CN103399777A - 一种基于智能终端的虚拟仪器测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能终端的虚拟仪器测量方法，具体包括：建立以页面文件格式存储有虚拟仪器测量程序的测量探头与安装有用于下载虚拟仪器测量程序的虚拟仪器浏览器的智能终端的连接通讯的步骤；智能终端的虚拟仪器浏览器从测量探头中下载其对应的虚拟仪器测量程序页面文件的步骤；智能终端显示并运行该页面文件定义的虚拟仪器测量程序，并根据该测量程序的运行对测量探头进行相应控制，进行采样测量并传输到所述智能终端上的步骤。本发明的方法通过在智能终端上利用通用的虚拟仪器浏览器来支持所有的测量应用，解决目前存在的需安装多个程序、利用率不高、通用性不强以及不能自动识别数据采集卡硬件和选择相应程序，自动性差等技术问题。

Description

一种基于智能终端的虚拟仪器测量系统及方法

技术领域

本发明涉及虚拟仪器技术领域，具体涉及一种基于智能终端的虚拟仪器测量系统，适应用于工业测量、仪器仪表和家用医疗保健仪器等领域。 

背景技术

时下智能手机很流行，在人群中有很高的普及率。与计算机相比，智能手机携带更方便，性价也更高，可以轻松地安装和运行浏览器、媒体播放器、电子书阅读器等日常应用软件。从技术角度，将测量仪器领域的计算机虚拟仪器技术移植到智能手机上不存在障碍。因此，用智能手机作为测量仪器终端，形成虚拟仪器形式的手机测量仪器是一个必然的发展趋势。 

目前，已有很多将智能手机作为测量仪器来使用的例子，如美国谷歌公司在其Google Play Store网站中为安卓手机用户提供了指南针、声级计等近10款利用手机内部传感器实现的测量仪器。美国AliveCor's公司开发了一款单导联的无线心电信号测量探头和配套的苹果手机心电信号采集、分析软件，可以将苹果手机变成一台家用的小心电图机。 

现行的手机测量仪器基本沿用了计算机虚拟仪器的软硬件架构，即每一个计算机化测量仪器均有一个独立的应用程序和对应的数据采集卡硬件。这样的做法存在着以下三个不足： 

首先，与计算机不同，手机上的应用程序必须要安装以后才能使用。虽然现在手机的配置已经接近早期的计算机，却仍是一种资源有限型设备， 其存储和计算能力远远达不到现在计算机的水平，因此手机上安装的应用程序数量不能太多。另外，手机采用类似计算机桌面图标的方式管理应用程序，而不是采用计算机的树状文件结构，应用程序安装太多后，选择使用很不方便。 

其次，传统的数据采集测量系统采用上位机虚拟仪器程序、数据采集卡和传感器的形式完成数据测量工作。上位机虚拟仪器程序和数据采集卡采用一一对应的上下位机通信协议，无论上位机软件还是下位机硬件发生改变，都必须对整个系统进行重新设计、安装，大大增加了手机化的测量系统进行升级时的费用和周期。 

再其次，与计算机测量仪器面向专业人士不同，手机测量仪器的用户更多是面向普通人群；当手机上的测量应用程序和支持的数据采集卡硬件数量较多时，选择正确的应用程序来控制正确的数据采集卡也是一个很繁琐的过程。因此，不能将计算机虚拟仪器技术照搬到手机上来，必须形成适合手机特点的手机虚拟仪器技术。 

发明內容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于智能终端的虚拟仪器测量方法和系统，其目的在于通过在智能终端上利用一个通用的虚拟仪器浏览器来支持所有的测量应用，由此解决目前基于智能终端的虚拟仪器中存在的需安装多个程序、利用率不高、通用性不强,以及不能自动识别数据采集卡硬件和选择相应程序，自动性差的技术问题。 

按照本发明的一个方面，提供一种基于智能终端的虚拟仪器测量方法，其通过在智能终端上利用通用的虚拟仪器浏览器来加载和运行测量探头中 以页面文件形式存储的虚拟仪器程序，从而实现利用智能终端完成测量探头对应的虚拟仪器测量和分析，该方法具体包括： 

