[发明专利]一种模拟量输入与开关量输出模块的仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信及计算机应用技术领域，尤其涉及串行通信与计算机监控技术。

背景技术

计算机监控系统广泛应用于众多领域，数据采集与输出控制模块是计算机监控系统直接跟被监控对象关联的不可或缺的输入输出模块，而且，采用串行接口（RS-232）与主控机通信的模块较多，这种模块用于高校计算机相关专业的工程项目实训实践，可以让学生理解并体验通信协议，实践 RS-232 接口通信的方法，可以采用汇编语言、Turbo C 语言、Java 语言及 .NET 语言对模块进行查询和控制，可以用数据库保存数据（如报警记录），也可以通过计算机网络发送报警信息，因而，可以实践多门计算机课程的综合应用，检验知识的综合应用能力。

《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高[2012]4号）文件第八条提出“强化实践育人环节”，第九条提出要“加强创新创业教育和就业指导服务”。但是，一方面企业招不到有工程经验的计算机监控系统研发人才，另一方面高校由于设备投入不足也难以培养计算机监控系统研发人才。利用本发明提供的方法所设计的模拟量输入与开关量输出仿真模块（下文简称仿真模块），可以用来零成本（串行通信电缆除外）在高校的计算机房搭建计算机监控系统仿真开发平台，用以实践和学习计算机监控系统的核心技术，从而有效提高学生的实践技能和就业率。

发明内容

本发明的有益效果是，跟实物模块相比，仿真模块的可视化效果更好，其主要技术特征为：仿真模块使用温度作为模拟量，输出开关闭合时，在输出开关的两个端子之间显示红色连线，电路接通，加热灯亮，此时温度自动上升；输出开关打开则隐藏红色连线，电路断开，加热灯灭，此时温度自动下降；温度变化时，在温度传感器旁边用红色向上箭头表示温度上升，用蓝色向下箭头表示温度下降，箭头旁边显示 16 进制温度数值；通信协议及其说明显示于仿真模块的主界面，无需查阅说明书，而且支持多种数据校验方式（实物模块一般只支持一种校验方式）；仿真模块接收和发送的数据直接显示于仿真模块的主界面；RS-232 接口状态、仿真模块的地址以及温度传感器数值变化的节拍统一用状态栏显示。

附图说明

图 1 是本发明所设计的仿真模块的抽象模型；

图 2 是本发明所设计的仿真模块的通信协议；

图 3 是本发明所设计的仿真模块的可视化应用软件模型。

具体实施方式

 图 1 是仿真模块的抽象模型，作为背景在图 3 的“模块表示区”显示，用来仿真实际的模块，并添加动态可视化效果。图 1 下半部分接线端子功能从左到右依次为：S2+ 与 S2- 连接温度传感器 2，S1+ 与 S1- 连接温度传感器 1，Vs+ 与 Vs- 连接模块电源，GND 是模块接地；图 1 上半部分接线端子功能从左到右依次为：OUT1 与 COM1 连接输出开关 1，OUT0 与 COM0 连接输出开关0，Tx、Rx 与 GND 是 RS-232 接口的发送引脚的连接端子、接收引脚的连接端子和地线。

两个输出开关的状态通过图 2 所示的通信协议进行控制，当输出开关闭合时，在一对输出端子(如 OUT1 与 COM1)之间显示一条红线，形成一个有源电路回路，同时对应的加热灯亮（在本回路加热灯的位置显示红灯图片）；反之，隐藏连接输出端子之间的红线，电路断开，加热灯灭（隐藏红灯图片）。

每个温度传感器（如S2+ 与 S2- 端子下所连接的温度传感器）旁边放置一个文本框，用来以 16 进制形式显示温度传感器的数值，该数值需要经过变换才能表示实际温度；再放置一个箭头，如果温度上升，就用红色向上箭头表示上升趋势，如果温度下降，就用蓝色向下箭头表示下降趋势。S1温度传感器与 OUT0 输出开关对应，S2 温度传感器与 OUT1 输出开关对应。如果对应的加热灯亮，则文本框中的数值上升（最大为 0xFF），同时显示红色箭头；反之，数值下降（最小为 0），显示蓝色箭头。

 电源（Power）指示灯为红色，此时 RS-232 接口关闭，仿真模块不工作；点击电源指示灯，由红变绿，此时 RS-232 接口打开，仿真模块收到主控机发出的控制命令时，更新输出开关的状态，同时对温度传感器的数值进行调整；仿真模块收到查询命令时，则返回温度传感器的数值以及输出开关的状态。仿真模块不工作或空闲时，Rx 和 Tx 指示灯均为红色，接收数据时，Rx 指示灯变绿，发送数据时，Tx 指示灯变绿。