CN102257445A - 用于可视化地址空间的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于可视化地址空间和用于组织与自动化相关的数据的方法和相应的系统，其中根据第一方法变体将计算机系统的显示装置的用户界面(1)分成多个可配置的地址空间-显示区域(2，3，4)。将每个地址空间-显示区域(2，3，4)分成第一子区域(5.2，5.3，5.4)和第二子区域(6.2，6.3，6.4)，其中地址空间-显示区域(2，3，4)都描述相同的、可由使用者选择的地址空间。在第一子区域(5.2，5.3，5.4)中使地址空间的节点网络在不同的表示类型(7，8，9)中可视化，以及在第二子区域(6.2，6.3，6.4)中显示了由使用者选择的节点的细节。如果使用者在第一子区域(5.2，5.3，5.4)的任一个中导航并且在节点网络处进行改变，则在全部第一子区域(5.2，5.3，5.4)中自动地同步节点之间的关系以及节点网络的结构。

Description

用于可视化地址空间的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于在显示系统(特别是自动化系统)的用户界面上可视化单个的地址空间的方法和系统。该方法和装置适于不同的应用，特别是用于为了组织与自动化相关的数据的目的而可视化具有网状的(vermascht)节点网络的大型地址空间。
背景技术
通常由有相互关系的节点组成的地址空间(address Spaces或nameSpaces)用于表示信息模型。这种信息模型可以是单个制造商的产品，例如ABB公司的，，ABB Aspect Object Model(ABB属性对象模型)″，或者是标准化的信息模型，其对于确定的应用定义了信息表示，例如OPC UA信息模型。OPC UA是通过OPC基础规定的标准协议，用于
(特别是在过程自动化中)进行与制造商无关的通信。ABB属性对象模型是一种模型，其将真实对象的数据和特征(属性)表示为软件-组件，并且其-通过使用单个集成的架构-简化了不同设备和系统的集成。
使用这种模型的图像用户界面(Graphical User Interface GUI)需要高效的机制用于以对于使用者适合的方式表示地址空间。原则上有很多用于可视化地址空间的不同的范例和方案，例如树、列表和图形。常见地，特别是树形-结构对于不同目的的使用也常常结合列表或表格。尽管在一些情况下其它范例具有优点，但在许多应用情况下仍然使用树形-结构。特别是在工业自动化领域，由于树形-结构简单，为了可视化地址空间，树形表示是第一选择。但如果利用具有网状的节点网络的大型地址空间工作，例如对于OPC UA信息模型或对于ABB属性对象模型，则该优点恰好可以成为缺点。在这种情况下，对于一些任务来说，示出了比树更多的细节的可视化-范例简化了利用该模型的操作以及理解。
发明内容
因而，本发明的目的在于，给出一种用于可视化与自动化相关的数据的解决方案，该解决方案允许表示许多细节，其中避免了已知的可视化的缺点。
该目的通过用于可视化地址空间和用于组织与自动化相关的数据的方法来实现，该方法具有在权利要求1或2中给出的特征。在其它权利要求中给出了有利的实施方式和相应的系统。
因此利用本发明-根据变体-提出，在用户界面上实现多个可配置的显示区域，这些显示区域在不同的表示类型中全都显示相同的地址空间。在通过地址空间导航期间以及在节点网络中为了组织与自动化相关的数据而进行改变之后，在第一变体中，自动引起该表示在各个其它的显示区域中的同步。在第二变体中，在将一个节点从一个显示区域拖入另一个显示区域中之后自动地在目标区域中表示现有节点和新添加的节点之间的全部关系。
附图说明
根据附图由以下对实施例的说明得出对本发明及其优点的进一步解释以及对与现有技术的区别的进一步解释。
图中示出：
图1是根据现有技术可视化地址空间的示例，
图2是地址空间在多个显示区域中根据本发明的表示，
图3是单个的地址空间在三个显示区域中不同表示的示例，
图4是根据第一方法变体的导航可能性，
图5和图6是根据第二方法变体的、节点移动到其它显示区域中的可能性，以及
图7和图8是服务器之间关系的表示。
具体实施方式
