调整， 给用户造成许多不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在线动态调整检测任务的网络仪器，旨在解 决现有网络检测技术在现代网络检测应用中发挥了重要作用，但是在检测系统 设计上是结合特定任务研发的，架构非开放式，不能根据检测任务而调整，给 用户造成许多不便的问题。

本发明的目的在于提供一种可在线动态调整检测任务的网络仪器，该网络 仪器包括：

耦合环境支撑平台，根据检测体系的分布空间，安装在网络环境中的多台 检测服务器上，用于采集检测数据，对检测数据进行处理、存储功能

终端仪器集成模块，与所述耦合环境支撑平台相连接，用于构建终端仪器 界面，并提供终端仪器界面所必须的管理机制。

进一步，所述耦合环境支撑平台由网络功能类智能构件组成，所述网络功 能类智能构件由数据采集智能构件、数据处理智能构件及数据存储智能构件构 成，若干个所述网络功能类智能构件构成了一个网络功能类智能构件库；

所述终端仪器集成模块由终端仪器集成主板、网络接口构件及终端仪器智 能构件组成，所述终端仪器智能构件可根据需要插接在终端仪器集成主板上， 若干个所述终端仪器智能构件构成了一个终端仪器智能构件库。

进一步，所述终端仪器智能构件由按钮类构件、参数输入类构件，数字显 示类构件、波形显示类构件、信号处理类构件、NET接口构件、网络构件映射 构件、数据特征信息显示构件。

进一步，根据检测任务的需要，用户选择网络功能类智能构件和终端仪器 智能构件组成一个检测案例，检测案例通过地址空间进行数据流的传递，即网 络环境中检测对象通过所述数据采集智能构件获取检测数据后，通过网络功能 类智能构件的IP地址传递给网络环境中的所述数据处理智能构件或数据智能 存储构件，也可直接传递给终端仪器集成主板上具有IP地址的网络接口构件， 网络接口构件接受数据后通过集成主板上的内存地址空间完成仪器界面各构件 之间的数据交换；

检测案例中可根据检测需要动态添加和删除，通过IP地址和终端内存地址 完成全局数据交换，所述网络功能类智能构件与终端仪器智能构件之间独立处 理检测任务，并按照数据传递路由通道传递数据。

进一步，所述网络功能类智能构件中的各个构件由构件功能组、网络功能 模块和数据交换路由表构成。

进一步，所述终端仪器智能构件由外部属性模块、功能模块以及消息收发 模块构成。

进一步，该网络仪器还包括用作网络功能类智能构件功能配置与信息交换 格式、网络功能类智能构件之间数据交换格式及终端仪器智能构件之间数据交 换格式的数据和信息交换协议。

进一步，所述可在线动态调整检测任务的网络仪器构建方法：

选取终端仪器构件，搭建仪器界面；

通过网络映射构件选用网络功能类智能构件；

配置终端仪器构件界面参数和工作参数，配置构件之间数据交换通道；

通过终端网络映射构件连接网络构件，配置工作参数和数据路由通道；

通过终端仪器界面操控按钮启动检测任务，网络映射构件利用信息交换协 议发指令给网络功能智能构件。

本发明提供的根据检测任务需求可在线调整检测任务的网络仪器，工作终 端内存地址和解决分布网络测量的网络地址的归一化地址序列，通过配置构件 建立动态数据和信息交换通道；仪器构件独立工作，按照仪器数据传递序列动 态响应数据流，并结合自身功能把处理后的数据打包，然后按照路由表地址依 次传递；构件设有数据解析器，根据数据包字头自动调用功能块自行处理；可 从构件库选用需求构件，即插即用；数据流和信息流格式化封装，构件根据信 息自动完成配置和数据处理任务；构件根据自身功能通过通道分类可处理和存 储各类数据；根据检查任务按需搭建网络仪器，操作简单，不存在仪器升级问 题，具有较强的推广与应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的可在线动态调整检测任务的网络仪器的结构框 图；

