一种基于SVG虚拟电路的构建方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于SVG虚拟电路的构建方法及系统，包括以下步骤：基于SVG对元器件的元数据模型进行定义，生成对应的元器件；基于SVG对元器件间的前端组件进行定义，生成对应的前端组件；基于SVG对元器件的后台模型进行定义，生成对应的后台模型；根据元器件和前端组件搭建虚拟电路；接收到所后台模型发送的启动命令后，启动并运行虚拟电路；根据运行时后台模型返回的状态数据动态切换前端组件的状态，控制元器件之间的交互，从而模拟实际电路的运行情况；其中，在搭建虚拟电路时，包括：对元器件进行选择，根据选择的元器件进行自动连线，生成导线。本发明专利技术实现了降低真实电路与虚拟电路间运行效果差异的目的。拟电路间运行效果差异的目的。拟电路间运行效果差异的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SVG虚拟电路的构建方法及系统


[0001]本专利技术涉及模拟仿真
，具体涉及一种基于SVG虚拟电路的构建方法及系统。

技术介绍

[0002]在教学中，实验有着非常重要的地位，可以提高学生的动手能力，也可以增强学生对知识的理解。但是传统实验元器件存在很多不足，比如购买和维护花费巨大、易损坏、存在安全隐患等，这些方面严重地限制了实验的普及以及实验的深入教学。与此同时，随着计算机和网络技术的发展，利用虚拟仿真模拟化学、物理、电工等实验的技术也日益成熟。虚拟仿真实验是虚拟仿真技术在教育领域的重要应用。虚拟仿真实验是指通过计算机、网络设备等模拟教学中的各种实验，虚拟仿真实验可以弥补传统教学设备的不足，是日后辅助教学的重要手段。
[0003]虚拟电路是虚拟仿真实验的重要组成部分，即是将实际的实验元器件和导线虚拟化，从而弥补了传统实验元器件的各种缺点以及解决安全隐患的问题，同时也可以用于验证电路理论知识。在对电路理论知识完成验证后，再基于虚拟电路对硬件进行搭建，既增加了实验的灵活性，又激发了学生的学习兴趣和学习成本，拓展了学生的学习范围，同时加深学生对教学内容的理解。
[0004]但是现有技术搭建的虚拟电路无法对元器件之间的动态交互进行准确仿真，导致后期对真实电路进行搭建后，与虚拟电路的运行效果有较大差异。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于SVG虚拟电路的构建方法及系统，用于解决现有技术搭建的虚拟电路无法对元器件之间的动态交互进行准确仿真的技术问题，从而实现降低真实电路与虚拟电路间运行效果差异的目的。
[0006]为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种基于SVG虚拟电路的构建方法，包括以下步骤：
[0008]基于SVG对元器件的元数据模型进行定义，生成对应的元器件；
[0009]基于SVG对元器件间的前端组件进行定义，生成对应的前端组件；
[0010]基于SVG对元器件的后台模型进行定义，生成对应的后台模型；
[0011]根据用户选择的所述元器件和所述前端组件，进行自动连线，生成导线，完成虚拟电路的搭建；
[0012]接收到所述后台模型发送的启动命令后，启动并运行所述虚拟电路；
[0013]根据运行时所述后台模型返回的状态数据动态切换所述前端组件的状态，以控制所述元器件之间的交互，从而模拟实际电路的运行情况。
[0014]作为本专利技术优选的实施方式，在对元器件的元数据模型进行定义时，包括：
[0015]对元器件的结构信息进行定义；
[0016]对元器件的可视化信息进行定义；
[0017]对元器件的功能部件信息进行定义；
[0018]对元器件的状态信息进行定义；
[0019]根据所述结构信息、所述可视化信息、所述功能部件信息以及所述状态信息生成元器件。
[0020]作为本专利技术优选的实施方式，在进行自动连线，生成导线时，包括：
[0021]获取起始元器件的起点坐标和结束元器件的终点坐标；
[0022]并根据所述起始元器件的起点坐标和所述结束元器件的终点坐标得到直接向量；
[0023]根据所述直接向量得到所述正交线的起始方向和最终方向；
[0024]根据所述正交线的起始方向和所述正交线的最终方向确定拐点的数量，并得到拐点坐标；
[0025]根据所述起始元器件的起点坐标、所述结束元器件的终点坐标、所述正交线的起始方向和最终方向以及所述拐点坐标，进行自动连线生成导线；
[0026]其中，所述导线包括正交线。
[0027]作为本专利技术优选的实施方式，在得到所述正交线的起始方向和最终方向时，包括：
[0028]获取所述正交线的起点坐标和所述正交线的终点坐标；
[0029]根据所述正交线的起点坐标和所述起始元器件的起点坐标获得起点方向；
[0030]根据所述正交线的终点坐标和所述结束元器件的终点坐标获得终点方向；
[0031]在水平向量和竖直向量中挑选出与所述起点方向平行的向量，并判断与所述起点方向是否同向，若是，所述正交线的起始方向与挑选出来的向量同向，若否，所述正交线的起始方向与另一向量同向；
[0032]在水平向量和竖直向量中挑选出与所述终点方向平行的向量，并判断与所述终点方向是否同向，若是，所述正交线的终点方向与挑选出来的向量同向，若否，所述正交线的终点方向与另一向量同向；
[0033]其中，所述直接向量包括水平向量和竖直向量。
[0034]作为本专利技术优选的实施方式，在确定拐点的数量和得到拐点坐标时，包括：