建立以页面文件格式存储有虚拟仪器测量程序的测量探头与安装有用于下载所述虚拟仪器测量程序的虚拟仪器浏览器的智能终端的连接通讯； 

所述智能终端中的虚拟仪器浏览器从测量探头中下载其对应的虚拟仪器测量程序页面文件，经解析后以页面加载的方式动态生成虚拟仪器测量程序； 

所述智能终端显示并运行所述生成的虚拟仪器测量程序，从而对测量探头进行控制，以通过该测量探头进行采样测量并传输到所述智能终端上完成测量。 

作为本发明的进一步优选，所述测量探头可对接收的所述智能终端上的虚拟仪器浏览器命令进行解析，根据解析结果完成对其内存储的虚拟仪器测量程序页面文件的传输，并可根据接收的智能终端的控制命令完成传感器信号A/D采样和数据传输。 

作为本发明的进一步优选，所述虚拟仪器浏览器用于解析下载的虚拟仪器页面程序文件，并以页面加载的方式动态生成虚拟仪器测量程序。 

作为本发明的进一步优选，所述虚拟仪器浏览器从其构件库中调出相应的虚拟仪器构件进行显示和连接，在虚拟仪器浏览器中装配出虚拟仪器测量程序，以实现虚拟仪器测量程序的动态生成。 

作为本发明的进一步优选，所述虚拟仪器测量程序通过基于XML可扩展标记语言实现的标签形式的虚拟仪器页面程序描述语言进行描述，即用虚拟仪器测量程序中各构件的显示特性和构件间的连接关系进行描述，用 连接后构件间的数据流进行驱动。 

作为本发明的进一步优选，所述测量探头可以为多个，其内分别存储有各自对应的以页面文件格式存储的虚拟仪器测量程序。 

作为本发明的进一步优选，所述测量探头与智能终端可以通过有线、无线通信方式例如wifi、蓝牙进行连接通讯。 

按照本发明的另一方面，提供一种基于智能终端的虚拟仪器测量系统，包括： 

测量探头，其与所述智能终端连接通讯，该测量探头内存有以页面文件形式存储的虚拟仪器测量程序； 

设置在所述智能终端上的虚拟仪器浏览器，其用于下载测量探头内存储的页面文件并进行解析以生成虚拟仪器测量程序； 

通过在所述智能终端上显示并运行所述生成的虚拟仪器测量程序，从而对所述测量探头进行相应控制，以通过该测量探头进行采样测量并传输至智能终端上的测量程序中，从而完成测量。 

作为本发明的进一步优选，所述虚拟仪器浏览器用于解析下载的虚拟仪器页面文件，并以页面加载的方式动态生成虚拟仪器测量程序。 

作为本发明的进一步优选，所述动态生成虚拟仪器测量程序具体为，所述虚拟仪器浏览器根据解释结果，从其构件库中调出相应的虚拟仪器构件进行显示和连接，从而在虚拟仪器浏览器中装配出虚拟仪器测量程序。 

作为本发明的进一步优选，所述页面文件通过基于XML可扩展标记语言实现的标签形式的页面程序描述语言来描述，即用虚拟仪器测量程序中各构件的显示特性和构件间的连接关系进行描述，用连接后构件间的数据 流进行驱动。 

本发明中，采用智能终端例如手机作为测试仪器显示分析终端，用智能手机的蓝牙或WiFi接口与带无线通讯能力和数据采集能力的移动测量探头连接来构成手机化测量仪器。在智能终端上只需要安装一个虚拟仪器浏览器程序，另外将各测量探头的虚拟仪器程序以页面文件形式存储在探头内，连接时上传到虚拟仪器浏览器中运行。 

