CN101042816A - 基于sdl图形关系的交互式交换系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明请求保护一种基于SDL图形关系识别的交互式交换实验系统及处理方法，涉及通信与计算机技术。该交换实验系统采用SDL图形关系识别方法，构建交互式交换实验系统，由SDL图形绘制模块提供给使用者绘制SDL流程图的操作；SDL图形关系识别模块识别SDL状态信息，形成标准的SDL状态转移表，保存入组态信息库；组态运行模块根据SDL图形识别模块产生的SDL状态转移表生成程控交换机控制策略，自动加载，控制交换机相应模块运行，有效解决了传统实验平台开放性不够，操作困难的缺点，能利用PC机，降低实验成本，提高可操作性。本发明可广泛用于通信院校与通信行业交换原理实验领域。

Description

基于SDL图形关系的交互式交换系统及处理方法

技术领域

本发明涉及通信及计算机技术。

背景技术

交换机是通信系统的核心，“交换原理”也因此是各个通信专业的骨干课程，交换的复杂程度较高，涉及的内容也很多，系统性强，实验对理解交换系统十分重要。

但目前实验手段还停留在演示打通电话的过程、对交换机的人机命令操作和参数配置上，整个课程学完后，学生由于没有具体的感性认识，很难将各个部分综合成一个有机的完整的交换机系统，对交换机的整个结构，各个部分之间的协调配合，信号流程的先后关系，不同情况下的运行状况等等都不很清楚，实际上没有到达该课程的教学目的。

与本发明最接近的现有产品为RZ8623B型程控交换实验系统(南京捷辉科技有限公司)，该交换实验系统拥有多个测试点；显示屏显示(或液晶屏)、数码管显示(收号时数显)、实验箱中还有38个发光二极管。多种显示方式可根据需要动态的反映各模块的工作情况、各终端的状态、主被叫的号码、信令信息、模拟的波形和数字的编码等信息；工作模块划分清晰、原理及功能介绍简明。但该系统采用单片机做控制，平台开放程度不够，实验条件和成本要求高，操作不方便。实验时需要仿真器配合PC机来进行实验，一是对通信技术实验室每组配一台上千元的仿真器大都不现实；二是学生实验时必须采用单片机的底层语言编写程序，真正能达到这种开发能力的学生很少，能做出开发性实验的极少；三是实验时的大部分精力花费在软件语言本身上，偏离了交换实验的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的上述不足，设计一种适合于交换原理教学开发性、综合性实验需求，并且价格低廉的程控交换机实验系统，解决现有交换实验系统设计中，实验内容及手段单一，实验者达不到学习的目的，我们提出相应的解决方案。

为解决上述技术问题，本发明设计一种基于交换描述语言SDL图形关系开发的交互式交换系统，该系统主要包括以下部分：程控交换机系统实验箱、通信接口模块，上位控制器，其中上位控制器可由PC机实现，并具体包括以下控制模块：SDL图形绘制模块、SDL图形关系识别模块、组态运行模块。

程控交换机系统实验箱：包括能实现程控电话交换功能的所有功能模块，接收上位控制器命令，根据命令在程控交换机实验箱中运行用户自己在上位控制器中配置的程控交换机处理流程，控制实验箱中的各交换机功能模块执行交换机流程、实现交换系统的工作。

通信接口模块：提供程控交换机系统实验箱与上位控制器之间的通信，可采用通用串行总线架构usb等通信接口模块，为软件系统提供运行支持；

SDL图形绘制模块：基于MFC通用图形接口函数库开发，提供给使用者绘制SDL标准流程图所需图元，完成所有SDL图元的绘制，对所绘制的SDL流程图识别，并存入链表存储器，形成SDL图形关系链表。本模块完成SDL图元的绘制并提供对所绘制的图元的操作控制，为使用者提供良好的操作环境；

SDL图形关系识别模块：本模块将SDL图形绘制模块所产生的SDL图形关系链表信息作为输入，通过节点状态信息查找方法查找SDL图形关系链表，对SDL图形关系链表进行错误检测，并识别SDL状态信息，根据图元种类转换SDL图形关系链表中的数据，将SDL状态信息在组织结构上由“图形”转变为“表”，存入组态信息库；

