CN109446685B - 一种基于水电站仿真培训的数据通信协议 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于水电站仿真培训的数据通信协议，包括如下步骤：首先，通信双方平台采用配置文件的方式公开各平台的传输地址、端口；然后，在双方平台之间创建Socket通信，并绑定通信双方的端口；其次，当接收方接收到数据后即开始创建线程，并对接收到的数据进行解析；最后，接收方开始启动执行接收到的数据信息，对数据信息基于协议规定进行数据值解析、执行信息功能，并刷新显示；本发明可根据双方平台制定的通信协议，将MakeReal 3D中的模型数据按照运行仿真的规律，依次实时地传输至三维虚拟仿真平台，仿真平台在接收到数据后，根据业务需求，按要求驱动模型运动，从而实现了跨平台的数据交互与模型操作。

Description

一种基于水电站仿真培训的数据通信协议
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体是一种基于水电站仿真培训的数据通信协议。
背景技术
目前水电站、变电站普遍采用传统的课堂讲授法及师带徒弟的方法来对新员工进行技能培训，很难做到演示、实践和反馈同步结合，培训效果受师傅本身能力局限影响较大；这种培训方式只能对受训者进行某一技艺或工作岗位的培训，不能对受训者进行全面、系统的专业培训，且师带徒培训一般会持续好几年，培训的周期过长。
大部分课件或是专业性较强，深度、广度不适合新员工培训使用；或是指向性较强，内容局限在教学的某一个领域，单独使用仅限于部分理论与技能的培训；或是理论性较强，不符合员工培训“提升教学技能”的目标要求；不能满足员工的个性需求，容易导致理论与实践相脱节；没有直观鲜明的展现培训内容，不能给员工留下深刻的印象，教学培训质量低。
由纸质课件资料转变为三维虚拟培训系统是水电站技能培训的必然趋势，而这个培训系统的难点在于实现跨平台的数据交互与模型操作；要实现水电站仿真培训，需要将模型编辑软件(如MakeReal 3D平台)中的模型数据导入三维虚拟仿真平台，故需要在模型编辑软件平台与三维虚拟仿真平台之间建立通信链路，以实现通信双方平台之间的数据交互与模型操作。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能实现模型编辑软件与三维虚拟仿真平台之间的数据交互与模型操作的基于水电站仿真培训的数据通信协议。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于水电站仿真培训的数据通信协议，包括以下步骤：
S1，通信双方平台采用配置文件的方式公开各平台的传输地址、端口；
S2，当通信接收方读取到特定目录的配置文件后，通过识别通信发送方的IP地址，根据发送方的指令在双方平台之间创建Socket通信，并绑定通信双方的端口；
S3，通信双方始终识别配置文件中的服务协议，即始终保留端口监听服务；
S4，若监听到通信发送方向接收方发送数据信息，通信接收方开始创建线程对接收到的数据信息进行解析；
S5，若通信接收方创建线程成功，则向通信发送方反馈线程的句柄；若通信接收方创建线程失败，则向通信发送方反馈空值；
S6，通信接收方创建线程后，该线程开始启动执行接收到的数据信息，对数据信息基于协议规定进行数据值解析、执行信息功能，并刷新显示；
S7，在进行数据值解析、执行信息功能、刷新显示的过程中，若反馈特殊信息，则线程自动停止，并由通信发送方主动关闭Socket通信。
具体地，所述通信双方包括通信发送方和通信接收方；所述通信接收方与通信发送方之间通过网络协议通信，采用Socket通信方式进行数据交互。
进一步地，所述通信接收方与通信发送方之间的数据交互通过文件数据接口和/或网络协议实现；所述文件数据接口包括csv、xml、txt、图片、视频接口；所述网络协议包括TCP/IP、HTTP、UDP、FTP协议。
具体地，所述协议的定义采用驱动式的服务和类库构成，通信双方平台之间的协议定义内容包括：
可扩展的程序接口访问、交换软件平台之间的功能、信号；
通信双方平台之间格式化透明接口；
通信双方平台之间数据交换的时间、标记标识；
通信双方平台之间的多连接功能；
通信双方平台之间交换回话的存储、回放。