为了可视化自动化系统中涉及的数据(例如当前的测量值或配置数据)，根据现有技术已知了两种解决方案：或者具有确定的、适应于确定系统的图形的使用者-界面(过程图形)，或者使用一般的机制。在根据本发明的解决方案中使用通常的机制用于表示与自动化相关的数据。为了在自动化系统中应用，已知的可视化系统通常提供固定的表示类型，例如在OPC UA信息模型中一样。在大多数情况下使用以树形结构为基础的表示，高级的工具使用以图形或表格为基础的表示。在这种应用中，定义图形用户界面的第一部分用于通过组织自动化数据的地址空间交互地导航，并且第二部分用于表示当前选择的节点的细节。图1示出了这种已知的、具有以树形结构为基础的表示的示例(在图1的左侧)，并且其中选择的节点的细节在与表格相关的视图(在图1的右侧)中示出。在这种解决方案中由此限制表示可能性，即图形用户界面借助于仅仅一个预定义的表示类型示出地址空间。借助于以树形结构为基础的显示组件可视化节点的、描述地址空间的网状网络引起了地址空间的简化表示。这尽管有利于通过地址空间快速导航，但不利之处在于应研究结构以及节点相关性，这是因为树形结构并不说明全部可得到的信息。此外，借助于树形结构可视化网状的节点网络还导致了位于下面的树形结构的递归，并且导致在树形结构的多个部分中多次表示同一节点。另一个已知的可视化类型、即基于图形地可视化地址空间尽管具有的优点是，以其全部细节形象地表示网状的节点网络，但具有的缺点是应通过具有大量节点的地址空间进行导航，才能获得关于总结构的总览。其它已知的可视化类型，例如所谓的全局类(globe-like)视图(参见H3Viewer，T.Munzner，http://graphics.stanford.edu/～munzner/h3/)或者radial-views(射线视图)(参见Animated Exploration of Dynamic Graphs with Radial Layout，http://www.cg.tuwien.ac.at/courses/InfoVis/HallOfFame/2006/BucheticsFolie/)在这种情况下可以是有利的，但是在其它方面具有缺点。因此所有已知的可视化解决方案具有特别的优点，然而对于使用者-界面分别使用仅仅一个可视化类型限制了使用者利用地址空间操作的可能性。
相反，利用根据本发明的方法和系统提供了单个地址空间在用户界面1上的多个可配置可视化，用于组织与自动化相关的数据。在此-如在图2中示出的-图形用户界面1分成多个地址空间-显示区域2，3，4。每个区域2，3，4借助于由使用者配置的特定显示组件可视化地址空间(如在图3中示出的)。每个区域2，3，4具有允许通过地址空间进行导航的第一部分5.2，5.3，5.4，和示出选择的节点的细节的第二部分6.2，6.3，6.4。
计算机系统的显示装置的前述用户界面1例如可以是自动化系统(特别是过程控制系统)的一部分。
为了进一步阐明根据本发明的解决方案，图3示出了确定的地址空间的不同视图在可视化区域2，3，4的第一子区域5.2，5.3，5.4中示例性的表示。在此示出了三个配置的可视化组件7，8，9，即以图形7为基础的、以树形结构8为基础的和以3D-表示9为基础的显示，其中全部显示描述了相同的地址空间。
作为对于地址空间的当前格局(Konstellation)在显示区域2，3，4中的表示的补充，也存在导航回先前的格局的可能性。在此在全部三个可视化区域2，3，4中的表示分别改变。例如借助于第一按键10可以实现这种返回到历史的导航，该导航在图2和3中分别在用户界面1的左上角示出。从先前的格局出发可以借助于靠近第一按键10布置的第二按键11再次向前导航到较新的格局。
对于通过地址空间的导航提出两个可选择的方法变体：
方法变体1：
第一方法变体根据图4来说明。在用户界面1的全部可视化区域2，3，4中可视化具有其节点和其相互关系的地址空间的相同的节点结构。在此，如果使用者通过地址空间导航并且在可视化区域2，3，4之一中进行改变，例如添加或删除节点，则自动地同步在可视化区域2，3，4中的表示。例如可借助于鼠标或键盘引起在地址空间中的改变。为了简化操作，例如借助于醒目的(例如红色的)方框12自动地标记在可视化区域2，3，4中的一个内(例如在区域3中的树形结构中)选择的节点。在区域2和4中两个另外的表示中，也以相同的方式自动地标记选择的、在全部区域中相同的节点。
