基于单元要素的虚拟仪表平台设计方法_史永胜.pdf

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1、２０１５年８月计算机工程与设计Ａｕｇ．２０１５第３６卷第８期ＣＯＭＰＵＴＥＲＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡＮＤＤＥＳＩＧＮＶｏｌ．３６Ｎｏ．８基于单元要素的虚拟仪表平台设计方法史永胜，李秀静＋（中国民航大学航空工程学院，天津３００３００）摘要：在研究虚拟仪表构成及设计特点的基础上，提出“单元要素”组合与装配的模块化设计方法，通过可视化的交互式界面操作实现虚拟仪表设计。介绍单元要素定义、系统架构、数据通讯与控制，阐述仪表单元设计与封装、组件调用方式、动态链

2、接库以及基于多线程技术的虚拟仪表仿真测试等内容。该方法具有开发成本低、易于维护与扩充、代码重用率高、通用性强等特点。关键词：虚拟仪表；单元要素；仪表单元；组件调用；动态链接库中图法分类号：ＴＰ３９１．９文献标识号：Ａ文章编号：１０００－７０２４（２０１５）０８－２２８７－０４ｄｏｉ：１０．１６２０８／ｊ．ｉｓｓｎ１０００－７０２４．２０１５．０８．０５４Ａｐｐｒｏａｃｈｏｆｄｅｓｉｇｎｉｎｇｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｌａｔｆｏｒｍｓｂａｓｅｄｏｎｕｎｉｔｅｌｅｍｅｎｔｓ＋ＳＨＩＹｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ，ＬＩＸｉｕ－ｊｉ

3、ｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｉｖｉｌＡｖｉａｔｉｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｏｆｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ａｍｏｄｕｌａｒｄｅｓｉｇｎａｐｐｒｏａｃｈａｉｍｉｎｇｔｏａｓｓｅｍｂｌｅａｎｄｃｏｍｂｉｎｅｔｈｅｕｎｉｔｅｌｅｍｅｎｔｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｎｄｉｔａｃｈｉｅｖｅｄｔｈｅｇｏａｌｏｆｄｅｓｉｇｎｉｎｇｔ

4、ｈｅｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｎｖｉｓｕａｌｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ．Ｔｈｅｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｌｅｍｅｎｔｓｕｎｉｔ，ｓｙｓｔｅｍａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄｄａｔａｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｗｅｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｌｉｋｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎｉｎｇａｎｄｐａｃｋａｇｉｎｇｏｆｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｕｎｉｔ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｃｏｍｐｏｎｅｎｔｃａｌｌｓ，ｄｙｎａｍｉｃｌｉｎｋｌｉｂｒａｒｉｅｓ，ａｎｄｓｉｍｕｌａｔ

5、ｉｎｇｔｅｓｔｏｆｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉ－ｔｈｒｅａｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｅｒｅｅｌａｂｏｒａｔｅｄ．Ｔｈｅｍｅ－ｔｈｏｄｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｌｏｗｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｃｏｓｔｓ，ａｎｄｅａｓｙｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇａｎｄｅｘｐａｎｄｉｎｇ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｉｔｓｃｏｄｅｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｒｅｕｓｉｎｇａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇａｎｄｓｔｒｏｎｇｖｅｒｓａｔｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；ｕｎｉｔｅｌ

6、ｅｍｅｎｔｓ；ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｕｎｉｔ；ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｃａｌｌｓ；ｄｙｎａｍｉｃｌｉｎｋｌｉｂｒａｒｙ［６］；陈怀民等利用ＧＬＳｔｕｄｉｏ完成了飞行仿真虚拟仪表软题０引言件的设计，然而该软件带来一定的成本问题，并且只能实［１－４］［７］。针对这种情况，在前人的研究成果在国际上，各种商业性质的虚拟仪表开发系统已被现部分仪表的仿真推出，这些软件具有良好的性能，且逼真度高，但是有Ｌｉ－的基础上，对虚拟仪表系统进行了深入的研究，采用基于ｃｅｎｓｅ的限制，价格昂贵，并且在运行前需要预装相关软件“单元要素”的思想，设计并实现了可视化虚拟仪表开及大量库

7、文件。在国内，虚拟仪表的研究最早是从消化国发平台。外引进的虚拟仪器产品开始的，随着技术的不断更新，虚１系统设计思路拟仪表的研究已得到长足的发展，但尚未能研制出满足国［５］。李坚利虚拟仪表的一个显著特征是按需构造。用户可用“设内需要且被广泛应用的虚拟仪表系统开发平台等在对仪表的通用性和实用性研究的基础上提出了虚拟仪计者”与“使用者”的双重身份来制作和使用虚拟仪表。表生成系统的设计方法，但没有考虑到与外部的接口问为此，系统需要具备仪表单元定义、虚拟仪表装配和仿真收稿日期：２０１４－０８－１６；修订日期：２０１４－１０－２５基金项目：国家自然科学基金委

8、员会与中国民用航空总局联合基金项目（６１１７９０４８）；天津市支撑计划项目（重点）基金项目（１１ＺＣＫＦＧＸ０４１００）；中央高校基金项