图2是本发明实施例提供的可在线动态调整检测任务的网络仪器的工作原 理示意图；

图3是本发明实施例提供的可在线动态调整检测任务的网络仪器的检测实 例的动态创建示意图；

图4是本发明实施例提供的可在线动态调整检测任务的网络仪器的应用案 例构建流程示意图；

图5是本发明实施例提供的可在线动态调整检测任务的网络仪器中网络功 能类智能构件和终端仪器智能构件的结构模型示意图；

图6是本发明实施例提供的网络功能类智能构件的数据和信息交换模式示 意图；

图7是本发明实施实例提供的基于XML语言的仪器单构件配置语言格式及 其构件。

图中：11、耦合环境支撑平台；111、数据采集智能构件；112、数据处理 智能构件；113、数据存储智能构件；12、终端仪器集成模块；121、终端仪器 集成主板；122、网络接口构件；123、终端仪器智能构件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1-7示出了本发明实施例提供的可在线动态调整检测任务的网络仪器的 结构。为了便于说明，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分。

该网络仪器包括：

耦合环境支撑平台11，根据检测体系的分布空间，安装在网络环境中的多 台检测服务器上，用于采集检测数据，对检测数据进行处理、存储功能。

终端仪器集成模块12，与耦合环境支撑平台11相连接，用于构建终端仪 器界面，并提供终端仪器界面所必须的管理机制。

在本发明实施例中，耦合环境支撑平台11由网络功能类智能构件组成，网 络功能类智能构件由数据采集智能构件111、数据处理智能构件112及数据存 储智能构件113连接构成，若干个网络功能类智能构件构成了一个网络功能类 智能构件库；

终端仪器集成模块12由终端仪器集成主板121、网络接口构件122及终端 仪器智能构件123组成，终端仪器智能构件123可根据需要插接在终端仪器集 成主板121上，若干个终端仪器智能构件123构成了一个终端仪器智能构件123 库。

在本发明实施例中，终端仪器智能构件123由按钮类构件、参数输入类构 件，数字显示类构件、波形显示类构件、信号处理类构件、NET接口构件、网 络构件映射构件、数据特征信息显示构件。

在本发明实施例中，根据检测任务的需要，用户选择网络功能类智能构件 和终端仪器智能构件123组成一个检测案例，检测案例通过地址空间进行数据 流的传递，即网络环境中检测对象通过数据采集智能构件111获取检测数据后， 通过网络功能类智能构件的IP地址传递给网络环境中的数据处理智能构件112 或数据智能存储构件，也可直接传递给终端仪器集成主板121上具有IP地址的 网络接口构件122，网络接口构件122接受数据后通过集成主板上的内存地址 空间完成仪器界面各构件之间的数据交换；

检测案例中可根据检测需要动态添加和删除，通过IP地址和终端内存地址 完成全局数据交换，网络功能类智能构件与终端仪器智能构件123之间独立处 理检测任务，并按照数据传递路由通道传递数据。

在本发明实施例中，网络功能类智能构件中的各个构件由构件功能组、网 络功能模块和数据交换路由表构成。

在本发明实施例中，终端仪器智能构件123由外部属性模块、功能模块以 及消息收发模块构成。

在本发明实施例中，该网络仪器还包括用作网络功能类智能构件功能配置 与信息交换格式、网络功能类智能构件之间数据交换格式及终端仪器智能构件 123之间数据交换格式的数据和信息交换协议。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

本发明实施例提供了一种用于可在线调整检测任务的网络仪器，属于计算 机应用技术领域，工作终端内存地址和解决分布网络测量的网络地址的归一化 地址序列，通过配置构件建立动态数据和信息交换通道；仪器构件独立工作， 按照仪器数据传递序列动态响应数据流，并结合自身功能把处理后的数据打包， 然后按照路由表地址依次传递；构件设有数据解析器，根据数据包字头自动调 用功能块自行处理；可从构件库选用需求构件，即插即用；数据流和信息流格 式化封装，构件根据信息自动完成配置和数据处理任务；构件根据自身功能通 过通道分类可处理和存储各类数据；根据检查任务按需搭建网络仪器，操作简 单，不存在仪器升级问题，具有较强的推广与应用价值。