如果在导航历史中往回导航，则节点先前的格局在全部可视化区域2，3，4中示出，在向前导航时也相应如此。
除了在单个的可视化区域2，3，4中的不同表示之外，也可以有利地通过用户在区域2，3，4之一中配置一些其它参数，这基于同步在全部可视化组件7，8，9上产生影响。这种参数例如可以是：
-开始节点，即利用其开始导航的节点；
-关系类型，由此仅仅表示了节点之间选择的特定类型关系；
-节点类型，由此仅仅表示选择的节点类型；
-分别在可视化区域2，3，4中示出的节点的最大数量。
方法变体2：
第二方法变体根据图5和6来阐述。与在第一变体的情况下不同的是，在此如果通过地址空间导航，则配置的可视化组件7，8，9彼此无关。这说明了，可视化组件7，8，9可以具有不同的选择的节点，以及也可以示出不同组的减少或扩展的节点，以及也可以示出不同类型的关系。以不同方式表征可视化组件7，8，9中不同的选择的节点，例如借助于不同颜色的框。在图5中例如在显示区域5.4中利用虚线框14表征在此选定的节点，用于区分在显示区域5.3中与其不相符的节点13。
如果根据通常已知的拖放方法在可视化组件中的一个(例如8)中(例如借助于鼠标-按键)获取和拖动节点13(drag)，如在图5中示出的，并且在另一个可视化组件(例如7)中放下(drop)，则在目标表示中，在此是组件7，例如借助于箭头示出在现有节点和新添加的节点13之间的全部关系，如在图6中示出的。
如果在导航历史中往回导航，则仅仅在相应时间活动的可视化组件中示出先前的节点格局。例如最后通过鼠标-点击识别的可视化组件7，8或9是活动的。相应地，在向前导航时示出较新的格局。
除了对于每个单独的可视化区域2，3，4可选择的可视化类型之外，也可以通过用户配置一些其它的参数。这种参数例如可以是：
-开始节点，即利用其开始导航的节点；
-关系类型，由此仅仅表示节点之间的选择的特定类型关系；
-节点类型，由此仅仅表示选出的节点类型；
-分别在可视化区域2，3，4中示出的节点的最大数量。
对于两个方法变体1和2共同适合的是：
如果使用者通过延伸经过多个服务器的地址空间导航，则以几何形状在不同配置的可视化区域中可视化各个服务器边界。在2D-表示或3D-表示中，取决于各个可视化区域中的可视化类型。在图7中表示地址空间，其延伸经过三个服务器A，B和C，其中借助于箭头指出了这些服务器之间的关系。图8示出了一个同样延伸经过三个服务器A，B，C的地址空间的示例，并且示出了这些服务器A，B，C之间的关系，以及同样借助于箭头16指出了节点15，其中给出了基于图形的表示。

Claims (10)

1.一种用于可视化地址空间和用于组织与自动化相关的数据的方法，其中
-将计算机系统的显示装置的用户界面(1)分成多个可配置的地址空间-显示区域(2，3，4)，
-将每个地址空间-显示区域(2，3，4)分成第一子区域(5.2，5.3，5.4)和第二子区域(6.2，6.3，6.4)，其中这些地址空间-显示区域(2，3，4)都描述相同的、可由使用者选择的地址空间，
-在不同的可视化组件(7，8，9)中以不同的表示类型在所述第一子区域(5.2，5.3，5.4)中可视化所述地址空间的节点网络，以及在所述第二子区域(6.2，6.3，6.4)中显示由所述使用者选择的节点的细节，并且其中，如果所述使用者在所述第一子区域(5.2，5.3，5.4)之一中导航并且在所述节点网络处进行改变，则
-在全部第一子区域(5.2，5.3，5.4)中自动地同步所述节点网络的结构以及所述节点之间的关系。
2.一种用于可视化地址空间和用于组织与自动化相关的数据的方法，其中
-将计算机系统的显示装置的用户界面(1)分成多个可配置的地址空间-显示区域(2，3，4)，
-将每个地址空间-显示区域(2，3，4)分成第一子区域(5.2，5.3，5.4)和第二子区域(6.2，6.3，6.4)，其中这些地址空间-显示区域(2，3，4)都描述相同的、可由使用者选择的地址空间，