本发明中，将蓝牙或WiFi连接的外部手机测量探头设计成存储有XML页面文件格式的虚拟仪器测量程序的微虚拟仪器服务器，将手机端测量程序设计成一个虚拟仪器浏览器。工作时手机虚拟仪器浏览器先与探头的微虚拟仪器服务器程序连接，并下载该探头中存储的虚拟仪器测量程序页面；然后在虚拟仪器浏览器中启动和运行该页面定义的测量程序，再对测量探头进行信号采集和分析。其情形就像用浏览器访问Web网站一样，访问的网站地址和页面不同，浏览器中显示的内容也不同。 

本发明中，智能终端用户如手机用户不必再遵循“下载—安装—使用”的手机程序流程，而是直接利用手机虚拟仪器浏览器来使用相关的测量应用程序，即节省了用户时间，同时也节约了手机程序空间。对手机用户来说，在手机上只需要安装一个通用的虚拟仪器浏览器软件，而不必针对每一个测量应用分别安装不同的应用程序，软件升级时也只需要升级虚拟仪器浏览器一个软件。另外，用户也不必担心某一测量探头该用哪个程序来控制，因为探头的测量程序就集成在该探头中。 

浏览器/Web服务器技术的出现极大地降低了网络的使用难度，方便了人们对网络信息的获取和使用。本发明也具有相似特点，可以降低手机化 测量仪器的使用难度，加速手机仪器的推广和普及，使手机化测量仪器进入人们的日常工作和生活中。 

本发明中，测量系统分为了两部分，即手机虚拟仪器浏览器和测量探头微虚拟仪器服务器。手机通过蓝牙或WIFI绑定外挂的移动测量探头后，以虚拟仪器浏览器/服务器模式工作。工作时先从移动测量探头下载该探头的虚拟仪器测量程序页面，然后在虚拟仪器浏览器中显示和运行该虚拟仪器页面程序，最后该页面程序对移动测量探头进行控制，动态形成一个特定的手机化测量仪器终端。 

本发明中，虚拟仪器浏览器能够解析虚拟仪器页面描述语言，用于实现以页面加载的方式动态生成虚拟仪器测量程序。将传统的虚拟仪器测量程序分解为虚拟仪器浏览器和虚拟仪器页面程序两部分。虚拟仪器浏览器是一个含有各种常用虚拟仪器构件的虚拟仪器页面程序装配、运行平台；虚拟仪器页面程序则定义了一个具体的虚拟仪器测量应用中用到了哪些虚拟仪器控件，以及控件间的连接和工作关系。通用的虚拟仪器浏览器+特定的虚拟仪器页面程序就形成一个特定的可执行的虚拟仪器测量应用，从而达到手机中的虚拟仪器测量程序功能随所连接的移动测量探头而变化的目的。 

本发明中，测量探头微虚拟仪器服务器是一种可存储虚拟仪器页面程序的手机外挂移动测量探头，在传统的由单片机实现的传感器无线数据采集器的基础上，增加了该探头所用的虚拟仪器页面程序的存储和传输功能。为此，将探头的单片机程序设计为一个以浏览器/服务器模式工作的微虚拟仪器服务器。工作时单片机程序对收到的浏览器命令进行解析，按命令完 成单片机内存储的虚拟仪器页面程序的传输功能和完成传感器信号A/D采样和传输功能。 

另外，本发明中的测量探头微虚拟仪器服务器中的虚拟仪器程序通过一种基于XML可扩展标记语言实现的标签形式的虚拟仪器页面程序描述语言来描述，其特点是用XML标签对虚拟仪器测量程序中各构件的显示特性和构件间的连接关系进行描述，用连接后构件间的数据流进行驱动。 

总体而言，本发明将页面形式的虚拟仪器测量程序存储在手机外挂的移动测量探头中，智能手机连接移动测量探头的同时，相应的测量程序和界面也加载到手机中，最终形成一台手机化虚拟仪器。具体来说，本发明的技术效果包括： 

1、易用性：本发明用虚拟仪器浏览器+虚拟仪器页面程序的方式来实现不同的虚拟仪器测量应用，只需要在手机上安装一个虚拟仪器浏览器程序，而不用针对不同的测量应用安装多个程序。手机端软件的安装、使用、维护和升级都很方便。 