本发明的主要目的在于提供一种基于智能仪器构件和网络平台的可在线动 态调整检测任务的网络仪器；它具有把集成网络功能和仪器功能的智能构件动 态耦合的特点，用户可通过仪器终端选配仪器构件和检测对象就可快速完成仪 器的设计以满足检测任务的需要，同时根据检测任务的需要可在线改变仪器案 例中仪器构成单元的组成。

(1)整体工作原理

本发明提供的网络仪器是一个能在网络环境中通过动态耦合仪器智能构件 完成仪器检测案例(或实例)动态构建的仪器平台。

该仪器平台包括两大组成部分：网络仪器耦合环境支撑平台11和终端仪器 集成主板121，网络仪器耦合环境支撑平台11集成有完成检测数据处理、存储 等功能的仪器智能构件单元，根据检测体系的分布空间，支撑平台安装在网络 环境中的多台检测服务器上。终端仪器集成主板121集成有仪器界面元素智能 构件集(类似Labview软件中的控件)，并提供仪器界面所必须的管理机制，用 户根据检测需要把界面智能构件动态插接在主板上，构建终端仪器界面。

根据检测的需要，用户选择网络功能类智能构件和终端仪器智能构件123 组成一个检测案例(或实例)，检测案例通过地址空间进行数据流的传递，即网 络环境中检测对象通过数据采集智能构件111获取检测数据后，通过网络构件 IP地址传递给网络环境中数据处理构件或数据存储构件，也可以直接传递给终 端仪器集成主板121上的网络接口构件122(具有IP地址)，网络接口构件122 接受数据后通过集成主板上的内存地址空间完成仪器界面各构件之间的数据交 换。

检测案例中网络功能类智能构件和终端仪器智能构件123可根据检测需要 动态添加和删除，通过IP地址和终端内存地址完成全局数据交换。构件之间独 立处理检测任务，并按照数据传递路由通道传递数据。

(2)网络仪器平台上检测实例的动态创建

图3中，数据采集构件1由用户终端DAQ映射构件所配置，把获取的检测 数据通过网络传递到NET接口构件，NET接口构件直接把数据写入数据显示构 件所配置的内存地址通道中，数据显示构件动态读取数据并刷新显示窗口。其 次，NET接口构件把数据写入数据处理构件所配置的内存地址通道中，数据处 理构件运算特征参数，然后把数据写入仪表构件所配置的内存地址通道，仪表 构件显示检测特征数据。数据采集构件2由另一DAQ映射构件所配置，把采集 得到的数据分两路传递，一路通过网络数据处理构件1处理后通过网络传递到 一NET接口构件，然后把数据直接由一数据显示构件，其次NET接口构件把数 据传递到FFT数据处理构件的内存地址通道进行频谱分析，然后把结果显示到 数据显示构件；另一路数据经过网络数据处理构件2和3然后把处理结果传递 到NET接口构件，通过数据处理构件做进一步计算后，把谱特征数据写入列表 构件中，这一结果也可以直接从FFT数据处理构件获取数据，经数据处理构件 处理后显示同一结果。

图3中网络检测对象1、数据采集构件1以及NET接口构件、DAQ数据采集 配置构件、信号处理构件、数据显示和仪表构件组成一个检测任务。用户可在 不影响当前检测任务运行的前提下，在终端面板上继续添加NET接口构件、FFT 构件数据显示构件、网格列表显示构件等，并通过DAQ构件配置数据采集构件 2，并通过网络映射构件DSP等分别配置网络数据处理构件1，网络数据处理构 件2和3。两个任务互不影响，互补干扰，同时根据需要可在当前的两个任务 中添加构件，通过配置地址后完成数据流的传递。