具体地，所述通信双方平台之间的数据传输协议方法是以功能区分信息类型，所有的信息数据都在协议中完整地体现；通信发送方输出多种类型的信息数据，通信接收方接收所有的信息数据，并对信息数据的类型进行解析。
进一步地，所述信息类型包括：模拟量、按钮、数字、度量、坐标、控制、设备、状态、图像、声音、文字。
具体地，所述特殊信息包括：数据值解析故障、执行信息功能故障、刷新显示故障，若所述通信接收方反馈一种或多种故障信息时，线程将自动停止，且通信发送方会主动关闭Socket通信。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在MakeReal 3D平台和三维虚拟仿真平台之间建立通信链路，并以功能区分信息类型的方法制定相应的通信协议，以确保双方平台之间准确和齐全地交换信息；本发明可根据双方平台制定的通信协议，将MakeReal 3D中的模型数据按照运行仿真的规律，依次实时地传输至三维虚拟仿真平台，仿真平台在接收到数据后，根据业务需求，按要求驱动模型运动，从而实现了跨平台的数据交互与模型操作。
附图说明
图1为本发明一种基于水电站仿真培训的数据通信协议流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
为了实现MakeReal 3D平台与三维虚拟仿真平台的数据交互及模型操作演示，本实施例通过TCP/IP网络通信，以Socket通信方式建立MakeReal 3D平台与三维虚拟仿真平台之间的数据链路。数据链路建立后，根据双方平台制定的通信协议(该协议中包含模型编码、数据类型和数据值等信息)，按照运行仿真的规律，依次实时地将MakeReal 3D平台中的模型数据传输至三维虚拟仿真平台，仿真平台接收到数据后，再根据业务需求，按要求驱动模型运动，从而实现数据的交互和模型操作演示。
如图1所示，本实施例提供了一种基于水电站仿真培训的数据通信协议，包括以下步骤：
S1，通信双方平台采用配置文件的方式公开各平台的传输地址、端口；
S2，当通信接收方(三维虚拟仿真平台)读取到特定目录的配置文件后，通过识别通信发送方(MakeReal 3D平台)的IP地址，根据发送方的指令在双方平台之间创建Socket通信，并绑定通信双方的端口；
S3，通信双方始终识别配置文件中的服务协议，即始终保留端口监听服务；
S4，若监听到通信发送方向接收方发送数据信息，则通信接收方开始创建线程对接收到的数据信息进行解析；
S5，若通信接收方创建线程成功，则向通信发送方反馈线程的句柄；若通信接收方创建线程失败，则向通信发送方反馈空值；
S6，通信接收方创建线程后，该线程开始启动执行接收到的数据信息，对数据信息基于协议规定进行数据值解析、执行信息功能，并刷新显示；
S7，在进行数据值解析、执行信息功能、刷新显示的过程中，若反馈特殊信息，则线程自动停止，并由通信发送方主动关闭Socket通信。
进一步地，所述MakeReal 3D平台与运行仿真平台之间的数据交互通过文件数据接口和/或网络协议实现；所述文件数据接口包括csv、xml、txt、图片、视频接口；所述网络协议包括TCP/IP、HTTP、UDP、FTP协议。
具体地，所述协议的定义采用驱动式的服务和类库构成，通信双方平台之间的协议定义内容包括：
可扩展的程序接口访问、交换软件平台之间的功能、信号；
通信双方平台之间格式化透明接口；
通信双方平台之间数据交换的时间、标记标识；
通信双方平台之间的多连接功能；
通信双方平台之间交换回话的存储、回放。
具体地，所述通信双方平台之间的数据传输协议方法是以功能区分信息类型，所有的信息数据都在协议中完整地体现；通信发送方输出多种类型的信息数据，通信接收方接收所有的信息数据，并对信息数据的类型进行解析；双方平台之间的链接驱动不只是简单的驱动程序，更是为每种信息类型的功能提供接口，每种信息类型指定一致的接口和语法，通过数据交换实现不同类型信息的功能。
进一步地，所述信息类型包括：
模拟量：可记录一个或多个模拟值，通常在水电站设备仿真中用于步长功能的仿真分类；
按钮：记录类似按钮的按下与释放的事件驱动信息，用于水电中仿真中各类按钮设备或控制设备的命令与释放；
数字：标示性记录；
度量：记录表盘、控制等度量增值；
坐标：用于实时交换模型数据的具体联动信息；
控制：命令控制；
设备：设备类型、类别、数组；
状态：记录运行、反馈、问题状态；
图像：触发、记录图像事件；
声音：提供声音触发、模拟、记录；
文字：描述性信息记录、解释。