组态运行模块：根据SDL图形关系链表与组态信息库，编辑控制策略，确定程控交换机系统试验箱内各模块运行方式和顺序，利用各模块控制子程序，调度实验箱中的各交换机功能模块按照用户配置的流程方式运行。

本发明还提供一种对程控交换机实验系统进行处理流程设置的SDL图形关系识别的处理方法，该方法包括以下步骤：

1、根据SDL图元类型信息对链表存储器的数据区进行格式化，初始化SDL图形关系链表，并建立二级缓存区；

2、SDL图形绘制模块提取使用者绘制的SDL流程图信息，根据SDL图元种类进行优化处理，然后存入SDL图形关系链表；

3、SDL图形关系识别模块从SDL图形关系链表中取出图元信息，进行检测后，转入二级缓存区，等待识别线程进行处理；

4、进行节点状态查找，判断识别图元信息，根据每个图元信息种类与所执行的处理，将SDL图形关系链表中的数据转换到组态信息库，

5、组态运行模块根据组态信息库的数据，编辑控制策略，确定程控交换机内各模块运行顺序，通过通信接口模块，控制程控交换机实验箱执行用户配置的程控交换机功能流程、控制交换系统的工作，在程控交换机实验箱中运行用户自己配置的程控交换机控制策略。

本发明采用交互式交换实验系统及SDL图形关系识别方法，解决了传统交换实验系统演示型实验的缺点，能提供良好的人机界面，搭积木式的交换组件和编译方式，为用户提供一个组态式的、灵活的开放式实验环境。使用PC机完成实验操作，提供开放型与设计型实验，操作方便，学生能达到交换原理试验的目的，并且不需要仿真器，节约了成本。

附图说明

图1交互式交换实验系统体系结构

图2组态信息库中数据格式种类内

图3采用SDL图形关系链表的图形识别模块实现流程

图4组态运行模块示意图

具体实施方式

如图1所示为交互式交换实验系统体系结构示意图，该实验系统主要由以下模块组成：程控交换机系统实验箱、通信接口模块，上位控制器，其中上位控制器可采用PC机，并具体包括以下控制模块：SDL图形绘制模块、SDL图形关系识别模块、组态运行模块。

①程控交换机实验箱为本交互式实验系统的硬件平台，该实验箱包括实现程控交换机的所有硬件功能模块，提供4～16个用户电路，包括交换模块，用户检测模块，呼叫处理模块、双音多频处理模块、铃流信号产生模块等，可根据用户不同的SDL流程图设计，模拟实现程控交换机的所有功能，完成不同的呼叫处理过程。如：用户摘机、挂机，铃流信号产生、发送，实现通话等等一系列程控交换机的23个基本功能。

②通信接口模块，可采用能满足与微型计算机通信的接口模块，如USB接口等，程控交换机实验箱通过通信接口USB接口与上位控制器PC机进行通信，将使用者在PC机上配置的控制交换机各功能模块运行的命令发送到交换机实验箱，为用户配置的程控交换机控制策略提供硬件运行环境。

③SDL图形绘制模块，基于MFC通用图形接口函数库开发，提供给使用者良好的操作环境，也可采用其它图形接口函数库，数据库中预先存入提供绘制SDL标准流程图所需组件，本模块根据相关组件完成所有SDL图元的绘制，对所绘制的图元进行操作控制，调用SDL图元完成SDL流程图的设计，并将其保存入链表存储器形成SDL图形关系链表。

首先，在内存空间中分配链表存储器区域，将所分配的内存空间使用SDL数据结构进行格式化，初始化链表存储器，建立二级缓存区，提供使用者绘图接口，SDL流程图信息提供处理、事件、状态等SDL图元信息类型，SDL图形绘制模块调用相应图元，完成SDL流程图的设计。

