本申请涉及嵌入式系统的技术领域，尤其涉及一种智能交通实验教学沙盘控制方法及装置。
背景技术：
随着因特网的发展和后pc时代的到来，物联网技术已经成为计算机技术的一个重要组成部分，日益增长的应用也使得它成为计算机信息技术的一个新的研究热点，呈现出巨大的市场需求。目前，许多大专院校纷纷开设了物联网系统相关课程，因此如何合理选择系统教学的实验平台，为大专院校提供一个功能完备、价格低廉、技术流行、能满足教学和开发双重需求的物联网系统课程教学实验系统是有待研究和解决的重要课题。
智能交通实验教学系统作为物联网典型应用的实训平台，以城市交通场景沙盘和智能车辆为控制对象，集合了无线通讯技术、物联网射频识别（rfid）技术、传感器技术、嵌入式系统技术、分布式云计算技术、网络安全技术以及图像处理等先进技术。具有智能行车、行车自动避让、车辆道闸、智能停车、视频gps定位、车辆识别、车牌识别、行车视频监控、交通灯控制、城市交通管理等功能。通过道路监测系统采集车辆运行数据信息、停车数据信息等数据信息，通过无线网传送给嵌入式智能控制中心与主控服务器，通过大屏幕或计算机显示交通运行数据信息，并进行分析处理，自动控制交通灯、道闸、车辆等设备的工作状态
然而，上述智能交通实验教学系统虽然实现了教学的基本功能，但由于目前的智能交通实验教学系统中的城市交通场景沙盘为了满足现实交通场景中的各个环节，造成该城市交通场景沙盘的面积和体积比较大，单是面积就通常有10多个平方；而学校实验室的使用面积往往又是十分有限的，由此造成在学校实际的教学场景中往往只能单个布置该沙盘，这很难满足一个教学班级多达几十个学生的教学与实验需求。目前，实验指导教师的常规做法是，由教师讲解、演示沙盘的教学功能，再由学生回到各自的实验台进行各个实验模块的单独实验、演示。这种常规的实验方法显然严重浪费了实验沙盘的功能和利用率，如何让每个学生积极参与到数量极为有限的实验沙盘的操作模拟过程中，成为亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明提供一种智能交通实验教学沙盘控制方法，所述方法包括如下步骤：
s1，建立所述智能交通实验教学沙盘的网关与多个实验台的控制主机之间的通信连接，所述实验台的控制主机开放所述智能交通实验教学沙盘的控制权限；
s2，所述实验台配置所述智能交通实验教学沙盘的节点控制方案，并将所述节点控制方案发送给所述控制主机，所述控制主机验证所述节点控制方案的逻辑正确性，如果验证通过，则将所述节点控制方案发送给所述智能交通实验教学沙盘的网关；如果验证不通过，则发出报警信息，并将所述节点控制方案返回给对应的所述实验台以供修改；
s3，所述智能交通实验教学沙盘通过所述网关接收所述节点控制方案，并按照接收顺序依次对所述节点控制方案进行编号，依据所述编号顺序依次执行所述节点控制方案；
s4，所述智能交通实验教学沙盘执行所述实验台对应的所述节点控制方案时，为所述节点控制方案对应的实验台开放所述智能交通实验教学沙盘的视频监控功能，以在所述实验台试试播放所述视频监控；
s5，在所述节点控制方案执行完毕后，关闭所述节点控制方案对应的实验台的视频监控；按照所述顺序继续执行下一个所述实验台对应的所述节点控制方案，直至所有所述节点控制方案执行完毕；
s6，断开所述智能交通实验教学沙盘的网关与多个实验台的控制主机之间的通信连接，所述实验台的控制主机关闭所述智能交通实验教学沙盘的控制权限。
作为一种优选的实施方式，所述节点控制方案包括如下几种：交通信号节点控制、智能小车节点控制、道路视频监控节点控制、交通违法监测与违法抓拍、交通流量监测、停车场与停车诱导控制、道路交通信息发布控制、etc控制、车牌识别节点控制。
作为一种优选的实施方式，所述控制主机验证所述节点控制方案的逻辑正确性，具体为：
所述智能小车节点的规划行驶路径是否在机动车道路，所述车牌识别是否为预定道路方向，所述交通违法的设置数据是否在预定数值范围内。
作为一种优选的实施方式，所述步骤s3还包括：
如果所述智能交通实验教学沙盘有多个，则由所述智能交通实验教学沙盘的网关轮询空闲的所述智能交通实验教学沙盘，并依据所述编号依次将所述节点控制方案分配给对应的所述智能交通实验教学沙盘。
