嵌入式实验系统技术方案

本申请提供了一种嵌入式实验系统，该系统包括：嵌入式程序开发设备，用于编写用于控制虚拟受控设备的嵌入式程序，并将所述嵌入式程序写入嵌入式程序运行设备；所述嵌入式程序运行设备，与所述嵌入式程序开发设备连接，用于运行所述嵌入式程序，并将运行过程中产生的第一运行数据通过虚拟场景接口板发送给虚拟场景运行设备；所述虚拟场景运行设备，与所述虚拟场景接口板连接，用于基于所述第一运行数据虚拟演示所述受控设备的运行。应用本申请实施例，通过将应用场景部分虚拟化，能够降低嵌入式实验系统的构建成本，有效提高学生的实际开发、编程能力。

Embedded experimental system

The invention provides an embedded experimental system, the system includes: the embedded program development for embedded equipment, used in the preparation of program control of virtual equipment are controlled, and the embedded program into the embedded program operation equipment; the embedded program operation of the equipment is connected with the embedded program development equipment, used to run the embedded program first, the operation data and will be generated during the operation of the virtual scene by sending interface board to the virtual scene operation equipment; the virtual scene of equipment operation, connected with the virtual scene interface board for the first operation data of virtual demonstration based on the controlled operation of equipment. By applying the application example, the construction cost of the embedded experiment system can be reduced and the actual development and programming ability of the students can be effectively improved by virtualization of the application scenes.