将SDL流程图信息提取出，根据SDL流程图信息中SDL图元种类进行优化处理，转换SDL图形关系链表中的数据，然后存入SDL图形关系链表，对SDL图形关系链表中数据先进行差错检测，如果有错误则提示用户，没有错误则导入二级缓冲区进行识别。识别之前从SDL图形关系链表中取出图元信息，进行检测后，转入二级缓存区，SDL图形关系识别模块等待识别线程对其进行识别处理。为加速对二级缓冲区中数据的处理，则使用线程池中独立线程进行处理，返回信息通过消息进行传递。

④SDL图形关系识别模块，本模块以SDL图形绘制模块所产生的SDL图形关系链表信息作为输入通过节点状态信息查找方法遍历SDL图形关系链表，识别SDL关系图，并根据每个图元种类将识别出的SDL图形关系链表中的数据转换，即可将其在组织结构上由“图形”转变为“表”或者其他方便识别的数据格式，保存入组态信息库，提供给后续模块使用。如图2所示为组态信息库数据格式，包括：当前状态、输入事件、处理序列、末状态栏。

例如呼叫流程表中某一行信息如图中第二行所示：

那么它所表示的含义为：当某部话机的当前状态为A时，如果它收到了B信号(B事件发生)，那么交换机按顺序进行C处理、D处理、E处理；处理完后，该话机处于F状态。

⑤组态运行模块，使用组态软件技术，根据SDL图形关系链表与组态信息库中存储的SDL状态信息，根据状态信息编辑出控制策略，确定程控交换机实验箱内各模块运行顺序和方式，自动加载控制相应功能模块运行。利用各模块控制子程序，调度硬设备运行。通过通信接口模块，控制硬件实验箱执行交换机流程、控制交换系统的工作，在程控交换机实验箱中运行用户自己配置的程控交换机功能。

如图3所示为采用SDL图形关系链表的图形识别模块实现流程图，从SDL图形关系链表中取出图元信息，进行检测后，转入二级缓存区，等待识别线程进行处理；进行节点状态查找，判断识别图元信息，根据每个图元信息种类与所执行的处理，将SDL图形关系链表中的数据转换到组态信息库，具体包括如下处理流程。

从SDL图形关系链表中提取出各种SDL图元的信息，查找链表中“线“型图元的数量，如果不存在则提示SDL流程图有误，应修改；不为空则将图元关系信息进行节点状态查找判断识别，根据每个图元种类与所执行的处理，将SDL图形关系链表中的数据转换到组态信息库。具体操作步骤如下，

首先从SDL图形关系链表中提取出各种SDL图元的信息，查找链表中“线”型图元的数量并保存到链接线数量(LineNumber)单元，根据LineNumber判断“线“型图元，如果不存在(即：LineNumber＝0)，则提示SDL流程图有误，应修改，报告错误，并结束；如果LineNumber≠0，则建立一个行数为LineNumber的表格链接数组(Link_array)，表格每一行表示一个“线元”所连接的两个图元实体；遍历SDL图形关系链表，将其内容按要求填入二级缓存区的Link_array，开辟线程池中处理线程对该二级缓存区内数据进行处理。在Link_array中查找开始元素为“状态”的行，找到后建立一个流程链表(Flow_list)，链表首节点为此行的开始元素，链表尾节点为此行的结束元素；在链接数组(Link_array)中删除这一行，继续在Link_array表的其它行中查找Flow_list尾节点的后继元素，如果找到则将后续元素加入Flow_list，并在Link_array中删除该行；如果未找到则判断Flow_list尾节点是否为“状态”信息，是则报告错误，否则将Flow_list以交换流程表的形式保存到组态信息库中，以供组态运行模块使用，该SDL图形识别模块能有效识别图形接口元素，将其转换为标准的SDL状态转移表。

