CN110764479B

CN110764479B - 基于dds的多智能体中间平台系统及其控制方法

Info

Publication number: CN110764479B
Application number: CN201911055542.8A
Authority: CN
Inventors: 进兵; 张轶
Original assignee: Shanghai Advanced Avionics Co ltd
Current assignee: Shanghai Aiwei Information Technology Co ltd
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2021-02-12
Anticipated expiration: 2039-10-31
Also published as: CN110764479A

Abstract

本发明公开了一种基于DDS的多智能体中间平台系统及其控制方法，包括资源层：包括检测仪器和/或不同被测设备；核心层：采用图形化的界面，根据用户接口控制文件配置检测仪器和不同被测设备的数据通道，并通过接口映射方式获取通信数据；开发层：构建并执行测试用例；应用层：提供统一工作环境、综合调试环境和监控控制环境。本发明提供的基于DDS的多智能体中间平台系统及其控制方法，能够屏蔽底层检测系统的复杂性与多样性，通过中间平台的功能，方便地实现不同检测仪器、不同检测设备所检测的数据的采集、传输和共享。

Description

基于DDS的多智能体中间平台系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种中间平台系统及其控制方法，尤其涉及一种基于DDS(数据分发服务，Data Distribution Service)的多智能体中间平台系统及其控制方法。

背景技术

当前，新科技革命和产业变革正在兴起，全球工业技术体系、发展模式和竞争格局迎来重大变革。发达国家纷纷出台以先进制造业为核心的“再工业化”国家战略：美国大力推动以“工业互联网”和“新一代机器人”为特征的智能制造战略布局；德国“工业4.0”计划的提出旨在通过智能制造提振制造业竞争力；欧盟在“2020增长战略”中提出重点发展以智能制造技术为核心的先进制造；日本、韩国等制造强国也提出相应的发展智能制造的战略措施，可见，智能制造已经成为发达国家制造业发展的重要方向，成为各国发展先进制造业的制高点。

同时，随时系统复杂度不断提高，底层检测系统的复杂性与多样性也随之呈几何级增长，不同检测仪器、不同检测设备所检测的数据的采集、传输和共享也越来越困难。比如飞机级别的大系统，涉及成千上万设备的数据采集、传输和共享。因此，如何屏蔽底层检测系统的复杂性与多样性，提供统一工作环境、综合调试环境和监控控制环境就显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于DDS的多智能体中间平台系统及其控制方法，能够屏蔽底层检测系统的复杂性与多样性，通过中间平台的功能，实现不同检测仪器、不同检测设备所检测的数据的采集、传输和共享。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于DDS的多智能体中间平台系统，包括：资源层：包括检测仪器和/或不同被测设备；核心层：采用图形化的界面，根据用户接口控制文件配置检测仪器和不同被测设备的数据通道，并通过接口映射方式获取通信数据；开发层：构建并执行测试用例；应用层：提供统一工作环境、综合调试环境和监控控制环境。

本发明为解决上述技术问题还提供一种上述的基于DDS的多智能体中间平台系统的控制方法，其中，包括如下步骤：S1)先创建或导入用户接口控制文件，预先为检测仪器和被测设备定义好IO映射配置信息；S2)生成基础变量池和工程模板，并与预先配置好的检测仪器和被测设备中的板卡通道进行绑定；S3)配置测试线路，设置数据通信格式和通信协议；S4)构建测试用例，提供激励信号并执行测试用例。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的基于DDS的多智能体中间平台系统及其控制方法，能够屏蔽底层检测系统的复杂性与多样性，通过中间平台的功能，实现不同检测仪器、不同检测设备所检测的数据采集，并在网络上进行有效传输和广泛共享。

附图说明

图1为本发明基于DDS的多智能体中间平台系统架构示意图；

图2为本发明基于DDS的多智能体中间平台系统的控制流程示意图；

图3为本发明基于DDS的多智能体中间平台系统ICD映射结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明基于DDS的多智能体中间平台系统架构示意图。

请参见图1，本发明提供的基于DDS的多智能体中间平台系统，包括：

资源层：包括检测仪器和/或不同被测设备；

核心层：采用图形化的界面，根据用户接口控制文件配置检测仪器和不同被测设备的数据通道，并通过接口映射方式获取通信数据；

开发层：构建并执行测试用例；

应用层：提供统一工作环境、综合调试环境和监控控制环境。

本发明提供的基于DDS的多智能体中间平台提供用户交互画面设计软件，为用户提供一个所见即所得的画面设计环境，可以通过对图元托拉拽的方式设计出交互界面，并根据要求导出成指定格式。本发明可以导入ICD文件(接口控制文件，Interface ControlDocument)，在用户需要为图元设置驱动信号时，可以通过ICD的树形结构进行查找并添加，帮助用户快速准确的为每一个图元设置驱动信号源。

