基于rtx的實時數(shù)據輔助分析系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了基于RTX的實時數(shù)據輔助分析系統(tǒng)，由Windows進程和與硬件接口設備連接的RTSS內核以及Windows進程與RTSS內核之間相互雙向連通的Windows與RTX實時數(shù)據交互模塊組成，Windows進程和RTSS內核之間創(chuàng)建共享內存進行數(shù)據交互，且相互之間通過IPC通信控制；Windows進程包括雙向連通的Windows主控模塊和Windows協(xié)議數(shù)據處理模塊，RTSS內核包括雙向連通的RTX實時數(shù)據處理模塊和RTX設備驅動；本實用新型設計成本低和設計周期短，系統(tǒng)開發(fā)成本低，方便維護，擁有良好的應用前景。
【專利說明】
基于RTX的實時數(shù)據輔助分析系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及通信技術領域，具體涉及基于RTX的實時數(shù)據輔助分析系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]Windows是一款通用型的窗口式多任務操作系統(tǒng)，界面友好，軟件和開發(fā)工具眾多，但其線程調度機制不確定、不透明和中斷延遲比較大等原因使得不能直接在Windows平臺進行對實時性要求較高的應用開發(fā)，如果要兼顧應用的實時性和良好的圖像界面，可以采用IntervalZero公司開發(fā)的實時子系統(tǒng)(RTOS)擴展Windows的實時性，即Windows+RTX解決方案，該方案多應用于自動化、工業(yè)控制等領域實現(xiàn)設備的實時數(shù)據采集、測量、控制系統(tǒng)解決方案。
[0003]在使用總線設備接口通訊的產品的設計階段，往往需要對設計進行驗證、分析和功能檢測，這時可能就需要一個輔助分析工具來提高產品的設計效率，僅僅只是單向地采集并顯示設備的通信數(shù)據(如傳統(tǒng)的串口調試助手)不夠的，在兩個設備正在通信的時候，如要監(jiān)聽其通信數(shù)據，傳統(tǒng)方式需要對其通信線路進行設備改造，使得可以監(jiān)聽數(shù)據，這樣的解決方案只能監(jiān)聽和分析數(shù)據，在設計者分析數(shù)據期間懷疑通信的兩個設備可能有一個故障時，無法以軟件的形式仿真驗證其猜想，若想要驗證就得實際去修改設備(改變設備通信數(shù)據)，每一個猜想都實際去修改設備可能會造成產品研發(fā)周期增加和研發(fā)成本增加等一系列問題。
[0004]在對兩個總線設備進行運行狀態(tài)監(jiān)控或者調試時，可能需要對數(shù)據進行實時性轉發(fā)和采集，傳統(tǒng)的做法是使用上下位機的方式，上位機采用非實時系統(tǒng)，一般為XP系統(tǒng)，下位機采用實時系統(tǒng)，如Vxworks操作系統(tǒng)，這種方式雖然可以實現(xiàn)下位機實時采集數(shù)據并響應上位機的控制命令，即可以滿足功能要求，但缺點是需要兩個操作系統(tǒng)，開發(fā)平臺不一樣，需要的開發(fā)人員也不一樣，并且增加了不必要的硬件設備，提高了開發(fā)成本也增加了系統(tǒng)故障率。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術的缺點和不足，提供設計成本低和設計周期短，系統(tǒng)開發(fā)成本低，方便維護，擁有良好的應用前景的基于RTX的實時數(shù)據輔助分析系統(tǒng)。
[0006]基于RTX的實時數(shù)據輔助分析系統(tǒng)，由Windows進程和與硬件接口設備連接的RTSS內核以及Windows進程與RTSS內核之間相互雙向連通的Windows與RTX實時數(shù)據交互模塊組成，所述Windows進程和RTSS內核之間創(chuàng)建共享內存進行數(shù)據交互，且相互之間通過IPC通信控制;所述Windows進程包括雙向連通的Windows主控模塊和Windows協(xié)議數(shù)據處理模塊，所述RTSS內核包括雙向連通的RTX實時數(shù)據處理模塊和RTX設備驅動;所述Windows進程中包括有Windows圖形界面、設備工作模式和設備參數(shù)配置模塊、數(shù)據顯示模塊、數(shù)據處理模塊、RTSS進程控制模塊和IPC進程通信控制模塊，所述RTSS內核包括有參數(shù)配置模塊、設備管理模塊、數(shù)據傳輸控制模塊、數(shù)據暫存模塊、IPC進程通信控制模塊和設備驅動程序。
[0007]進一步的，所述Windows主控模塊為人機交互接口。
[0008]進一步的，所述Windows與RTX實時數(shù)據交互模塊是通信媒介。