2、便捷性：本发明将手机化测量仪器分为存储有虚拟仪器页面程序的移动测量探头和安装有虚拟仪器浏览器程序的手机两部分，可实现手机端虚拟仪器测量程序和界面随所使用的传感器测量探头而自动切换的目的。用户使用十分快捷、方便。 

3、高效性：本发明用手机虚拟仪器页面程序描述语言MVIML进行虚拟仪器测量程序设计，代码简明、高效，便于将移动测量探头所对应的上位机虚拟仪器测量程序集成在完成数据采集和传输的探头单片机程序。 

4、重构性：本发明提出的虚拟仪器浏览器可根据所访问的虚拟仪器页 面程序来调出内部集成的虚拟仪器构件，在虚拟仪器浏览器中装载出虚拟仪器测量应用。访问的虚拟仪器页面不同，形成的虚拟仪器程序也不同，技术上具有重构性。 

附图说明

图1是本发明实施例的手机化测量系统组成结构示意图； 

图2是本发明实施例的由虚拟仪器页面程序和虚拟仪器浏览器实现的可重构虚拟仪器测量应用示意图； 

图3是本发明实施例的带虚拟仪器页面程序的手机外挂移动测量探头结构图； 

图4是本发明实施例的手机虚拟仪器页面程序描述语言运行效果图； 

图5是本发明实施例的手机虚拟仪器浏览器的虚拟仪器页面程序加载原理图。 

图6是本发明实施例的虚拟仪器浏览器中用于连接各构件的数据线结构图； 

图7是本发明实施例的测量探头中单片机微型虚拟仪器服务器程序工作流程框图； 

图8是本发明实施例的手机虚拟仪器浏览器与蓝牙探头自动搜索和建立数据连接的流程图； 

图9是本发明实施例的手机虚拟仪器浏览器与Wi-Fi探头自动搜索和建立数据连接的流程图； 

图10是本实施例中应用传感器实验板与WiFi模块实现的一个WiFi手机移动测量探头的样例。 

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，对本发明进行进一步详细说明。此处说明若涉及到具体实例时仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。 

本实施例的一种基于智能终端的虚拟仪器测量方法，其通过在智能终端上利用虚拟仪器浏览器来加载和运行测量探头中以页面文件形式存储的虚拟仪器程序，从而实现利用智能终端完成测量探头对应的虚拟仪器测量和分析，该方法具体包括： 

（1）建立测量探头与智能终端的连接通讯，其中，每个测量探头中均以页面文件格式存储有虚拟仪器测量程序，智能终端上安装有用于下载虚拟仪器测量程序页面文件的虚拟仪器浏览器。 

（2）智能终端的虚拟仪器浏览器从测量探头中下载其对应的虚拟仪器测量程序页面文件，并进行解析以在智能终端上动态生成虚拟仪器测量程序。 

（3）智能终端通过该浏览器显示生成的虚拟仪器测量程序，并在该智能终端上运行该页面文件定义的虚拟仪器测量程序。根据该测量程序的运行结果，智能终端对测量探头进行相应控制，从而通过测量探头进行采集并传输到虚拟仪器测量程序上进行处理，完成测量。 

连接后，针对智能终端上浏览器的下载命令，测量探头可对收到的虚拟仪器浏览器命令进行解析，根据解析结果完成其内存储的虚拟仪器测量程序页面文件的传输，以完成下载。另外，测量探头可根据接收的智能终端上的控制命令进行测量数据采用，并传输至智能终端上通过该测量程序 完成测量过程。 

虚拟仪器浏览器是一种适用于各种探头的通用的浏览器，用于解析下载的虚拟仪器页面描述语言，从而实现以页面加载的方式动态生成虚拟仪器测量程序。具体地，解析后，虚拟仪器浏览器从构件库中调出相应的虚拟仪器构件进行显示和连接，在虚拟仪器浏览器中装配出虚拟仪器测量应用程序，从而运行以进行测量。虚拟仪器程序页面文件可以通过基于XML可扩展标记语言实现的标签形式的虚拟仪器页面程序描述语言来描述，即用虚拟仪器测量程序中各构件的显示特性和构件间的连接关系进行描述，用连接后构件间的数据流进行驱动。 