图2为本发明基于DDS的多智能体中间平台系统的控制流程示意图。

请参见图2，本发明的基于DDS的多智能体中间平台系统，控制过程如下：

S1)先创建或导入用户接口控制文件，预先为检测仪器和被测设备定义好IO映射配置信息；

S2)生成基础变量池和工程模板，并与预先配置好的检测仪器和被测设备中的板卡通道进行绑定；

S3)配置测试线路，设置数据通信格式和通信协议；

S4)构建测试用例，提供激励信号并执行测试用例。比如基于PATS(ProgrammableAutomatic Test System)、Rhapsody(美国I-Logix公司发布的模型驱动可视化开发软件)、Python、C语言或C++构建测试用例，采用射频激励信号、气源激励信号和光学激励信号对配置好的板卡通道进行仿真。所有测试脚本语言元素均可通过测试编辑器组织成以测试项目为根元素的数状结构。如果树状结构的某一个元素被创建或选中，在模块窗口中会显示该元素相应的编辑输入模式，同时该元素的编辑帮助信息会显示在帮助窗口中。如果某树状元素被跳过，那么在编译时会被忽略。在树状结构窗口中，可同时显示几个测试项目及库的树状结构，且所有的元素可相互间拷贝及移动。

本发明的ICD定义管理软件能够实现对复杂的航空电子系统各设备间的接口信息的设计，提供对ICD数据库进行查询的功能，此外还必须提供丰富的管理和维护功能，使ICD数据库管理更加安全、可靠，提高ICD设计的效率，能够满足复杂的ICD数据管理要求。其具体的软件设计情况如下所示：

a)开发语言：JAVA Script；

b)操作系统：Windows xp\Win 7\Linux；

c)通讯协议：json；

d)框架环境：anglar JS；

e)数据库：MySQL。

ICD定义管理软件，包含从项目(飞机级别)到最底层信号级别的各层次ICD信息定义和管理功能，最顶层的项目，可以定义项目名称、项目代号、项目缩写等相关信息。每个项目可以为其编辑规则，这些规则，由于保证后续该项目里，所有与规则相关的输入，按照下拉框的形式进行操作，从而使所有的输入符合项目设计初期的规范。

在ICD定义管理软件中，可以对设备信息进行管理，可以完成对设备的创建、修改、删除和查看等操作。设备作为项目的子元素，可以对飞机内部的系统构造进行划分。每个设备具备的通道、消息、信号等内容，可以通过展开设备节点查看和编辑。实验人员可以在树形结构的节点右键选择需要创建的内容，创建待测通道的界面；用户新建通道时，程序会自动为用户分配一个规范号，用户也可以在下拉框中选择其他规范号。用户可以在原设备和目标设备创建通道，通道保存后，会自动的在相应的目标设备或者源设备中展示出来，置于该项的input或output目录下。

通过ICD定义管理软件上已经定义的各层级信息，可以将这些信息的逻辑内容与物理通道进行对应，从而实现不同类型协议接口的数据管理和配线管理过程。

本发明的基于DDS的多智能体中间平台提供可以用于为图形描述文件搭建与目标系统一致的运行环境和底层服务，通过底层服务还可以与用户编写的其他设备仿真模型交互，同时基于DDS的多智能体中间平台提供数据激励软件，帮助用户对设计好的画面进行实时激励调试。

本发明的基于DDS的多智能体中间平台提供的工业网络板卡统一开发库服务，可以根据输入的ICD信息和配置文件，自动切换底层通信环境和数据通信格式，使得上层软件可以顺利的与真实设备进行数据交互。

本发明的基于DDS的多智能体中间平台提供IO操作代码自动生成软件，它可以根据用户接口控制文件(ICD)自动生成包含通信层的代码框架，业务开发人员只需要完成上层的业务逻辑层与UI层即可，自动生成的通信层代码可以自动实现与被测设备的基础协议通讯。

IO操作代码自动生成软件基于DDS的多智能体中间平台开发的，其具体的软件设计情况如下所示：

1)开发语言：C++；

2)操作系统：Windows xp\Win 7\Linux；

3)通讯协议：json；

4)框架环境：C++RunTime。

IO操作代码自动生成软件可用的接口板卡主要包括：

1)AFDX(ARINC664)总线；

2)FC总线；

3)ARINC429总线；

4)1553B总线；

5)串口RS232\RS422\RS485；

6)离散量模拟量。

IO操作代码自动生成软件是一个测试单元中，用于管理控制所有通讯板卡的子模块，它负责解析用户事先定义好的IO映射配置文件，根据IO映射配置文件，来组织对板卡的收发操作，并根据实时内核模块中管理的变量的值，动态的更新发送的内容，并将接收到的数据，写入IO映射模块当中，如图3所示。