[0009]進一步的，所述數(shù)據顯示模塊包括圖形和圖表。
[0010]進一步的，所述數(shù)據處理模塊包括存檔和修改。
[0011 ]本實用新型的有益效果是:
[0012]1.本實用新型在對產品的功能和和設計進行驗證時，不需要對硬件設備進行改動，就可以實現(xiàn)對設備間通信數(shù)據的采集、顯示和分析的同時，還可以將通信數(shù)據存儲起來，然后以軟件的方式模擬其中一個設備進行通信，通信過程中還可以對數(shù)據進行猜想式的修改以驗證設計者對設計的猜想的一些驗證，幫助設計者快速分析設計，減小產品設計成本和縮短設計周期:
[0013]2.本實用新型的基于RTX實時擴展子系統(tǒng)的實時數(shù)據輔助分析系統(tǒng)，在PC機上安裝Windows XP系統(tǒng)并安裝RTX實時擴展子系統(tǒng)，使得在XP系統(tǒng)上同時滿足上、下位機二者的功能，以RTX實時子系統(tǒng)替代傳統(tǒng)下位機，只需一套開發(fā)軟件和一組開發(fā)人員即可，實現(xiàn)實時數(shù)據的采集和發(fā)送功能，數(shù)據發(fā)送和接受雙方的速率可定制匹配，系統(tǒng)開發(fā)成本低，方便維護，擁有良好的應用前景。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的系統(tǒng)結構圖；
[0015]圖2是本實用新型的各模塊間的信息流向圖；
[0016]圖3是Windows進程與RTX內核的具體通訊示意圖；
[0017]圖4是本實用新型的采集模式工作的結構圖；
[0018]圖5是本實用新型的轉發(fā)模式工作的結構圖；
[0019]圖6是本實用新型的聯(lián)試模式工作的結構圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合實施例對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細說明:
[0021 ]如圖1、圖2、圖3所示，基于RTX的實時數(shù)據輔助分析系統(tǒng)，由Windows進程和與硬件接口設備連接的RTX內核以及Windows進程與RTX內核的RTSS進程之間相互雙向連通的Windows與RTX實時數(shù)據交互模塊組成，Windows進程和RTSS內核之間創(chuàng)建共享內存進行數(shù)據交互，且相互之間通過IPC通信控制;Windows進程包括雙向連通的Windows主控模塊和Windows協(xié)議數(shù)據處理模塊，RTSS進程包括雙向連通的RTX實時數(shù)據處理模塊和RTX設備驅動;Windows進程中包括有Windows圖形界面、設備工作模式和設備參數(shù)配置模塊、數(shù)據顯示模塊、數(shù)據處理模塊、RTSS進程控制模塊和IPC進程通信控制模塊，RTSS進程包括有參數(shù)配置模塊、設備管理模塊、數(shù)據傳輸控制模塊、數(shù)據暫存模塊、IPC進程通信控制模塊和設備驅動程序。
[0022]Windows主控模塊是人機交互接口，是整個系統(tǒng)的控制中心，與Windows協(xié)議數(shù)據處理模塊、Windows與RTX實時數(shù)據交互模塊相連。其主要功能如下:I)對RTX參數(shù)的配置、數(shù)據解析協(xié)議的配置;2)數(shù)據信息的顯示；3)啟動RTX實時數(shù)據處理模塊;4)將配置和通信總線數(shù)據保存到本地。當系統(tǒng)啟動后Windows模塊最先啟動，在啟動系統(tǒng)任務是，依次通過由用戶設置相關任務，配置RTX參數(shù)和數(shù)據協(xié)議，配置Windows與RTX實時數(shù)據交互模塊，向Windows與RTX實時數(shù)據交互模塊寫入RTX參數(shù)，啟動RTSS進程。當RTSS進程啟動后從Windows與RTX實時數(shù)據交互模塊獲得RTX模塊返回的通信總線數(shù)據，調用Windows協(xié)議數(shù)據處理模塊進行解析并最終顯示。
[0023]Windows協(xié)議數(shù)據處理模塊的主要作用是協(xié)議解析，當Windows主控模塊獲得RTX實時數(shù)據處理模塊返回的通信總線數(shù)據后將調用Windows協(xié)議數(shù)據處理模塊，其原理是根據定義的應用層協(xié)議通過字符串匹配對協(xié)議進行解析。
[0024]Windows與RTX實時數(shù)據交互模塊是通信媒介，是Windows主控模塊和RTX實時數(shù)據處理模塊的通信媒介，定義了共享內存、互斥鎖和信號量。