【技术实现步骤摘要】
嵌入式实验系统
本申请涉及计算机控制
，尤其涉及一种嵌入式实验系统。
技术介绍
随着科学技术的发展，社会对高校学生的实践能力的要求越来越高，高校对学生实践能力的培养变得越来越重要。各高校不仅加强了各种常规性的实验内容，增多了实验项目，更是将项目实训作为重点进行建设。在现有的基于嵌入式系统的实验系统中，包含如图1所示的嵌入式系统运行设备11、嵌入式系统外围接口12、输入信号调理板和输出信号驱动板13、以及与输入信号调理板和输出信号驱动板13分别连接的外围设备14这四个部分，外围设备14通常包括传感器、执行器等，开发人员可以直接通过该实验系统与应用环境中的受控设备进行交互、编程和调试。但是在实验系统中，实验箱内部器件繁多，容易损坏，不方便维修，且由于实际受控设备通常成本较高，难以在实验室中为每个实验系统都搭建一台，至多只能搭建有限的几台供教师进行演示，因而学生只能够做一些验证性实验，无法执行整个程序的编写和调试操作。由于缺乏真实的应用环境，因而学生的学习兴趣不高，而且由于整个实验系统并未与实际应用场景相结合，因而实训效果不够理想。现有技术中还提出了一种全虚拟的基于嵌入式系统的实验系统，包括虚拟的开发设备、虚拟的运行设备、虚拟的接口板及虚拟仿真的应用设备。但全虚拟的实验系统与实际场景具有较大的区别，学生使用这种实验系统完全不能接触到真实的开发和运行环境，全虚拟仿真环境下所编写的程序、所获得的开发和调试经验与实际应用场景有较大出入，不能很好的锻炼、提升学生的实际开发能力。
技术实现思路
为克服相关技术中的实验系统建设和维护真实应用场景的成本太高、全虚拟实验系统缺乏真实应用设备及应用场景，不能够较好的锻炼学生的实际开发能力等缺点，本申请提供了一种嵌入式实验系统。根据本申请实施例的第一方面，提供一种嵌入式实验系统，包括：嵌入式程序开发设备，用于编写用于控制虚拟受控设备的嵌入式程序，并将所述嵌入式程序写入嵌入式程序运行设备；所述嵌入式程序运行设备，与所述嵌入式程序开发设备连接，用于运行所述嵌入式程序，并将运行过程中产生的第一运行数据通过虚拟场景接口板发送给虚拟场景运行设备；所述虚拟场景运行设备，与所述虚拟场景接口板连接，用于基于所述第一运行数据虚拟演示所述虚拟受控设备的运行：可选的，所述虚拟场景运行设备还用于将所述虚拟演示的过程中产生的第二运行数据通过所述虚拟场景接口板发送给所述嵌入式程序运行设备；所述嵌入式程序运行设备还用于基于所述第二运行数据调整运行所述嵌入式程序。可选的，所述虚拟场景接口板用于将所述第一运行数据或第二运行数据进行转换处理和封装处理，并将处理后的第一运行数据发送给所述虚拟场景运行设备，将处理后的第二运行数据发送给所述嵌入式程序运行设备；所述虚拟场景运行设备用于基于所述处理后的第一运行数据虚拟演示所述虚拟受控设备的运行；所述嵌入式程序运行设备用于基于所述处理后的第二运行数据调整运行所述程序。可选的，所述嵌入式程序运行设备包括计算机、可编程控制器、嵌入式设备中的任一种。可选的，所述虚拟场景运行设备包括计算机、平板电脑、笔记本、手机、嵌入式设备中的任一种。本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请提供的嵌入式实验系统，将应用场景采用虚拟仿真的方法进行实现，能够保证学生在实际的开发、运行环境下对实验程序进行开发和调试，而嵌入式实验程序编写完成后的应用场景环境则是虚拟、可共享、可重用、以及可扩展的，这有利于锻炼学生实际开发的能力、降低实验的建设和维护成本。由于应用场景是虚拟的，具有较高的可扩展性，可以进一步结合实际的产品项目，将这些项目的应用环境虚拟化，就能够打造与实际产品项目一致的升级的、新的实训平台；学生的学习时间、场所也不会像现有技术中那样被禁锢在上课时间和实验室内，可以带着便携的基于计算机控制技术的程序开发设备、运行设备、虚拟场景接口板及虚拟场景运行设备，回宿舍、回家学习研究。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。图1是现有技术中基于嵌入式系统的实验系统的结构示意图；图2是本申请根据一示例性实施例示出的一种嵌入式实验系统的结构示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。如图2所示，图2是根据一示例性实施例示出的一种嵌入式实验系统的框图，该嵌入式实验系统可以包括：嵌入式程序开发设备21、嵌入式程序运行设备22、虚拟场景接口板23以及虚拟场景运行设备24，其中虚拟场景运行设备24可以用于虚拟演示虚拟受控设备，而非实际设备，因而本申请提供的嵌入式实验系统为半虚拟化的实验系统。其中，嵌入式程序开发设备21，用于进行嵌入式程序的开发和编写，该嵌入式程序用于控制受控设备，并将编写的嵌入式程序写入到运行设备22中。本申请实施例中，嵌入式程序开发设备21可以为电脑，用于教师、学生对基于嵌入式技术的实验程序进行开发、编写，该嵌入式程序用于控制虚拟受控设备的运行，该虚拟受控设备可以为在虚拟场景运行设备24上虚拟的例如阀门、机械臂、电机等受控设备。嵌入式程序运行设备22，与嵌入式程序开发设备21连接，用于运行嵌入式程序开发设备21所写入的嵌入式程序。本申请实施例中，嵌入式程序运行设备22可以为例如嵌入式系统开发板、51单片机、计算机、PLC(ProgrammableLogicController，可编程控制器)等，并且嵌入式程序运行设备22可以包括传感器、执行器、开关以及调节器等外围设备。其中传感器用于检测当前的温度、电流、电压等数据，这些检测的数据可以用于作为该嵌入式程序的输入，执行器用于将该嵌入式程序的运行数据作为控制信息，该运行数据可以包括数字信号、模拟信号等，并基于该控制信息对虚拟受控对象施加控制作用。例如，虚拟受控对象为阀门，控制信息为开关量1，那么该控制信息用于控制阀门打开，控制信息为开关量0，那么该控制信息用于控制阀门关闭；再例如，虚拟受控对象为机械臂，在控制信息为抬高时，用于控制机械臂抬高设定的高度，在控制信息为降低时，用于控制机械臂降低设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式实验系统，其特征在于，包括：嵌入式程序开发设备，用于编写用于控制虚拟受控设备的嵌入式程序，并将所述嵌入式程序写入嵌入式程序运行设备；所述嵌入式程序运行设备，与所述嵌入式程序开发设备连接，用于运行所述嵌入式程序，并将运行过程中产生的第一运行数据通过虚拟场景接口板发送给虚拟场景运行设备；所述虚拟场景运行设备，与所述虚拟场景接口板连接，用于基于所述第一运行数据虚拟演示所述虚拟受控设备的运行。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式实验系统，其特征在于，包括：嵌入式程序开发设备，用于编写用于控制虚拟受控设备的嵌入式程序，并将所述嵌入式程序写入嵌入式程序运行设备；所述嵌入式程序运行设备，与所述嵌入式程序开发设备连接，用于运行所述嵌入式程序，并将运行过程中产生的第一运行数据通过虚拟场景接口板发送给虚拟场景运行设备；所述虚拟场景运行设备，与所述虚拟场景接口板连接，用于基于所述第一运行数据虚拟演示所述虚拟受控设备的运行。2.根据权利要求1所述的嵌入式实验系统，其特征在于，所述虚拟场景运行设备还用于将所述虚拟演示的过程中产生的第二运行数据通过所述虚拟场景接口板发送给所述嵌入式程序运行设备；所述嵌入式程序运行设备还用于基于所述第二运行数据调整运行所述嵌入式程序。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：马兴录，赵振，王剑锋，郭孔跃，张中，孙燕芹，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37