测量探头可以为多个，其内分别存储有各自对应的虚拟仪器页面程序。 

图1是移动测量探头和智能终端（本实施例中优选手机）实现的测量仪器总体框图。左边部分为带蓝牙或Wi-Fi功能的移动测量探头，它可以通过手机的蓝牙或Wi-Fi接口与手机绑定，成为智能手机的扩展件（类似手机的蓝牙耳机配件），右边为运行有虚拟仪器浏览器的智能手机，两者组合形成一台手机化测量仪器。 

在智能手机中启动虚拟仪器浏览器后，它先通过蓝牙或WIFI与移动测量探头进行绑定，并从移动测量探头下载该探头的虚拟仪器页面程序(图中红虚线)并动态生成虚拟仪器测量程序，然后在虚拟仪器浏览器中显示和运行该虚拟仪器页面程序，最后再通过虚拟仪器浏览器中运行的虚拟仪器页面程序对移动测量探头进行信号采集控制(图中黑实线)，从而动态组合成一台手机化测量仪器。 

图2是由虚拟仪器页面程序与虚拟仪器浏览器实现的手机化可重构虚 拟仪器测量应用。将虚拟仪器浏览器设计为一个象浏览器一样的支持虚拟仪器页面程序描述语言的软件装配、运行平台，其内部集成了表盘、图表、信号处理算法等常用虚拟仪器构件和一个虚拟仪器构件驱动引擎。虚拟仪器浏览器与移动测量探头进行连接时，先下载该探头的虚拟仪器页面程序(图中红色箭头)，然后虚拟仪器浏览器从构件库中调出相应构件进行显示和连接，在虚拟仪器浏览器中装配出虚拟仪器测量应用，并在虚拟仪器驱动引擎的支持下进行测量和分析工作。 

图3是带虚拟仪器页面程序的手机外挂移动测量探头原理图。针对手机外挂移动测量探头采用蓝牙或WiFi以数据流的方式与智能手机进行连接和通讯，同时探头中通常有一个单片机系统的特点，在探头单片机确定为数据流驱动的浏览器/服务器工作模式。在单片机程序中设置一个命令解析器，对收到的上位机命令进行解释、执行，并将执行结果以数据流形式返回；另外，将该探头的虚拟仪器页面程序以资源文件的形式集成在单片机中，并返回给手机虚拟仪器浏览器。例如，探头和智能手机通过蓝牙或Wi-Fi建立数据连接后，手机端通过数据流发送“#MVIML$”,则探头将页面以“#xxx$”的数据流形式返回,其中xxx为具体的页面程序内容；手机端发送“#CH,2,L,1024,Fs,1000$”,则探头按1000赫兹的采样频率，1024点的采样长度进行双通道采样，采样结束后将数据以“#yyy$”的数据流形式返回,其中yyy为依次存放的双通道采样数据。 

图4是本实施例中用XML可扩展标记语言实现的标签式手机虚拟仪器程序描述语言，以及用该语言设计的页面程序样例和页面程序在手机虚拟仪器浏览器中的运行效果。在该语言中，每一个虚拟仪器构件均有一个XML 标签，而所有构件XML标签的集合就构成了手机虚拟仪器页面程序描述语言。 

