[发明专利]一种基于TAO的虚拟试验中间件系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种虚拟试验通信的中间件系统，尤其涉及基于TAO构建虚拟试验中间件系统，属于虚拟试验技术领域。

背景技术

随着政治、经济等因素的制约和军事发展的需要，在国防工业领域中，进行虚拟试验至关重要。虚拟试验是利用计算机建模仿真技术结合测试技术、通信技术和计算机网络技术，为武器装备的性能试验、技术指标考核、综合效能评估开发的一种试验新技术。虚拟试验正朝着“虚实结合”和“综合集成”的方向发展。虚拟试验中间件能很好的解决试验期间试验对象、试验资源互联互通，实现虚拟试验系统的互操作。美国国防部提出的高层体系结构(High Level Architecture，简称HLA)标准及其实现RTI很好的解决了虚拟试验中试验对象间的集成问题。而RTI在实时性方面有所欠缺，不能满足试验中的实时性需求。现有虚拟试验通信平台大都是针对特有平台设计不具备跨平台特性。

目前，国内外对虚拟试验中间件技术展开了一些研究，如《测控技术》第28卷第3期发表的“基于RT-TCP/IP的虚拟试验通信平台研究”使用RT-TCP/IP协议设计并实现了实时以太网虚拟共享内存中间件，但其是在RTX平台下实现，不具备跨平台、可移植能力。赵正伟的“基于组件的分布虚拟试验软件研究与应用”，分析了基于ACE/TAO搭建分布虚拟试验软件的优势，但没有涉及实现的具体技术途径；介绍的中间件实现方法中可以提供实时通信服务、调度管理服务、时间同步服务、程序配置管理服务，但其服务组件使用VMIC来实现，不具备互操作性、跨平台等特性。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于TAO的虚拟试验中间件系统，解决了虚拟试验系统执行期间试验对象和试验资源间的实时通信和调度问题，实现虚拟试验应用逻辑和通信解耦，使基于该中间件开发的虚拟试验系统具有互操作性、跨平台等特性。

本发明技术解决方案如下：一种基于TAO的虚拟试验中间件系统，所述TAO(The ACE ORB)是基于ACE按照实时CORBA(Common ObjectRequest Broker Architecture)标准实现的ORB(Object Request Broker)，ACE指自适应通信环境，即Adaptive Communication Environment，其特征在于：所述中间件系统包括：时间推进模块、运行管理模块、交互管理模块、回调管理模块及应用程序接口API；时间推进模块、运行管理模块、交互管理模块、回调管理模块均通过事件通道传送数据，所述事件通道是指TAO的ORB中的事件通道对象；

时间推进模块，负责整个虚拟试验应用系统的时间推进，时间推进模块分为时间客户端和时间服务端两部分；时间客户端调用运行管理模块的命名服务获取事件通道，利用事件通道将虚拟试验应用程序需要发送的时间请求发送给时间服务端；时间客户端还利用事件通道从时间服务端接收推进时间，并通知虚拟试验应用系统中的应用程序；时间服务端提供逻辑时间推进和实时时间推进两种服务，逻辑时间推进为全数学模型搭建的虚拟试验应用系统接入提供推进服务，实时时间推进为有半实物或实物设备搭建的虚拟试验应用系统接入提供服务，时间服务端通过读取配置文件确定时间推进方式；逻辑时间推进时，时间服务端通过事件通道接收来自应用程序发送的时间推进请求，存储在以优先级队列实现的时间队列中，定时从队列中取最小的时间通过事件通道发送给应用程序；实时时间推进时，定时将从实时操作系统或实时设备(实物设备或半实物设备)获取的精确的真实时间通过事件通道发送给应用程序；

运行管理模块，为时间推进模块、交互管理模块提供命名服务；创建与销毁事件通道；创建与销毁试验域，并对试验域内的应用程序的加入和退出进行管理；所述试验域为虚拟试验应用程序的集合；

交互管理模块，调用运行管理模块的命名服务获取事件通道，维护虚拟试验应用系统中的对象交互和消息传递，保证对象和消息的正确交互，并提供远程方法调用功能；对象交互包括对象发布、对象订阅和对象更新，消息传递包括消息发布、消息订阅和消息发送；

回调管理模块，接收事件通道推送的数据，根据数据类型构建不同的回调对象，在不同时刻唤醒回调对象，执行回调对象相应的方法触发回调，调用虚拟试验应用系统中的应用程序的应用逻辑代码；

应用程序接口API，对上述四个模块中时间推进模块的时间客户端功能，运行管理模块中的试验域管理功能，交互管理模块的对象交互和消息传递功能，回调管理模块中的回调唤醒功能进行封装，为虚拟试验应用系统中的应用程序提供使用接口。