一種基于TAO的虛擬試驗中間件系統技術方案

一種基于TAO的虛擬試驗中間件系統，包括：時間推進模塊、運行管理模塊、交互管理模塊、回調管理模塊及應用程序接口API；時間推進模塊、運行管理模塊、交互管理模塊、回調管理模塊均通過事件通道傳送數據，所述事件通道是指TAO的ORB中的事件通道對象。本發明專利技術解決了虛擬試驗系統執行期間試驗對象和試驗資源間的實時通信和調度問題，實現虛擬試驗應用邏輯和通信解耦，使基于該中間件開發的虛擬試驗系統具有互操作性、跨平臺等特性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種虛擬試驗通信的中間件系統，尤其涉及基于TAO構建虛擬試驗中間件系統，屬于虛擬試驗

技術介紹
隨著政治、經濟等因素的制約和軍事發展的需要，在國防工業領域中，進行虛擬試驗至關重要。虛擬試驗是利用計算機建模仿真技術結合測試技術、通信技術和計算機網絡技術，為武器裝備的性能試驗、技術指標考核、綜合效能評估開發的一種試驗新技術。虛擬試驗正朝著“虛實結合”和“綜合集成”的方向發展。虛擬試驗中間件能很好的解決試驗期間試驗對象、試驗資源互聯互通，實現虛擬試驗系統的互操作。美國國防部提出的高層體系結構(High Level Architecture,簡稱HLA)標準及其實現RTI很好的解決了虛擬試驗中試驗對象間的集成問題。而RTI在實時性方面有所欠缺，不能滿足試驗中的實時性需求?，F有虛擬試驗通信平臺大都是針對特有平臺設計不具備跨平臺特性。目前，國內外對虛擬試驗中間件技術展開了一些研究，如《測控技術》第28卷第3期發表的“基于RT-TCP/IP的虛擬試驗通信平臺研究”使用RT-TCP/IP協議設計并實現了實時以太網虛擬共享內存中間件，但其是在RTX平臺下實現，不具備跨平臺、可移植能力。趙正偉的“基于組件的分布虛擬試驗軟件研究與應用”，分析了基于ACE/TA0搭建分布虛擬試驗軟件的優勢，但沒有涉及實現的具體技術途徑；介紹的中間件實現方法中可以提供實時通信服務、調度管理服務、時間同步服務、程序配置管理服務，但其服務組件使用VMIC來實現，不具備互操作性、跨平臺等特性。
技術實現思路
本專利技術技術解決問題克服現有技術的不足，提供一種基于TAO的虛擬試驗中間件系統，解決了虛擬試驗系統執行期間試驗對象和試驗資源間的實時通信和調度問題，實現虛擬試驗應用邏輯和通信解耦，使基于該中間件開發的虛擬試驗系統具有互操作性、跨平臺等特性。本專利技術技術解決方案如下一種基于TAO的虛擬試驗中間件系統，所述TAO(TheACE ORB)是基于ACE 按照實時 CORBA (Common ObjectRequest Broker Architecture)標準實現的 ORB (Ob ject Request Broker) ,ACE 指自適應通信環境，即 Adaptive CommunicationEnviixmment，其特征在于所述中間件系統包括時間推進模塊、運行管理模塊、交互管理模塊、回調管理模塊及應用程序接口 API ;時間推進模塊、運行管理模塊、交互管理模塊、回調管理模塊均通過事件通道傳送數據，所述事件通道是指TAO的ORB中的事件通道對象；時間推進模塊，負責整個虛擬試驗應用系統的時間推進，時間推進模塊分為時間客戶端和時間服務端兩部分；時間客戶端調用運行管理模塊的命名服務獲取事件通道，利用事件通道將虛擬試驗應用程序需要發送的時間請求發送給時間服務端；時間客戶端還利用事件通道從時間服務端接收推進時間，并通知虛擬試驗應用系統中的應用程序；時間服務端提供邏輯時間推進和實時時間推進兩種服務，邏輯時間推進為全數學模型搭建的虛擬試驗應用系統接入提供推進服務，實時時間推進為有半實物或實物設備搭建的虛擬試驗應用系統接入提供服務，時間服務端通過讀取配置文件確定時間推進方式；邏輯時間推進時，時間服務端通過事件通道接收來自應用程序發送的時間推進請求，存儲在以優先級隊列實現的時間隊列中，定時從隊列中取最小的時間通過事件通道發送給應用程序；實時時間推進時，定時將從實時操作系統或實時設備(實物設備或半實物設備)獲取的精確的真實時間通過事件通道發送給應用程序；運行管理模塊，為時間推進模塊、交互管理模塊提供命名服務；創建與銷毀事件通道；創建與銷毀試驗域，并對試驗域內的應用程序的加入和退出進行管理；所述試驗域為虛擬試驗應用程序的集合；交互管理模塊，調用運行管理模塊的命名服務獲取事件通道，維護虛擬試驗應用系統中的對象交互和消息傳遞，保證對象和消息的正確交互，并提供遠程方法調用功能；對象交互包括對象發布、對象訂閱和對象更新，消息傳遞包括消息發布、消息訂閱和消息發送;回調管理模塊，接收事件通道推送的數據，根據數據類型構建不同的回調對象，在不同時刻喚醒回調對象，執行回調對象相應的方法觸發回調，調用虛擬試驗應用系統中的應用程序的應用邏輯代碼；應用程序接口 API，對上述四個模塊中時間推進模塊的時間客戶端功能，運行管理模塊中的試驗域管理功能，交互管理模塊的對象交互和消息傳遞功能，回調管理模塊中的回調喚醒功能進行封裝，為虛擬試驗應用系統中的應用程序提供使用接口。所述運行管理模塊包括命名服務模塊、事件通道管理模塊和試驗域管理模塊，分別提供命名服務、事件通道和試驗域管理；命名服務模塊通過TAO的命名服務實現，為時間推進模塊、交互管理模塊提供命名服務，提供名字到對象的查找和定位服務。事件通道管理模塊，管理事件通道的創建與銷毀，事件通道的創建流程為首先讀取配置文件中連接命名服務的通信方式，初始化0RB，并獲取命名服務；設置事件通道屬性參數，調用構造函數創建事件通道對象；調用命名服務的綁定操作，將事件通道對象綁定到命名服務，供時間推進模塊、交互管理模塊、回調管理模塊引用；事件通道的銷毀通過調用析構函數實現；試驗域管理模塊包含試驗域的創建、銷毀，試驗域內應用程序的加入和退出功能，通過命名服務創建不同的名字空間實現試驗域的創建，當該試驗域不再使用或要強制銷毀該試驗域時，通過調用試驗域的析構函數來實現試驗域的銷毀；試驗域管理模塊為每個域維護一個應用程序集合，應用程序加入域時在對應域的應用程序集合中添加應用程序名稱，應用程序退出域時，刪除對應域的應用程序集合中的應用程序名稱。所述交互管理模塊包括關系表模塊、對象交互模塊、消息傳遞模塊、遠程方法調用模塊。關系表模塊為對象交互模塊和消息傳遞模塊提供查詢服務，存儲了虛擬試驗應用系統中的對象和消息的名稱到對應ID的映射關系；對象交互管理模塊通過應用程序接口API得到需發布或訂閱的對象名稱，查找關系表模塊中對應的ID，通過運行管理模塊中的命名服務找到事件通道，調用事件通道對象的接口設置過濾條件，并重新連接事件通道完成對象的發布或訂閱；對象交互管理模塊通過應用程序接口 API得到需更新的對象數據， 并對數據的類型進行轉換，調用事件通道的推送接口更新數據；消息傳遞管理模塊通過應 用程序接口 API得到需發布或訂閱的消息名稱，查找關系表模塊中對應的ID，通過運行管 理模塊中的命名服務找到事件通道，調用事件通道對象的接口設置過濾條件，并重新連接 事件通道完成消息的發布或訂閱；消息傳遞模塊通過應用程序接口 API得到需發送的消息 數據，并對數據的類型進行轉換，調用事件通道的推送接口發送消息；對象數據緩存一直 到試驗對象被銷毀，消息為瞬間數據，發送完成后被銷毀，不緩存；遠程方法調用模塊通過 CORBA實現。