网络检测任务动态创建与修改工作流程如图4所示，

选取终端仪器构件，搭建仪器界面；

通过网络映射构件选用网络功能类智能构件；

配置终端仪器构件界面参数和工作参数，配置构件之间数据交换通道；

通过终端网络映射构件连接网络构件，配置工作参数和数据路由通道；

通过终端仪器界面操控按钮启动检测任务，网络映射构件利用信息交换协 议发指令给网络功能智能构件。

(3)网络仪器平台构件设计及数据和信息交换

网络仪器平台构件种类包括网络功能类智能构件和终端仪器智能构件123。 网络功能类智能构件集成于分布在网络环境中应用程序平台，完成数据的采集、 处理、存储等功能，包括构件功能组、网络功能模块和数据交换路由表(路由 通道)三部分。用户通过动态插接在终端主板上的相关类型的构件(如数据采 集构件对应的DAQ映射模块)通过网络通道连接分布应用程序，通过信息交换协 议启动一线程实现构件实例化，并配置构件工作参数，同时通过信息交换协议 配置选用构件的功能模块编号，并根据信息交换协议决定当前构件实例处理完 数据后的数据传输通道(通过IP路由地址来体现)。当前构件实例接收到数据后， 由构件功能模块完成数据处理，然后封装成预定格式，通过路由通道实现数据 的输出。

终端仪器智能构件123主要用于生成仪器界面，完成网络构件的调用和配置 以及检测结果的显示等。终端仪器构件又称仪表构件主要包括外部属性、功能 模块以及消息收发模块。动态构建检测案例时，用户可从构件库中直接选择需 要的构件，通过属性配置完成外观、数据输入通道内存地址和数据输出通道内 存地址的配置，通过消息机制完成从输入通道数据的读取和数据输出后对后续 仪表构件的通知。

终端仪器智能构件123通过属性配置修改其在仪器终端界面中的存在状态， 根据仪器数据流中模块顺序，当接收到上一仪器构件的数据通知后从输入内存 通道接收读入数据，然后由功能模块对读入数据进行处理，处理结束后把处理 结果写入输出数据按照参数和数据封装后写入输出数据通道，这里输出数据通 道通常有多条，可传递给多个构件。网络功能类构件在仪器执行过程中需要保 证网络通道畅通，根据数据流传输路线，当网络功能类构件有数据输入时，构 件直接解析数据，根据数据包中的参数和处理要求调用功能模块进行处理，处 理结束后，构件直接把数据参数和处理结果参数以及数据进行打包封装，根据 用户所配置的路由通道对数据进行下一步传递。

构件类型如表1所示。

表1构件类型

本发明的仪器系统组成要素如表2所示。

表2网络仪器系统组成要素

基于网络检测的需要通过构件动态耦合构成的仪器案例，仪器网络功能构 件的网络配置需要通过用户终端配置类构件进行映射，即通过配置类构件把功 能构件所需的工作参数及数据的流向通道参数等传递给功能构件。配置类构件 接收到功能类构件的反馈信息后，显示所映射构件处于正常工作状态。

网络功能类构件是检测仪器的主体。该类构件根据配置类构件的所发送的 通道参数(网络路由通道)，建立网络连接通道，并根据功能选择参数，启动相 关功能模块对接收到的数据进行解析后作进一步处理。数据处理完毕后，构建 把数据参数(如采样率等)和数据封装后，由网络模块通过所配置的路由表所 对应的路由通道传递到后续网络功能类构件。如果后续功能类构件是数据流末 端(如数据库，数据显示仪表等)，则构件不再继续传递数据，而是把数据按照 构件功能设计进行处理后保存或显示。

图6为工作在终端仪器集成主板121上数据显示仪表构件的XML语言保存 格式样例，检测应用实例可根据需要保存为XML格式文件。重新检测时，终端 仪器集成主板121，直接读取该文件即可完成终端仪器界面的构建，通过操作 界面构件可完成对网络分布构件的配置、启动等工作，用户也可以根据需要修 改检测任务。