[0025]RTX實時數(shù)據處理模塊和Windows與RTX實時數(shù)據交互模塊相連，它由Windows圖形界面啟動，啟動之后首先從Windows與RTX實時數(shù)據交互模塊中獲取總線設備的工作模式以及初始化配置參數(shù)，然后調用RTX實時驅動工作在對應的工作模式下。
[0026]如圖3所示，當設備工作在采集模式時，RTX實時數(shù)據處理模塊調用一個設備接口，實時采集設備端發(fā)送來的通信數(shù)據，然后按照一定的協(xié)議把通信數(shù)據寫入到Windows與RTX實時數(shù)據交互模塊中，并由Windows端以圖形化的方式處理并顯示出來，供使用者分析數(shù)據，直到RTX實時數(shù)據處理模塊接到退出指令(使用IPC控制)，RTX實時數(shù)據處理模塊退出。
[0027]如圖4所示，當設備工作在轉發(fā)模式時，RTX實時數(shù)據處理模塊調用一個設備接口與待測試設備通信，它首先從Windows與RTX實時數(shù)據交互模塊中讀取要與待測試設備通信的數(shù)據(該數(shù)據來源于采集模式和聯(lián)試模式下存儲的通信數(shù)據)，該數(shù)據獲得之后，RTX實時數(shù)據處理模塊會把自己模擬成聯(lián)試模式下與待測設備通信的一個設備，并與待測設備使用該數(shù)據通信，使用者可以觀察待測設備狀態(tài)；除此之外與待測設備的通信數(shù)據可以由Windows圖形界面事先處理(增加、刪除、更改數(shù)據)之后再由RTX實時數(shù)據處理模塊獲得更改后的數(shù)據與待測設備通信，再觀察待測試設備的狀態(tài)，驗證使用者的分析與猜想，即實現(xiàn)故障注入分析的功能，直到RTX實時數(shù)據處理模塊接到退出指令，RTX實時數(shù)據處理模塊退出。
[0028]如圖5所示，當設備工作在聯(lián)試模式時，RTX實時數(shù)據處理模塊調用兩個設備接口分別與待測的兩個正常通信的設備相連，在該模式下，RTX實時數(shù)據處理模塊首先調用RTX設備驅動獲取待測設備的通信數(shù)據，首先將收到的待測該設備的通信數(shù)據不做任何處理立即發(fā)送給待測另一設備，保證待測的兩個設備間依然能正常通信;然后再將前一設備的通信數(shù)據暫存到緩沖區(qū)里，按照一定的協(xié)議將數(shù)據寫入到Windows與RTX實時數(shù)據交互模塊中，最后由Windows端以圖形化的方式處理并顯示出來，供使用者分析數(shù)據，直到RTX實時數(shù)據處理模塊接到退出指令，RTX實時數(shù)據處理模塊退出。
[0029]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應當視為在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.基于RTX的實時數(shù)據輔助分析系統(tǒng)，其特征在于，由Windows進程和與硬件接口設備連接的RTSS內核以及Windows進程與RTSS內核之間相互雙向連通的Windows與RTX實時數(shù)據交互模塊組成，所述Windows進程和RTSS內核之間創(chuàng)建共享內存進行數(shù)據交互，且相互之間通過IPC通信控制;所述Windows進程包括雙向連通的Windows主控模塊和Windows協(xié)議數(shù)據處理模塊，所述RTSS內核包括雙向連通的RTX實時數(shù)據處理模塊和RTX設備驅動；所述Windows進程中包括有Windows圖形界面、設備工作模式和設備參數(shù)配置模塊、數(shù)據顯示模塊、數(shù)據處理模塊、RTSS進程控制模塊和IPC進程通信控制模塊，所述RTSS內核包括有參數(shù)配置模塊、設備管理模塊、數(shù)據傳輸控制模塊、數(shù)據暫存模塊、IPC進程通信控制模塊和設備驅動程序。2.根據權利要求1所述的基于RTX的實時數(shù)據輔助分析系統(tǒng)，其特征在于，所述Windows主控模塊為人機交互接口。3.根據權利要求1所述的基于RTX的實時數(shù)據輔助分析系統(tǒng)，其特征在于，所述Windows與RTX實時數(shù)據交互模塊是通信媒介。4.根據權利要求1所述的基于RTX的實時數(shù)據輔助分析系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據顯示模塊包括圖形和圖表。5.根據權利要求1所述的基于RTX的實時數(shù)據輔助分析系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據處理模塊包括存檔和修改。
【文檔編號】G05B19/04GK205594346SQ201620150334
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年2月29日
【發(fā)明人】龍潔, 陳銀
【申請人】湖南高至科技有限公司