每个XML标签的主要内容包括：Compont——虚拟仪器构件名，也就是XML标签的名字，用于确定从虚拟仪器浏览器中加载那一个虚拟仪器控件；ID——虚拟仪器构件在虚拟仪器浏览器中加载时的构件句柄，若忽略该参数，系统在构件加载时用当前时钟自动分配一个唯一的句柄号；Description——虚拟仪器构件功能描述，相当于程序中的注释，该参数可忽略；Position——虚拟仪器构件在虚拟仪器浏览器中的显示位置，对FFT等非显示类信号处理构件，该参数可忽略；Colors——虚拟仪器构件显示时所用的色彩，如按钮控件的底色和文字色彩，按RGB格式，用16进制定义，若忽略该参数，则构件用默认色彩进行显示；InLines——虚拟仪器构件输入端子所连接的数据线号，也就是说构件对这些数据线上的写事件进行监听，并从数据线上读出更新后的数据，该参数不能忽略；OutLines——虚拟仪器构件输出端子所连接的数据线号，虚拟仪器构件将数据处理结果通过这些数据线送出，该参数不能忽略；Parameters——虚拟仪器构件的其他工作参数，如频谱分析构件中的FFT长度和频谱类型等，若忽略这些参数，则构件采用默认值，如频谱分析构件FFT默认长度是1024点、默认频谱类型是对数功率谱。 

一个蓝牙声音探头的虚拟仪器页面程序中，其中有5个XML标签。标签1在手机虚拟仪器浏览器显示的窗底部（也就是手机屏幕底部）显示一个黑字的橙色按钮，用于控制测量程序的启/停，按钮启/停状态从数据线1输出；标签2在手机屏幕底部按钮构件的右边显示一个黑字的青色下拉列 表构件，用于显示和选择声音信号的采样频率，选择结果从数据线2输出；标签3在手机屏幕底部下拉列表构件的右边显示一个文本框，用于显示和输入信号采样长度，输入结果从数据线3输出；标签4在手机屏幕底部文本框构件的右边显示一个蓝牙MIC构件，用于对蓝牙MIC探头进行声音信号采集，其输入端分别与数据线1、2、3相连，数据线1用于控制其启动/停止、数据线2用于获取采样频率、数据线3用于获取采样长度，其输出端与数据线4相连，用于向外传送所采集到的声音数据；标签5在手机屏幕的主要区域显示一个示波器构件，其输入端与数据线4线连，用于接收和现实蓝牙MIC控件送来的声音信号波形，信号的电压幅值范围是{-10，10}。 

图4是蓝牙声音探头虚拟仪器页面程序在手机虚拟仪器浏览器中的显示运行效果图。页面中的各构件加载后用虚拟仪器浏览器提供的数据线连接在一起，形成一个数据流驱动的虚拟仪器程序。当“运行”按钮压下，它通过数据线1发出按钮压下命令；蓝牙MIC构件的启/停控制端口连接在数据线1上，“运行”按钮压下启动其运行，它先从数据线2和数据线3上获取采样频率和采样长度，然后连续进行信号采集工作，并将采集到的声音信号数据发送到数据线4上去；当“运行”按钮弹起时，数据线1上的状态值改变，蓝牙MIC构件停止采样工作。示波器构件的信号输入端口连接在数据线4上，当数据线4有新数据写入时，它读取新数据，并刷新显示。这样在数据流的驱动下，各虚拟仪器构件协同工作，完成一个虚拟仪器测量应用。 

图5是手机虚拟仪器浏览器的虚拟仪器页面程序加载原理图。虚拟仪 器浏览器读入一个XML格式的虚拟仪器页面程序后，先用XML解释器从页面中提取出各虚拟仪器构件的XML标签，然后按标签类别从虚拟仪器构件库中提取出相应构件，最后再按标签参数进行显示设置、属性参数设置和与后台虚拟仪器引擎的数据线建立连接。这样页面中各虚拟仪器构件加载完成后就形成一个数据流驱动的虚拟仪器测量应用。 