[0035]判断所述正交线的起始方向和所述正交线的最终方向是否同向，若是，则所述拐点数量为2，若否，则所述拐点数量为1；
[0036]当所述拐点数量为1时，拐点坐标由公式1得到，所述公式1具体如下：
[0037]G＝Z+Q
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式1)；
[0038]其中，G为拐点坐标，Z为正交线起点坐标，Q为正交线的起始方向向量；
[0039]当所述拐点数量为2时，拐点坐标由公式2和公式3得到，所述公式2和所述公式3具体如下：
[0040]G1＝Z+Q*0.5
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式2)；
[0041]G2＝G1+F
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式3)；
[0042]其中，G2为第二个拐点坐标，G1为第一个拐点坐标，F为水平向量和竖直向量中与正交线的起始方向垂直的向量。
[0043]作为本专利技术优选的实施方式，在对后台模型进行定义时，包括：
[0044]对各所述元器件的名称进行定义；
[0045]对各所述元器件间的交互信息进行定义；
[0046]根据所述交互信息定义返回数据。
[0047]作为本专利技术优选的实施方式，在完成虚拟电路的搭建后，包括：
[0048]所述后台模型接收到生成命令后，根据所述虚拟电路生成电路图和脚本文件；
[0049]将所述电路图和所述脚本文件保存到可视化文件中。
[0050]作为本专利技术优选的实施方式，在运行所述虚拟电路时，包括：
[0051]通过所述脚本文件中电路配置参数来动态启动所述虚拟电路；
[0052]通过所述脚本文件中电路配置参数来动态切换所述前端组件的状态；
[0053]通过所述可视化文件展示所述前端组件和所述虚拟电路的运行状态。
[0054]作为本专利技术优选的实施方式，在动态切换前端组件的状态时，包括：
[0055]通过Vuex的监听工具遍历所有的脚本文件，以获取多个状态数据；
[0056]通过所述Vuex的监听工具监听所述状态数据的变化状态，当监听到所述状态数据发生变化时，通过所述Vuex的监听工具重新获取所述状态数据，以更新所述状态数据；
[0057]根据更新的状态数据切换所述前端组件的状态，以得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SVG虚拟电路的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：基于SVG对元器件的元数据模型进行定义，生成对应的元器件；基于SVG对元器件间的前端组件进行定义，生成对应的前端组件；基于SVG对元器件的后台模型进行定义，生成对应的后台模型；根据用户选择的所述元器件和所述前端组件，进行自动连线，生成导线，完成虚拟电路的搭建；接收到所述后台模型发送的启动命令后，启动并运行所述虚拟电路；根据运行时所述后台模型返回的状态数据动态切换所述前端组件的状态，以控制所述元器件之间的交互，从而模拟实际电路的运行情况。2.根据权利要求1所述的基于SVG虚拟电路的构建方法，其特征在于，在对元器件的元数据模型进行定义时，包括：对元器件的结构信息进行定义；对元器件的可视化信息进行定义；对元器件的功能部件信息进行定义；对元器件的状态信息进行定义；根据所述结构信息、所述可视化信息、所述功能部件信息以及所述状态信息生成元器件。3.根据权利要求1所述的基于SVG虚拟电路的构建方法，其特征在于，在进行自动连线，生成导线时，包括：获取起始元器件的起点坐标和结束元器件的终点坐标；并根据所述起始元器件的起点坐标和所述结束元器件的终点坐标得到直接向量；根据所述直接向量得到所述正交线的起始方向和最终方向；根据所述正交线的起始方向和所述正交线的最终方向确定拐点的数量，并得到拐点坐标；根据所述起始元器件的起点坐标、所述结束元器件的终点坐标、所述正交线的起始方向和最终方向以及所述拐点坐标，进行自动连线生成导线；其中，所述导线包括正交线。4.根据权利要求3所述的基于SVG虚拟电路的构建方法，其特征在于，在得到所述正交线的起始方向和最终方向时，包括：获取所述正交线的起点坐标和所述正交线的终点坐标；根据所述正交线的起点坐标和所述起始元器件的起点坐标获得起点方向；根据所述正交线的终点坐标和所述结束元器件的终点坐标获得终点方向；在水平向量和竖直向量中挑选出与所述起点方向平行的向量，并判断与所述起点方向是否同向，若是，所述正交线的起始方向与挑选出来的向量同向，若否，所述正交线的起始方向与另一向量同向；在水平向量和竖直向量中挑选出与所述终点方向平行的向量，并判断与所述终点方向是否同向，若是，所述正交线的终点方向与挑选出来的向量同向，若否，所述正交线的终点方向与另一向量同向；其中，所述直接向量包括水平向量和竖直向量。
5.根据权利要求4所述的基于SVG虚拟电路的构建方法，其特征在于，在确定拐点的数量和得到拐点坐标时，包括：判断所述正交线的起始方向和所述正交线的最终方向是否同向，若是，则所述拐点数量为2，若否，则所述拐点数量为1；当所述拐点数量为1时，拐点坐标由公式1得到，所述公式1具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，陶永超，尹玲玲，
申请(专利权)人：深圳航天科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：