[发明专利]针对低带宽远程链接的实验装置控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种针对低带宽远程链接的实验装置控制系统及方法，相关方案通过对近端远端软硬件组件的构架，完成了近端用户对通过低带宽链接连接的远端实验装置的控制，基于WebSocket协议进行最少数据量的近端和远端数据同步以及近端指令到远端的转发，减少远程控制中的数据传输量，从而改善在低带宽网络环境下的远程控制质量，同时客户只需访问带宽充裕的近端从服务器，极大提高了用户体验。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种针对低带宽远程链接的实验装置控制系统及方法。

背景技术

远程控制一般是指通过网络控制远端电脑，通常在局域网或广域网等网络条件良好的环境中进行，但是，在低带宽的恶劣网络环境中，对远程控制的健壮性和用户体验都带来巨大的挑战。

通常的实验装置的远程控制是基于VNC、TeamViewer这些远程控制桌面软件，需要一定的带宽，在低带宽的情况下会造成操控的体验大幅下降甚至无法正常使用，比如在中国大陆远程操控远在南极的科考设备，需要通过低带宽的卫星通道来完成。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对低带宽远程链接的实验装置控制系统及方法，极大提高了用户的操作体验，使用方便。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种针对低带宽远程链接的实验装置控制系统，包括：设置于远端的主服务器及实验控制电脑，以及设置于近端的从服务器；

所述从服务器负责同步主服务器的数据，以及转发用户的操作指令到主服务器；主服务器与从服务器之间的通信采用WebSocket协议进行最少数据量的数据同步以及操作指令的发送；

所述主服务器根据接收到的操作指令，通过实验控制电脑对实验装置的各个硬件进行控制；所述主服务器及实验控制电脑上部署了EPICS框架，通过EPICS框架使用通讯接口与实验装置的各个硬件通信；

所述远端设有局域网，远端的用户设备、主服务器及实验控制电脑均接入局域网；实验控制电脑通过设备通讯接口和实验装置连接并进行控制，通过局域网，主服务器能够访问实验控制电脑，远端的用户设备能够访问主服务器；

所述主服务器的软件分为3层，自底向上分别为设备控制层、综合控制层与用户界面层；其中：

所述设备控制层，通过EPICS框架对实验装置进行控制操作，不涉及具体的业务流程；

综合控制层，使用Python Tornado WEB服务器结合PyEpics将实验装置的控制封装成HTTP服务，其中涉及到操作日志、实验数据的存储以及自动操作流程；同时，还负责接收从服务器的连接请求，并将HTTP协议升级至WebSocket协议；

用户界面层是网页界面，与从服务器中用户界面内容相同，供远端的用户设备对实验装置进行操控。

一种基于前述系统实现实验装置控制的方法，包括：

从服务器启动Python Tornado WEB服务器以监听近端的用户设备发送的请求，同时，将向主服务器请求建立连接；当接收到近端的用户设备发送的自动控制的请求时，通过WebSocket协议将操作指令的请求发送给主服务器；当回应用户设备对于数据的请求时，从服务器会先检查自己是否拥有数据，若否，则再对主服务器发送请求；同时，从服务器实时监控与主服务器的连接状态，当断开连接的情况时重新向主服务器请求建立连接；

所述主服务器接收到从服务器转发的近端的用户设备对实验装置自动控制的请求时，生成自动操作流程的确定有限状态自动机并且进入该确定有限状态自动机开始运行。