-在不同的可视化组件(7，8，9)中以不同的表示类型在所述第一子区域(5.2，5.3，5.4)中分别可视化所述地址空间的节点网络，以及在所述第二子区域(6.2，6.3，6.4)中分别表示由所述使用者选择的节点的细节，其中所述可视化组件(7，8，9)在导航期间彼此无关，
-以及其中，如果所述使用者根据拖放方法将节点从所述第一子区域(5.2，5.3，5.4)中的一个(例如5.3)拖入另一第一子区域(5.2，5.3，5.4，例如5.2)，则自动地在目标表示(例如5.2)中表示在现有节点和新添加的节点之间的全部关系。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于所述使用者在导航历史中往回导航的情况，自动地在全部显示区域(2，3，4)中显示先前的节点格局，并且相应地也在向前导航时显示各个节点格局。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，在全部第一子区域(5.2，5.3，5.4)中醒目地标记由所述使用者在所述第一子区域(5.2，5.3，5.4)之一(例如5.2)中选择的节点。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在延伸经过多个服务器(A，B，C)的地址空间中导航的情况下，以几何形状可视化各个服务器边界。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，借助于基于图形的表示可视化所述地址空间，其中借助于箭头(16)表示节点(15)以及还有服务器(A，B，C)之间的关系。
7.一种用于可视化地址空间和用于组织与自动化相关的数据的系统，其中
-存在计算机系统的显示装置，将该显示装置的用户界面(1)分成多个可配置的地址空间-显示区域(2，3，4)，
-将每个地址空间-显示区域(2，3，4)分成第一子区域(5.2，5.3，5.4)和第二子区域(6.2，6.3，6.4)，其中这些地址空间-显示区域(2，3，4)都描述相同的、可由使用者选择的地址空间，
-以不同的表示类型(7，8，9)在所述第一子区域(5.2，5.3，5.4)中可视化所述地址空间的节点网络，以及在所述第二子区域(6.2，6.3，6.4)中可表示由所述使用者选择的节点的细节，以及其中
-所述系统设置用于：如果所述使用者在所述第一子区域(5.2，5.3，5.4)之一中导航并且在所述节点网络处进行改变，则在全部第一子区域(5.2，5.3，5.4)中自动地同步所述节点网络的结构以及所述节点之间关系的表示。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述显示装置设置用于：在所述使用者在所述导航历史中往回导航的情况下，自动地在全部显示区域(2，3，4)中显示先前的节点格局，并且相应地也在向前导航时显示各个较近的节点格局。
9.一种用于可视化地址空间和用于组织与自动化相关的数据的系统，其中
-存在计算机系统的显示装置，将该显示装置的用户界面(1)分成多个可配置的地址空间-显示区域(2，3，4)，
-将每个地址空间-显示区域(2，3，4)分成第一子区域(5.2，5.3，5.4)和第二子区域(6.2，6.3，6.4)，其中所述地址空间-显示区域(2，3，4)都描述相同的地址空间，
-可以在不同的可视化组件(7，8，9)中以不同表示类型在所述第一子区域(5.2，5.3，5.4)中可视化所述地址空间的节点网络，以及在所述第二子区域(6.2，6.3，6.4)中可分别表示由所述使用者选择的节点的细节，以及其中
-所述系统设置用于：如果所述使用者根据拖放方法将节点从所述第一子区域(5.2，5.3，5.4)之一(例如5.3)拖入另一个第一子区域(5.2，5.3，5.4，例如5.2)，则自动地在目标表示(例如5.2)中表示现有节点和新添加的节点之间的全部关系。
10.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述系统设置用于：在全部第一子区域(5.2，5.3，5.4)中醒目地标记由所述使用者在所述第一子区域(5.2，5.3，5.4)之一(例如5.2)中选择的节点。
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