图7为基于XML语言的仪器单构件配置语言格式及其构件，语言格式为：

<DataGrapn>

<Position value＝″5，7，20，15″/>

<Color value＝″RGB(51，153，204)″/>

<ShowDataLength value＝″200″/>

<MinMax value＝″010″/>

<InDataAddr value＝″4″/>

</DataGraph>

本发明提供的根据检测任务需求可在线调整检测任务的网络仪器，工作终 端内存地址和解决分布网络测量的网络地址的归一化地址序列，可实现动态构 建仪器过程中仪器构件按地址动态耦合；通过地址可配置相关仪器构件以建立 动态数据和信息交换通道；仪器构件独立工作，按照仪器数据传递序列动态响 应数据流，并结合自身功能把处理后的数据打包，然后按照仪器构件路由表所 配置的地址依次传递；构件之间交换信息和数据，信息主要是工作指令和工作 参数，数据主要是检测数据和处理结果；构件设有数据解析器，根据数据包字 头和数据格式自动调用功能块自行处理；由具备网络通讯、数据采集、数据存 储、数据处理以及数据显示功能的构件库组成，根据测量任务的需要，不影响 检测进程，动态更新仪器功能；可把构成检测案例的所有组成构件信息及配置 参数格式化为XML文件，便于针对特定的网络检测任务重复使用；以构件形式 实现仪器要素，以内存和网络地址空间一致性构建信息和数据交换通道，网络 仪器构建按地址定义构件任务；可根据需要从构件库选用需求构件，即插即用， 解决在线、按需构建网络仪器问题；数据流和信息流格式化封装，构件根据信 息自动完成配置和数据处理任务；构件根据自身功能通过通道分类可处理和存 储各类数据；根据检查任务按需搭建网络仪器，操作简单，不存在仪器升级问 题，具有较强的推广与应用价值。

本发明的技术特点

1、工作终端内存地址和解决分布网络测量的网络地址的归一化地址序列， 和适应不同检测任务的数据通道(如适应温度、压力、振动量等检测)。

2、通过配置构件建立动态建立数据和信息交换通道。

3、仪器构件独立工作，按照仪器数据传递序列动态响应数据流，并结合自 身功能把处理后的数据打包，然后按照路由表地址依次传递。

4、构件之间交换信息和数据，信息主要是工作指令和工作参数，数据主要 是检测数据和处理结果；构件设有数据解析器，根据数据包字头自动调用功能 块自行处理。

5、由具备网络通讯、数据采集、数据存储、数据处理以及数据显示等功能 的构件库组成，根据测量任务的需要，不影响检测进程，动态更新仪器功能。

6、可把构成检测案例的所有组成构件信息及配置参数格式化为XML文件， 便于针对特定的网络检测任务重复使用。

本发明的技术优点

1、以构件形式实现仪器要素，以内存和网络地址空间一致性构建信息和数 据交换通道，网络仪器构建按地址定义构件任务。

2、可根据需要从构件库选用需求构件，即插即用，解决在线、按需构建网 络仪器问题。

3、数据流和信息流格式化封装，构件根据信息自动完成配置和数据处理任 务。

4、构件根据自身功能通过通道分类可处理和存储各类数据。

5、根据检查任务按需搭建网络仪器，操作简单，不存在仪器升级问题。

本发明实施例提供的根据检测任务需求可在线调整检测任务的网络仪器， 工作终端内存地址和解决分布网络测量的网络地址的归一化地址序列，通过配 置构件建立动态数据和信息交换通道；仪器构件独立工作，按照仪器数据传递 序列动态响应数据流，并结合自身功能把处理后的数据打包，然后按照路由表 地址依次传递；构件设有数据解析器，根据数据包字头自动调用功能块自行处 理；可从构件库选用需求构件，即插即用；数据流和信息流格式化封装，构件 根据信息自动完成配置和数据处理任务；构件根据自身功能通过通道分类可处 理和存储各类数据；根据检查任务按需搭建网络仪器，操作简单，不存在仪器 升级问题，具有较强的推广与应用价值。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。