图6是虚拟仪器浏览器中用于连接各构件的数据线结构图。数据线是一个用消息推送机制实现的数据流模块，它有一个构件注册方法，一个写数据方法和一个读数据事件的派发方法。另外，每条数据线有一个可变类型的数据区，可以读/写(存储/传输)字符串变量、单变量、一维数组变量和二维数组变量等常用测量数据类型。虚拟仪器浏览器在加载页面程序中的虚拟仪器构件时，先根据其XML标签中的inLines和outLines参数，在内部虚拟仪器引擎中的数据线上进行读/写操作权限注册；页面加载完成后，当注册有写权限的构件产生新数据后，它调用相应数据线的写方法，写入数据；写入完成后则触发数据线读事件，并向所有注册了该数据线读权限的构件推送数据；注册了读权限的构件收到数据线读事件后，读取新数据进行处理，然后将处理后的数据继续通过其他数据线向后传递。这样就可以形成一个以虚拟仪器构件为基本单元的数据流驱动的运行程序。 

图7是移动测量探头中单片机的微虚拟仪器服务器程序框图。程序启动后先进行软硬件参数初始化，然后对所连接的蓝牙/WiFi无线通讯模块提供的数据输入口进行监听和命令解析，当有命令输入时转入下一模块，若无命令输入则静止等待；当输入命令是虚拟仪器页面获取命令时，程序从内部集成的资源文件中取出页面程序，然后从蓝牙/WiFi无线通讯模块的数 据输出口将页面程序返回给命令发送者，并等待新的输入命令；当输入命令是数据采集命令时，程序启动传感器数据采集模块进行工作，采样结束后将信号数据从蓝牙/WiFi无线通讯模块的数据输出口将页面返回给命令发送者，然后等待新的输入命令；当输入命令是其他任务，则程序进行相应处理后然后继续等待新的输入命令。如此循环往复，形成一个由虚拟仪器浏览器控制的浏览器/服务器主从工作模式。 

图8是手机虚拟仪器浏览器与蓝牙探头自动搜索和建立数据连接流程图。使用蓝牙探头时，手机虚拟仪器浏览器先对周边的已配对蓝牙设备进行收索，然后建立连接和发送虚拟仪器页面程序获取命令，若无应答或应答错误，则表明该蓝牙设备不是移动测量探头，断开连接，继续搜索；若正确返回虚拟仪器页面，则表明该蓝牙设备是移动测量探头，维持连接，并建立数据输入流和数据输入流；然后转入后续的虚拟仪器浏览器的页面加载和运行部分。 

图9是手机虚拟仪器浏览器与WiFi探头自动搜索和建立数据连接流程图。使用WiFi探头时，手机先登录到WiFi探头的无线网络，并获取该探头的IP地址和配置自身的动态IP地址，建立无线网络的数据连接；然后发送虚拟仪器页面获取命令，若无应答或应答错误，则表明该WiFi设备不是移动测量探头，断开连接，继续搜索；若正确返回虚拟仪器页面，则表明该WiFi设备是移动测量探头，维持连接，并建立数据输入流和数据输入流；然后转入后续的虚拟仪器浏览器的页面加载和运行部分。 

图10是本实施例中应用深圳德普施公司的51单片机传感器实验板与WiFi模块实现的一个WiFi手机移动测量探头的样例。先按图3所示的结构 用51单片机传感器实验板和WiFi模块实现移动测量探头的硬件，然后用Keli C语言按图7所示的微虚拟仪器服务器程序框图进行单片机软件设计；最后在51单片机模块面包板上插接出温度、压力、声音等传感器测量电路，再用手机虚拟仪器程序描述语言设计出相应传感器的虚拟仪器测量页面并集成在单片机程序中。这样就可以实现一个手机移动测量探头。 

按图5所示的虚拟仪器浏览器结构，优选用Eclipse公司的Java手机程序开发平台进行手机程序设计，先将常用的按钮、表盘、波形图、信号处理算法等60多个常用虚拟仪器功能封装成可以用XML标签定义和引用的构件；然后再设计一个用消息派发机制实现的数据线组，用于连接各构件；最后再设计一个XML虚拟仪器页面解释器，用于从页面中提取各虚拟仪器构件的XML标签，并按标签参数进行显示和连线，最终实现以页面的方式在虚拟仪器浏览器中动态形成虚拟仪器测量应用。开发完成的虚拟仪器浏览器样例程序的安装文件约1.5M，可以在Android2.3以上的智能手机上运行。 