IO操作代码自动生成软件中封装了所有通信板卡的初始化、自检、板卡操作等方法，通过IOMAP协议中提供的函数，可以直接对各类型的通讯板卡进行操作，使得对各板卡操作函数的统一，提高代码易读性，灵活性，以及易读性。

IO操作代码自动生成软件使用主要分为以下几步：

1、将用户提供的头文件和库文件放入工程中；

2、根据实际使用需求选择相应的函数；

3、调用函数；

4、IO操作代码自动生成软件完成板卡通信，返回函数返回值；

5、用户对返回值进行操作。

IO操作代码自动生成软件函数包括但不止以下函数：

1、各类板卡初始化函数；

2、各类板卡自检函数；

3、各类板卡接收函数；

4、各类板卡发送函数；

5、各类板卡配置参数函数；

6、各类板卡板卡关闭函数；

7、各类板卡通用计量函数；

8、以太网发送函数；

9、以太网接受函数；

10、串口通信函数。

本发明的基于DDS的多智能体中间平台提供的统一开发库，具备硬件虚拟功能，可以虚拟出各类板卡，使上层的业务逻辑和界面无需修改，同时提供数据激励和监视软件，使得测试设备的开发人员可以在缺少设备时进行虚拟调试。

本发明可用于向各机型的设备提供通用的集成验证、测试、试验环境。它通过软硬件的模块化设计，实现硬件的复用，形成了柔性化的测试试验平台，适应于不同机型、不同设备的测试试验。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种基于DDS的多智能体中间平台系统的控制方法，其特征在于，所述中间平台系统包括：

资源层：包括检测仪器和/或不同被测设备；

开发层：构建并执行测试用例；

应用层：提供统一工作环境、综合调试环境和监控控制环境；

所述核心层按图元方式定义管理航空电子系统用的检测仪器和被测设备，并设置ICD数据库存储各检测仪器和被测设备的接口信息；

所述核心层通过查询ICD数据库获取检测仪器和被测设备对应的图元，通过对图元拉拽的方式进行设备节点的连接配置，每个设备节点包括通道、消息和信号内容，并可通过展开设备节点进行查看和编辑；

所述控制方法包括如下步骤：

S3)配置测试线路，设置数据通信格式和通信协议；

S4)构建测试用例，提供激励信号并执行测试用例。

2.如权利要求1所述的基于DDS的多智能体中间平台系统的控制方法，其特征在于，所述核心层包括IO操作代码自动生成测试单元，用于解析用户接口控制文件中预先定义好的IO映射配置信息，根据IO映射配置信息，对检测仪器和被测设备中板卡的收发操作，并根据实时内核模块中管理的变量的值，动态的更新发送的内容，并将接收到的数据，写入IO映射模块当中。

3.如权利要求1所述的基于DDS的多智能体中间平台系统的控制方法，其特征在于，所述检测仪器和被测设备通过AFDX总线、FC总线、ARINC429总线、1553B总线或者串口RS232\RS422\RS485获取被测设备的通信数据。

4.如权利要求1所述的基于DDS的多智能体中间平台系统的控制方法，其特征在于，所述核心层包括IO操作代码自动生成测试单元，用于封装所有检测仪器和被测设备中通信板卡的初始化、自检和板卡操作。

5.如权利要求2所述的基于DDS的多智能体中间平台系统的控制方法，其特征在于，所述IO操作代码自动生成测试单元包括：

S11、将提供的头文件和库文件放入工程中，提供各类板卡初始化函数、各类板卡自检函数、各类板卡接收函数、各类板卡发送函数、各类板卡配置参数函数、各类板卡板卡关闭函数、各类板卡通用计量函数、以太网发送函数、以太网接受函数以及串口通信函数；

S12、根据实际使用需求选择相应的函数；

S13、调用函数；

S14、完成板卡通信，返回函数返回值；

S15、对返回值进行操作。

6.如权利要求1所述的基于DDS的多智能体中间平台系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S4基于PATS、Rhapsody、Python、C语言或C++构建测试用例。

7.如权利要求6所述的基于DDS的多智能体中间平台系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S4中激励信号包括射频激励信号、气源激励信号和光学激励信号。