本发明的学生操作的多个实验台通过其控制主机建立与智能交通实验教学沙盘的通信连接，并通过所述实验台发送实验控制方案给所述智能交通实验教学沙盘，从而实现了一个或多个智能交通实验教学沙盘被多个实验台依次控制，有效解决了目前实验台单独进行实验操作，智能交通实验教学沙盘仅仅用于独立的教学演示或操作造成的实验台和智能交通实验教学沙盘无法联动实验的问题，从而提高了智能交通实验教学沙盘的实验利用率，增强了学生实验的兴趣和参与程度。
作为另外一种实施方式，本发明提供一种智能交通实验教学沙盘控制装置，所述装置包括如下模块：
初始化模块，用于建立所述智能交通实验教学沙盘的网关与多个实验台的控制主机之间的通信连接，所述实验台的控制主机开放所述智能交通实验教学沙盘的控制权限；
验证模块，用于所述实验台配置所述智能交通实验教学沙盘的节点控制方案，并将所述节点控制方案发送给所述控制主机，所述控制主机验证所述节点控制方案的逻辑正确性，如果验证通过，则将所述节点控制方案发送给所述智能交通实验教学沙盘的网关；如果验证不通过，则发出报警信息，并将所述节点控制方案返回给对应的所述实验台以供修改；
执行模块，用于所述智能交通实验教学沙盘通过所述网关接收所述节点控制方案，并按照接收顺序依次对所述节点控制方案进行编号，依据所述编号顺序依次执行所述节点控制方案；
视频监控模块，用于所述智能交通实验教学沙盘执行所述实验台对应的所述节点控制方案时，为所述节点控制方案对应的实验台开放所述智能交通实验教学沙盘的视频监控功能，以在所述实验台试试播放所述视频监控；
循环控制模块，用于在所述节点控制方案执行完毕后，关闭所述节点控制方案对应的实验台的视频监控；按照所述顺序继续执行下一个所述实验台对应的所述节点控制方案，直至所有所述节点控制方案执行完毕；
回收模块，用于断开所述智能交通实验教学沙盘的网关与多个实验台的控制主机之间的通信连接，所述实验台的控制主机关闭所述智能交通实验教学沙盘的控制权限。
作为一种优选的实施方式，所述节点控制方案包括如下几种：交通信号节点控制、智能小车节点控制、道路视频监控节点控制、交通违法监测与违法抓拍、交通流量监测、停车场与停车诱导控制、道路交通信息发布控制、etc控制、车牌识别节点控制。
作为一种优选的实施方式，所述控制主机验证所述节点控制方案的逻辑正确性，具体为：
所述智能小车节点的规划行驶路径是否在机动车道路，所述车牌识别是否为预定道路方向，所述交通违法的设置数据是否在预定数值范围内。
作为一种优选的实施方式，所述执行模块还包括：
如果所述智能交通实验教学沙盘有多个，则由所述智能交通实验教学沙盘的网关轮询空闲的所述智能交通实验教学沙盘，并依据所述编号依次将所述节点控制方案分配给对应的所述智能交通实验教学沙盘。
本发明的学生操作的多个实验台通过其控制主机建立与智能交通实验教学沙盘的通信连接，并通过所述实验台发送实验控制方案给所述智能交通实验教学沙盘，从而实现了一个或多个智能交通实验教学沙盘被多个实验台依次控制，有效解决了目前实验台单独进行实验操作，智能交通实验教学沙盘仅仅用于独立的教学演示或操作造成的实验台和智能交通实验教学沙盘无法联动实验的问题，从而提高了智能交通实验教学沙盘的实验利用率，增强了学生实验的兴趣和参与程度。
附图说明
图1是本发明的一种智能交通实验教学沙盘控制结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
实施例一：
本发明提供一种智能交通实验教学沙盘控制方法，所述方法包括如下步骤：
s1，建立所述智能交通实验教学沙盘的网关与多个实验台的控制主机之间的通信连接，所述实验台的控制主机开放所述智能交通实验教学沙盘的控制权限；上述连接与权限仅仅在需要对上述智能交通实验教学沙盘进行实验台控制的情况下才进行，这样有效保证了两者的独立性和数据通信的安全性。
s2，所述实验台配置所述智能交通实验教学沙盘的节点控制方案，并将所述节点控制方案发送给所述控制主机，所述控制主机验证所述节点控制方案的逻辑正确性，如果验证通过，则将所述节点控制方案发送给所述智能交通实验教学沙盘的网关；如果验证不通过，则发出报警信息，并将所述节点控制方案返回给对应的所述实验台以供修改；需要说明的是，所述节点控制方案中的节点是常规的物联网系统中的通信控制节点，例如，摄像装置、智能小车等智能交通实验过程中的任意一个静态或者动态的控制节点。节点的类型和数量可以根据智能交通实验教学平台的实际需求适当的变动，在这里不做限制。
