[发明专利]一种基于WiFi的Web3D虚拟单片机数字孪生系统

说明书

本申请公开的基于WiFi的Web3D虚拟单片机数字孪生系统，包括：3D虚拟场景；设于3D虚拟场景中的虚拟单片机系统；虚拟单片机系统中设有虚拟WiFi模块；与虚拟单片机系统连接用以为虚拟单片机系统配置第一IP地址的虚拟上位机；真实硬件场景；设于真实硬件场景中的真实单片机系统；与真实单片机系统连接用以为真实单片机系统配置与第一IP地址一致的第二IP地址的真实上位机；连接虚拟单片机系统和真实单片机系统的MQTT服务器；和用以验证连接地址一致的虚拟单片机系统和真实单片机系统的通讯网关。本申请在使用WiFi联网的场景下，能够将虚拟与真实单片机系统基于控制代码实现精准映射，提高系统开发效率的同时，极大的节约了开发成本。

技术领域

本申请涉及虚拟单片机系统技术领域，更具体地说，尤其涉及一种基于WiFi的Web3D虚拟单片机数字孪生系统。

背景技术

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。数字孪生是个普遍适应的理论技术体系，现如今在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多。

目前，使用WiFi通信方式连接互联网是一种广泛的应用；而对于单片机系统而言，使用WiFi进行通信远程控制单片机系统的应用场景非常多，所以基于WiFi通讯技术的单片机系统的开发已成为热门研究课题。在单片机系统开发中，由于使用真实的单片机硬件直接开发会导致成本过大，现有技术中出现虚拟单片机系统的开发技术，在申请号为2022100240762，主题为“基于ZigBee的Web3D虚拟单片机数字孪生系统”发明专利中，提出运用ZigBee通信技术，将虚拟、真实单片机进行相互映射，提高系统开发效率的方案；但是，ZigBee通信技术是一种短距离、低能耗技术，其与WiFi通信相比，两者与设备的连接方式存在较大区别，当运用WiFi通信进行单个虚拟单片机系统映射多个真实单片机系统或多个虚拟单片机系统映射多个真实单片机系统的开发时，采用上述发明专利的技术方案，则可能会造成虚实单片机系统映射混乱，虚实系统两两之间并不能精致配对，导致系统功能开发混乱；虽然在申请号为202111252171.X，主题为“一种Web3D多虚拟单片机系统的协同作业系统”中，公开了运用数字编码解码的技术，结合计算编码器和解析译码器，使相互映射的虚实单片机系统能够实现精准配对的技术方案，但是在采用WiFi通信的真实单片机系统开发中，通常需要配置网关进行通信通道调控，而采用编码译码技术无疑会给开发带来许多额外的开发成本，所以此技术也并不完全适用于此场景中的单片机系统的开发，也难以支持单片机功能的验证。可以说使用数字孪生技术对基于WiFi进行通信的单片机系统进行虚实映射操作还是一片空白。

因此，如何提供一种基于WiFi的Web3D虚拟单片机数字孪生系统，其在使用WiFi联网的场景下，能够将虚拟与真实单片机系统基于控制代码实现精准映射，提高系统开发效率的同时，极大的节约了开发成本，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种基于WiFi的Web3D虚拟单片机数字孪生系统，其在使用WiFi联网的场景下，能够将虚拟与真实单片机系统基于控制代码实现精准映射，提高系统开发效率的同时，极大的节约了开发成本。

本申请提供的技术方案如下：

本申请提供一种基于WiFi的Web3D虚拟单片机数字孪生系统，包括：

设于WiFi通信协议下的3D虚拟场景；

设于所述3D虚拟场景中的虚拟单片机系统；所述虚拟单片机系统中设有虚拟WiFi模块；所述虚拟单片机系统用以在所述Web3D网页前端进行单片机虚拟仿真；

设于所述3D虚拟场景中，与所述虚拟单片机系统连接的虚拟上位机；所述虚拟上位机用以为所述虚拟单片机系统配置第一IP地址；