利用本发明可以实现一个以智能终端例如手机为载体的移动测量环境，十分适合于一些低成本、便携式的小型测量仪器，如家用医疗保健仪器、农业测量仪器和便携式工业测量仪器等。 

本领域的技术人员容易理解，以上所述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。 

Claims (9)

1.一种基于智能终端的虚拟仪器测量方法，其通过在智能终端上利用虚拟仪器浏览器来加载和运行测量探头中以页面文件形式存储的虚拟仪器测量程序，从而实现利用智能终端完成测量探头对应的虚拟仪器的测量和分析，该方法具体包括： 

建立以页面文件格式存储有虚拟仪器测量程序的测量探头与安装有用于下载所述虚拟仪器测量程序页面文件的虚拟仪器浏览器的智能终端的连接通讯的步骤； 

所述智能终端的虚拟仪器浏览器从测量探头中下载其对应的虚拟仪器测量程序页面文件并经解析以动态生成虚拟仪器测量程序的步骤；以及 

所述智能终端显示并运行生成的虚拟仪器测量程序，以控制所述测量探头进行采样测量并传输至所述虚拟仪器测量程序进行处理，从而完成虚拟仪器测量分析的步骤。 

2.根据权利要求1所述的一种基于智能终端的虚拟仪器测量方法，其特征在于，所述测量探头可对接收的所述虚拟仪器浏览器的命令进行解析，根据解析完成其内存储的虚拟仪器测量程序页面文件的传输，并可根据接收的智能终端的控制命令完成数据采样并传输至智能终端的虚拟仪器浏览器。 

3.根据权利要求1或2所述的一种基于智能终端的虚拟仪器测量方法，其特征在于，所述动态生成虚拟仪器测量程序具体为，所述虚拟仪器浏览器根据解析从其构件库中调出相应的虚拟仪器构件进行显示和连接，从而在虚拟仪器浏览器中装配出虚拟仪器测量程序。 

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种基于智能终端的虚拟仪器测量方法，其特征在于，所述虚拟仪器的页面文件通过基于XML可扩展标记语言实现的标签形式的页面程序描述语言来描述，即用虚拟仪器测量程序中各构件的显示特性和构件间的连接关系进行描述，用连接后构件间的数据流进行驱动。 

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种基于智能终端的虚拟仪器测量方法，其特征在于，所述测量探头可以为多个，其内分别存储有各自对应的虚拟仪器测量程序的页面文件。 

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种基于智能终端的虚拟仪器测量方法，其特征在于，所述测量探头与智能终端可以通过有线、无线通信方式例如wifi、蓝牙进行连接通讯。 

7.一种基于智能终端的虚拟仪器测量系统，包括： 

测量探头，其与所述智能终端连接通讯，该测量探头内存有以页面文件形式存储的虚拟仪器测量程序； 

设置在所述智能终端上的虚拟仪器浏览器，其用于下载测量探头内存储的页面文件并进行解析以生成虚拟仪器测量程序； 

通过在所述智能终端上显示并运行所述生成的虚拟仪器测量程序，从而对所述测量探头进行相应控制，以通过该测量探头进行采样测量并传输至智能终端上的虚拟仪器测量程序中处理，从而完成测量。 

8.根据权利要求7所述的一种基于智能终端的虚拟仪器测量系统，其特征在于，所述虚拟仪器浏览器用于解析下载的虚拟仪器页面文件，并以页面加载的方式动态生成虚拟仪器测量程序，即所述虚拟仪器浏览器根据 解释结果，从其构件库中调出相应的虚拟仪器构件进行显示和连接，从而在虚拟仪器浏览器中装配出虚拟仪器测量程序。 

9.根据权利要求7或8所述的一种基于智能终端的虚拟仪器测量系统，其特征在于，所述页面文件通过基于XML可扩展标记语言实现的标签形式的页面程序描述语言来描述，即用虚拟仪器测量程序中各构件的显示特性和构件间的连接关系进行描述，用连接后构件间的数据流进行驱动。 

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