s3，所述智能交通实验教学沙盘通过所述网关接收所述节点控制方案，并按照接收顺序依次对所述节点控制方案进行编号，依据所述编号顺序依次执行所述节点控制方案；上述根据接收顺序依次执行节点控制方案是由于，通常的实验台有多个，在一个教学班级的实验过程中，由于实验学时有限，往往会出现一个时间段内多个实验台的学生想执行智能交通实验教学沙盘的控制操作，然而，智能交通实验教学沙盘的数量往往是有限的，通常为一个或者仅仅几个，即，智能交通实验教学沙盘的数量少于实验台的数量，这样就会造成实验台对智能交通实验教学沙盘控制的混乱，因此，为了保证实验的次序和实验效果，按照接收顺序依次对所述节点控制方案进行编号，依据所述编号顺序依次执行所述节点控制方案，从而提高了控制效率。
s4，所述智能交通实验教学沙盘执行所述实验台对应的所述节点控制方案时，为所述节点控制方案对应的实验台开放所述智能交通实验教学沙盘的视频监控功能，以在所述实验台试试播放所述视频监控；上述视频监控主要位于智能交通实验教学沙盘的上方以及主要交通控制区域，用于监控实验台发出的节点控制方案的执行情况，并将该视频监控传送到实验台，以供学生观看实验效果，可以避免学生在实验过程中来回走动造成的混乱，提高了实验效率。
s5，在所述节点控制方案执行完毕后，关闭所述节点控制方案对应的实验台的视频监控；按照所述顺序继续执行下一个所述实验台对应的所述节点控制方案，直至所有所述节点控制方案执行完毕；需要说明的是，不同实验台的学生可以设置不同的节点控制方案，节点控制方案可以通过实验台的编程模块完成，也可以通过实验台的流程模块与功能模块相结合的方式实现，前者是通过编程完成，或者通过图形界面实现。
s6，断开所述智能交通实验教学沙盘的网关与多个实验台的控制主机之间的通信连接，所述实验台的控制主机关闭所述智能交通实验教学沙盘的控制权限。全部实验结束后，将实验台、控制主机、智能交通实验教学沙盘、网关等装置恢复初始状态。
作为一种优选的实施方式，所述节点控制方案包括如下几种：交通信号节点控制、智能小车节点控制、道路视频监控节点控制、交通违法监测与违法抓拍、交通流量监测、停车场与停车诱导控制、道路交通信息发布控制、etc控制、车牌识别节点控制。需要说明的，除了上述几种节点控制方案，也可以是其他与智能交通实验教学相关的其他节点控制方案，在此不做限制。
作为一种优选的实施方式，所述控制主机验证所述节点控制方案的逻辑正确性，具体为：
所述智能小车节点的规划行驶路径是否在机动车道路，所述车牌识别是否为预定道路方向，所述交通违法的设置数据是否在预定数值范围内。
作为一种优选的实施方式，所述步骤s3还包括：
如果所述智能交通实验教学沙盘有多个，则由所述智能交通实验教学沙盘的网关轮询空闲的所述智能交通实验教学沙盘，并依据所述编号依次将所述节点控制方案分配给对应的所述智能交通实验教学沙盘。此时，通过轮询的方式可以有效提高智能交通实验教学沙盘的使用效率。
本发明的学生操作的多个实验台通过其控制主机建立与智能交通实验教学沙盘的通信连接，并通过所述实验台发送实验控制方案给所述智能交通实验教学沙盘，从而实现了一个或多个智能交通实验教学沙盘被多个实验台依次控制，有效解决了目前实验台单独进行实验操作，智能交通实验教学沙盘仅仅用于独立的教学演示或操作造成的实验台和智能交通实验教学沙盘无法联动实验的问题，从而提高了智能交通实验教学沙盘的实验利用率，增强了学生实验的兴趣和参与程度。
实施例二：
作为另外一种实施方式，本发明提供一种智能交通实验教学沙盘控制装置，所述装置包括如下模块：
初始化模块，用于建立所述智能交通实验教学沙盘的网关与多个实验台的控制主机之间的通信连接，所述实验台的控制主机开放所述智能交通实验教学沙盘的控制权限；上述连接与权限仅仅在需要对上述智能交通实验教学沙盘进行实验台控制的情况下才进行，这样有效保证了两者的独立性和数据通信的安全性。
验证模块，用于所述实验台配置所述智能交通实验教学沙盘的节点控制方案，并将所述节点控制方案发送给所述控制主机，所述控制主机验证所述节点控制方案的逻辑正确性，如果验证通过，则将所述节点控制方案发送给所述智能交通实验教学沙盘的网关；如果验证不通过，则发出报警信息，并将所述节点控制方案返回给对应的所述实验台以供修改；需要说明的是，所述节点控制方案中的节点是常规的物联网系统中的通信控制节点，例如，摄像装置、智能小车等智能交通实验过程中的任意一个静态或者动态的控制节点。节点的类型和数量可以根据智能交通实验教学平台的实际需求适当的变动，在这里不做限制。
