[发明专利]一种基于设备虚拟化的无人艇软件系统

说明书

本发明涉及一种基于设备虚拟化的无人艇软件系统，包括：无人艇应用程序、载荷控制软件、航控软件、避障策略算法、公共信息服务、设备虚拟化服务和权限控制服务。本发明采用微服务架构作为基础，将无人艇软件系统中的载荷控制软件、航控软件、避障策略算法均作为独立服务进行部署，实现系统功能的解耦；利用公共信息服务支持系统内各类微服务消息订阅或发布，实现系统内消息交互的有序治理；还在微服务架构的基础上，引入设备虚拟化服务，能够平抑不同型号设备的功能差异，使得无人艇软件系统的业务层不会对特定型号的设备会产生强依赖，实现艇上设备的故障隔离和同类设备互换目标。

技术领域

本发明涉及无人艇技术领域，具体涉及一种基于设备虚拟化的无人艇软件系统。

背景技术

无人艇是一种小型的现代智能船舶，以半自主或者全自主方式在水面航行的无人化智能平台，可用于不同类型的海上任务，如海上搜救、水文探测、海洋测量等。因无人艇的用途较多样化，故无人艇软件系统具备多功能化的特点。无人艇软件系统对外需要和岸基控制系统进行信息交互，对内实施对艇上各设备的控制。中国专利“CN 110316327 A一种模块化无人艇”提出一种采用开放式系统、模块化设计的无人艇。该无人艇软件系统可根据无人艇任务需求改变或增减艇上设备模块的搭配组合形式，以实现任务功能的变更。

但无人艇软件系统中的业务层一方面需要根据业务需求访问艇上设备的典型功能，另一方面也需要与艇上设备完全解耦。无人艇软件系统与艇上设备完全解耦可以实现艇上设备故障隔离和设备同类互换的高级设备管理功能。故障隔离是指当艇上某设备出现故障问题不具备工作状态时，该设备不会影响艇上其他设备的正常运行。设备同类互换是指艇上设备可以根据实际需求替换同类型的其他艇上设备，而不影响该艇上设备对应功能服务的正常执行。模块化无人艇软件系统设计方式虽然可以根据业务需求访问艇上设备的典型功能，但并未与艇上设备实现完全解耦，即未平抑不同型号设备的功能差异。此种情况会导致无人艇软件系统的业务层对特定型号的艇上设备产生强依赖，不利于艇上设备的故障隔离和同类设备互换目标的实现。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于设备虚拟化的无人艇软件系统。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种基于设备虚拟化的无人艇软件系统，包括：

无人艇应用程序、载荷控制软件、航控软件、避障策略算法、公共信息服务、设备虚拟化服务和权限控制服务；

其中，所述无人艇应用程序用于根据实际业务逻辑需求通过调用虚拟设备接口以完成各类无人艇业务逻辑；

所述载荷控制软件用于对各个艇上载荷进行控制；

所述航控软件用于根据实际航行需求对艇的航速和艏向进行精准控制；

所述避障策略算法用于利用载荷获取的目标障碍信息，利用策略算法重规划无人艇的航路以实现安全避障；

所述公共信息服务用于支持各类微服务消息订阅或发布，同时挂载底层设备接口、虚拟设备接口和权限控制接口；

所述权限控制服务用于配置设备访问的安全规则；

所述设备虚拟化服务用于实现无人艇软件系统中业务层对于艇上设备的完全解耦，所述设备虚拟化服务包括：虚拟设备、设备管理和设备状态监控；

其中，所述虚拟设备用于通过提供调用底层设备功能以实现虚拟设备功能；所述设备管理用于提供虚拟设备发现和底层设备注册，同时用于对设备访问进行审计；设备访问审计依靠所述权限控制服务中的安全规则进行访问审计，所述设备虚拟化服务的设备发现过程包括：