所述回調管理模塊中構建的回調對象分為四種類型發現回調、銷毀回調、狀態改 變回調和消息回調；當虛擬試驗應用系統中應用程序調用交互管理模塊提供的發布對象應 用程序接口 API時，立即觸發發現回調；當虛擬試驗應用系統應用程序調用交互管理模塊 提供的取消對象發布應用程序接口 API時，立即觸發銷毀回調；當虛擬試驗應用程序調用 交互管理模塊提供的對象更新應用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于TAO的虛擬試驗中間件系統，所述TAO(The？ACE？ORB)是基于ACE按照實時CORBA(Common？Object？Request？BrokerArchitecture)標準實現的ORB(Object？Request？Broker)，ACE指自適應通信環境，即Adaptive？Communication？Environment，其特征在于：所述中間件系統包括：時間推進模塊、運行管理模塊、交互管理模塊、回調管理模塊及應用程序接口API；時間推進模塊、運行管理模塊、交互管理模塊、回調管理模塊均通過事件通道傳送數據，所述事件通道是指TAO的ORB中的事件通道對象；時間推進模塊，負責整個虛擬試驗應用系統的時間推進，時間推進模塊分為時間客戶端和時間服務端兩部分；時間客戶端調用運行管理模塊的命名服務獲取事件通道，利用事件通道將虛擬試驗應用程序需要發送的時間請求發送給時間服務端；時間客戶端還利用事件通道從時間服務端接收推進時間，并通知虛擬試驗應用系統中的應用程序；時間服務端提供邏輯時間推進和實時時間推進兩種服務，邏輯時間推進為全數學模型搭建的虛擬試驗應用系統接入提供推進服務，實時時間推進為有半實物或實物設備搭建的虛擬試驗應用系統接入提供服務，時間服務端通過讀取配置文件確定時間推進方式；邏輯時間推進時，時間服務端通過事件通道接收來自應用程序發送的時間推進請求，存儲在以優先級隊列實現的時間隊列中，定時從隊列中取最小的時間通過事件通道發送給應用程序；實時時間推進時，定時將從實時操作系統或實時設備包括實物設備或半實物設備獲取的精確的真實時間通過事件通道發送給應用程序；運行管理模塊，為時間推進模塊、交互管理模塊提供命名服務；創建與銷毀事件通道；創建與銷毀試驗域，并對試驗域內的應用程序的加入和退出進行管理；所述試驗域為虛擬試驗應用程序的集合；交互管理模塊，調用運行管理模塊的命名服務獲取事件通道，維護虛擬試驗應用系統中的對象交互和消息傳遞，保證對象和消息的正確交互，并提供遠程方法調用功能；對象交互包括對象發布、對象訂閱和對象更新，消息傳遞包括消息發布、消息訂閱和消息發送；回調管理模塊，接收事件通道推送的數據，根據數據類型構建不同的回調對象，在不同時刻喚醒回調對象，執行回調對象相應的方法觸發回調，調用虛擬試驗應用系統中的應用程序的應用邏輯代碼；應用程序接口API，對上述四個模塊中時間推進模塊的時間客戶端功能，運行管理模塊中的試驗域管理功能，交互管理模塊的對象交互和消息傳遞功能，回調管理模塊中的回調喚醒功能進行封裝，為虛擬試驗應用系統中的應用程序提供使用接口。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：廖建，彭健，郭愛民，蔡斐華，王國慶，趙雯，
申請(專利權)人：中國運載火箭技術研究院，
類型：發明
國別省市：