一种Proteus虚拟仿真实验数据采集方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及实验数据采集分析领域，尤其涉及一种Proteus虚拟仿真实验数据采集方法、系统及装置。

背景技术

在实验教学中，实验数据的采集和分析是最重要的环节。Proteus虚拟仿真软件拥有大量电子实验室必备的一些实验仪器用于数据采集，如电压表、电流表、示波器、逻辑分析仪等等。这些虚拟实验仪器采集的数据一般是实时显示的，并不能保存到文件，作为实验报告的一部分提交。目前的实验数据一般通过手工的方式先采集记录，再填写到实验报告上面，通过手工方式采集实验数据，不仅采集速度慢，而且无法保证数据的来源。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种Proteus虚拟仿真实验数据采集方法、系统及装置，实现一键采集实验数据和自动生成实验报告的功能。

本发明所采用的第一技术方案是：一种Proteus虚拟仿真实验数据采集方法，包括以下步骤：

基于Proteus虚拟仿真设计平台构建虚拟仿真电路和PProbe仿真模型；

基于PProbe仿真模型采集虚拟仿真电路的数据并保存到PProbe数据服务器；

根据采集到的虚拟仿真电路的数据生成实验报告。

进一步，所述虚拟仿真电路的数据包括电压值和电流值，所述基于PProbe仿真模型采集虚拟仿真电路的数据并保存到PProbe数据服务器这一步骤，其具体包括：

基于PProbe仿真模型实时采集虚拟仿真电路的电压值和电流值；

将虚拟仿真电路的电压值和电流值通过共享内存的方式保存到PProbe数据服务器。

进一步，所述根据采集到的虚拟仿真电路的数据生成实验报告这一步骤，其具体还包括：

响应于预构建的实验智能系统获取数据的指令；

PProbe数据服务器为WebSocket服务器向预构建的实验智能系统提供电压、电流和对应的时间；

根据电压、电流和对应的时间制成图表，得到实验报告。

本发明所采用的第二技术方案是：一种Proteus虚拟仿真实验数据采集系统，包括虚拟仿真电路、PProbe仿真模型、PProbe数据服务器和EIS实验智能系统，所述虚拟仿真电路、PProbe仿真模型、PProbe数据服务器和EIS实验智能系统依次连接。

进一步，所述虚拟仿真电路包括运算放大器和无源元件，所述运算放大器与无源元件连接，所述运算放大器与PProbe仿真模型连接。

进一步，所述无源元件包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一电阻的第一端点、第二电阻的第一端点、第三电阻的第一端点与运算放大器的负输入端连接，所述运算放大的输出端、第三电阻的第二端点与PProbe仿真模型的第一端口连接，所述第一电阻的第二端点与PProbe仿真模型第二端口连接，所述第二电阻的第二端点与仿真模型的第三端口连接。

本发明所采用的第三技术方案是：一种Proteus虚拟仿真实验数据采集装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如上所述一种Proteus虚拟仿真实验数据采集方法。

本发明方法、系统及装置的有益效果是：本发明能够实时采集虚拟仿真电路中的实时电流电压数据，并提供给实验智能系统，通过与实验智能系统高度集成，实现实验数据一键采集并自动生成实验报告，大大简化实验流程，既能提高学生做实验的效率，又能提高老师批改实验的效率。

附图说明

图1是本发明一种Proteus虚拟仿真实验数据采集方法的步骤流程图；

图2是本发明一种Proteus虚拟仿真实验数据采集系统的结构框图；

图3是本发明具体实施例虚拟仿真电路的具体电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

参照图1，本发明提供了一种Proteus虚拟仿真实验数据采集方法，该方法包括以下步骤：

基于Proteus虚拟仿真设计平台构建虚拟仿真电路和PProbe仿真模型；

基于PProbe仿真模型采集虚拟仿真电路的数据并保存到PProbe数据服务器；

根据采集到的虚拟仿真电路的数据生成实验报告。

进一步作为本方法的优选实施例，所述虚拟仿真电路的数据包括电压值和电流值，所述基于PProbe仿真模型采集虚拟仿真电路的数据并保存到PProbe数据服务器这一步骤，其具体包括：

基于PProbe仿真模型实时采集虚拟仿真电路的电压值和电流值；

将虚拟仿真电路的电压值和电流值通过共享内存的方式保存到PProbe数据服务器。

进一步作为本方法的优选实施例，所述根据采集到的虚拟仿真电路的数据生成实验报告这一步骤，其具体还包括：

响应于预构建的实验智能系统获取数据的指令；

PProbe数据服务器为WebSocket服务器向预构建的实验智能系统提供电压、电流和对应的时间；

根据电压、电流和对应的时间制成图表，得到实验报告。

如图2所示，一种Proteus虚拟仿真实验数据采集系统，包括虚拟仿真电路、PProbe仿真模型、PProbe数据服务器和EIS实验智能系统，所述虚拟仿真电路、PProbe仿真模型、PProbe数据服务器和EIS实验智能系统依次连接。

具体地，PProbe仿真模型作为一个插件运行在Proteus仿真平台中，对虚拟仿真电路进行数据采集，包括电流值和电压值。PProbe仿真模型通过共享内存的方式，把采集到的数据传送到PProbe数据服务器。实验智能系统EIS通过WebSocket来访问存储在数据服务器中的电流和电压数据。

另外，PProbe数据服务器实时显示仿真的时间和状态，点击采集波形，将把当前一段时间的波形显示出来。PProbe数据服务器也作为WebSocket服务器向实验智能系统提供数据服务。

进一步作为本系统的优选实施例，所述虚拟仿真电路包括运算放大器和无源元件，所述运算放大器与无源元件连接，所述运算放大器与PProbe仿真模型连接。

进一步作为本系统的优选实施例，所述无源元件包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述第一电阻R1的第一端点、第二电阻R2的第一端点、第三电阻R3的第一端点与运算放大器的负输入端连接，所述运算放大的输出端、第三电阻R3的第二端点与PProbe仿真模型的第一端口连接，所述第一电阻R1的第二端点与PProbe仿真模型第二端口连接，所述第二电阻R2的第二端点与PProbe仿真模型的第三端口连接。

具体地，还包括输入信号源VIN1、VIN2，PProbe仿真模型，它有A/B/C/D四个通道用于采集电路的电压数据，分别对应PProbe仿真模型的第一端口/第二端口/第三端口/第四端口，具体电路参照图3。

上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

一种Proteus虚拟仿真实验数据采集装置：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如上所述一种Proteus虚拟仿真实验数据采集方法。

上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。