组态运行模块具体包括事件产生子模块、事件队列子模块和事件处理子模块，如图4所示为组态运行模块示意图。首先事件产生子模块从组态信息库中提取SDL状态信息，提取方法为：根据组态信息库中当前状态查找其输入事件，根据输入事件得到其处理序列，事件经过处理后得到末状态，将这一完整的事件处理过程传递给事件队列子模块。事件产生子模块再根据末状态匹配组态信息库中的当前状态，如有相匹配状态，则进行另一事件处理过程提取，如无则表示提取完毕。事件队列子模块对完整的事件处理过程进行错误检查，无误后放入等待队列，等待事件处理子模块的调用，事件处理子模块实时的从事件队列子模块中取出事件处理过程，并根据组态信息库中处理序列的指示，调用交换机子功能所提供的应用编程接口API，从而执行程控交换机的处理流程，以实现程控交换机功能的不同的呼叫处理过程。

本发明的交互式交换实验系统及其SDL图形关系识别方法，与传统的实验系统模式比较，具有以下优点：

·将传统封闭的交换流程开放出来，提供开放式的实验平台；

·使用PC机作为主控机，摈弃传统单片机控制的方式，实现使用者与硬件交互式的控制方式；

·采用SDL流程方式设计呼叫流程，不需编写计算机源代码，学生可直接调用SDL图元设计控制流程，能将学生的主要精力放在对交换内容的学习掌握上，充分利用有限的实验学时，同时避免计算机编程能力不好的学生无法进行实验的问题；

·SDL流程图形自动识别方法，能直观、形象的描述交换流程，方便学生对实验课程的理解；

·采用组态软件系统设计思想设计硬件功能模块，提供学生一个组态式的开发环境；

·PC机与交换平台之间采用USB接口，连接使用方便，接口数据速率快。

该交互式交换实验系统、SDL图形关系识别方法能广泛运用于交换课程实验、培训及相关的领域。

Claims (10)

1、一种基于SDL图形关系的交互式交换系统，包括：程控交换机系统实验箱、通信接口模块，上位控制器，其特征在于，上位控制器包括，SDL图形绘制模块：提供绘制SDL流程图所需组件及SDL图元，根据图元完成SDL流程图绘制，并存入链表存储器，形成SDL图形关系链表；SDL图形关系识别模块：查找SDL图形关系链表，并识别SDL状态信息，根据图元信息类型转换SDL图形关系链表中的数据，存入组态信息库；组态运行模块：根据SDL图形关系链表与组态信息库，编辑程控交换机运行的控制策略；上位控制器通过通信接口模块将控制策略发送到程控交换机系统试验箱，控制交换机各模块运行方式和顺序。

2、根据权利要求1所述的交互式交换实验系统，其特征在于：所述SDL图形绘制模块基于MFC图形函数库开发。

3、根据权利要求1所述的交互式交换实验系统，其特征在于：所述数据转换包括将SDL状态信息在组织结构上由“图形”转变为“表”。

4、根据权利要求1所述的交互式交换实验系统，其特征在于：所述图元信息类型包括处理、事件、状态。

5、根据权利要求1所述的交互式交换实验系统，其特征在于：所述通信接口模块采用USB接口。

6、根据权利要求1所述的交互式交换实验系统，其特征在于：SDL图形关系识别模块使用线程池中独立线程对图元信息进行处理。

7、一种基于SDL图形关系识别的交换机控制处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)根据SDL图元类型信息对链表存储器的数据器进行格式化，并建立二级缓冲区；(b)根据SDL图元绘制SDL流程图，将其存入链表存储器，形成SDL图形关系链表；(c)从SDL图形关系链表中取出图元信息，存入二级缓冲区，等待识别线程对其进行处理；(d)将图元信息进行节点状态查找，根据每个图元类型将SDL图形关系链表中的数据转换，存入组态信息库；组态运行模块根据组态信息库的数据，编辑程控交换机运行控制策略，确定程控交换机内各模块运行方式、顺序。

8、根据权利要求7所述的控制处理方法，其特征在于，步骤(b)进一步包括对SDL图形关系链表中数据进行差错检测，没有错误则导入二级缓冲区。

9、根据权利要求7所述的控制处理方法，其特征在于，步骤(c)进一步包括，使用线程池中独立线程对二级缓冲区中数据进行处理。

10、根据权利要求7所述的控制处理方法，其特征在于，步骤(d)中所述数据转换包括，将SDL状态信息在组织结构上由“图形”转变为“表”，形成标准的SDL状态转移表。

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