执行模块，用于所述智能交通实验教学沙盘通过所述网关接收所述节点控制方案，并按照接收顺序依次对所述节点控制方案进行编号，依据所述编号顺序依次执行所述节点控制方案；上述根据接收顺序依次执行节点控制方案是由于，通常的实验台有多个，在一个教学班级的实验过程中，由于实验学时有限，往往会出现一个时间段内多个实验台的学生想执行智能交通实验教学沙盘的控制操作，然而，智能交通实验教学沙盘的数量往往是有限的，通常为一个或者仅仅几个，即，智能交通实验教学沙盘的数量少于实验台的数量，这样就会造成实验台对智能交通实验教学沙盘控制的混乱，因此，为了保证实验的次序和实验效果，按照接收顺序依次对所述节点控制方案进行编号，依据所述编号顺序依次执行所述节点控制方案，从而提高了控制效率。
视频监控模块，用于所述智能交通实验教学沙盘执行所述实验台对应的所述节点控制方案时，为所述节点控制方案对应的实验台开放所述智能交通实验教学沙盘的视频监控功能，以在所述实验台试试播放所述视频监控；上述视频监控主要位于智能交通实验教学沙盘的上方以及主要交通控制区域，用于监控实验台发出的节点控制方案的执行情况，并将该视频监控传送到实验台，以供学生观看实验效果，可以避免学生在实验过程中来回走动造成的混乱，提高了实验效率。
循环控制模块，用于在所述节点控制方案执行完毕后，关闭所述节点控制方案对应的实验台的视频监控；按照所述顺序继续执行下一个所述实验台对应的所述节点控制方案，直至所有所述节点控制方案执行完毕；需要说明的是，不同实验台的学生可以设置不同的节点控制方案，节点控制方案可以通过实验台的编程模块完成，也可以通过实验台的流程模块与功能模块相结合的方式实现，前者是通过编程完成，或者通过图形界面实现。
回收模块，用于断开所述智能交通实验教学沙盘的网关与多个实验台的控制主机之间的通信连接，所述实验台的控制主机关闭所述智能交通实验教学沙盘的控制权限。全部实验结束后，将实验台、控制主机、智能交通实验教学沙盘、网关等装置恢复初始状态。
作为一种优选的实施方式，所述节点控制方案包括如下几种：交通信号节点控制、智能小车节点控制、道路视频监控节点控制、交通违法监测与违法抓拍、交通流量监测、停车场与停车诱导控制、道路交通信息发布控制、etc控制、车牌识别节点控制。
作为一种优选的实施方式，所述控制主机验证所述节点控制方案的逻辑正确性，具体为：
所述智能小车节点的规划行驶路径是否在机动车道路，所述车牌识别是否为预定道路方向，所述交通违法的设置数据是否在预定数值范围内。
作为一种优选的实施方式，所述执行模块还包括：
如果所述智能交通实验教学沙盘有多个，则由所述智能交通实验教学沙盘的网关轮询空闲的所述智能交通实验教学沙盘，并依据所述编号依次将所述节点控制方案分配给对应的所述智能交通实验教学沙盘。
本发明的学生操作的多个实验台通过其控制主机建立与智能交通实验教学沙盘的通信连接，并通过所述实验台发送实验控制方案给所述智能交通实验教学沙盘，从而实现了一个或多个智能交通实验教学沙盘被多个实验台依次控制，有效解决了目前实验台单独进行实验操作，智能交通实验教学沙盘仅仅用于独立的教学演示或操作造成的实验台和智能交通实验教学沙盘无法联动实验的问题，从而提高了智能交通实验教学沙盘的实验利用率，增强了学生实验的兴趣和参与程度。
本技术领域技术人员可以理解，本发明可以涉及用于执行本申请中所述操作中的一项或多项操作的设备。所述设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备，所述通用计算机有存储在其内的程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备（例如，计算机）可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中。
本技术领域技术人员可以理解，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来生成机器，从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行的指令创建了用于实现结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方法。
本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。