具体地，所述特殊信息包括：数据值解析故障、执行信息功能故障、刷新显示故障，若所述通信接收方反馈一种或多种故障信息时，线程将自动停止，且通信发送方会主动关闭Socket通信。
MakeReal 3D平台提供了开放的二次开发接口，用户可自定义开发扩展性功能，通过MakeReal 3D二次开发接口，可实现与其它平台的数据交换，包括信息数据交互读取和呈现。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于水电站仿真培训的数据通信方法，其特征在于，用于实现MakeReal 3D平台与三维虚拟仿真平台的数据交互及模型操作演示，包括以下步骤：
S1，通信双方平台采用配置文件的方式公开各平台的传输地址、端口；
S2，当通信接收方读取到特定目录的配置文件后，通过识别通信发送方的IP地址，根据发送方的指令在双方平台之间创建Socket通信，并绑定通信双方的端口；
S3，通信双方始终识别配置文件中的服务协议，即始终保留端口监听服务；
所述服务协议的定义采用驱动式的服务和类库构成，通信双方平台之间的协议定义内容包括：可扩展的程序接口访问、交换软件平台之间的功能、信号；通信双方平台之间格式化透明接口；通信双方平台之间数据交换的时间、标记标识；通信双方平台之间的多连接功能；通信双方平台之间交换回话的存储、回放；
S4，若监听到通信发送方向接收方发送数据信息，通信接收方开始创建线程对接收到的数据信息进行解析；所述通信双方平台之间的数据传输协议方法是以功能区分信息类型，所有的信息数据都在协议中完整地体现；通信发送方输出多种类型的信息数据，通信接收方接收所有的信息数据，并对信息数据的类型进行解析；双方平台之间的链接驱动为每种信息类型的功能提供接口，每种信息类型指定一致的接口和语法，通过数据交换实现不同类型信息的功能；
S5，若通信接收方创建线程成功，则向通信发送方反馈线程的句柄；若通信接收方创建线程失败，则向通信发送方反馈空值；
S6，通信接收方创建线程后，该线程开始启动执行接收到的数据信息，对数据信息基于协议规定进行数据值解析、执行信息功能，并刷新显示；
S7，在进行数据值解析、执行信息功能、刷新显示的过程中，若反馈特殊信息，则线程自动停止，并由通信发送方主动关闭Socket通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于水电站仿真培训的数据通信方法，其特征在于，所述通信双方包括通信发送方和通信接收方；所述通信接收方与通信发送方之间通过网络协议通信，采用Socket通信方式进行数据交互。
3.根据权利要求2所述的一种基于水电站仿真培训的数据通信方法，其特征在于，所述通信接收方与通信发送方之间的数据交互通过文件数据接口和/或网络协议实现；所述文件数据接口包括csv、xml、txt、图片、视频接口；所述网络协议包括TCP/IP、HTTP、UDP、FTP协议。
4.根据权利要求1所述的一种基于水电站仿真培训的数据通信方法，其特征在于，所述信息类型包括：模拟量、按钮、数字、度量、坐标、控制、设备、状态、图像、声音、文字。
5.根据权利要求1所述的一种基于水电站仿真培训的数据通信方法，其特征在于，所述特殊信息包括：数据值解析故障、执行信息功能故障、刷新显示故障。
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Assignee: China Southern power grid peak shaving and frequency modulation (Guangdong) energy storage technology Co.,Ltd.

Assignor: China Southern Power Grid Energy Storage Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980042321

Denomination of invention: A Data Communication Protocol Based on Hydropower Station Simulation Training

Granted publication date: 20230630

License type: Common License

Record date: 20230922