本發(fā)明涉及一種基于單通道復用的多終端分時調(diào)度方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在通信安全監(jiān)控領(lǐng)域，經(jīng)常存在這樣一種應(yīng)用環(huán)境：擁有多路測量終端；測量終端自身儲電量有限，且外部供電電流受限；測量終端通信線路資源有限，且多終端復用同一條線路；平臺軟件在中心負責終端調(diào)度。

多個不良條件使得整個系統(tǒng)的復雜性成倍增加。終端需要即時關(guān)注自身儲電量的高低，非工作狀態(tài)時，處于低功耗模式下；測量工作進行時，需要切換到高功耗模式下。而平臺軟件在中心調(diào)度終端進行測量工作前，既要考慮測量終端當前電量的高低，還要考慮線路的復用沖突問題。如果不能在整個系統(tǒng)中很好的完成上述調(diào)度，則終端的測量結(jié)果將不準確，整個系統(tǒng)的可用性也會降低。

因此，急需一種能夠保證測量數(shù)據(jù)的有效和可用，又高效利用線路資源的測量終端調(diào)度方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種基于單通道復用的多終端分時調(diào)度方法及系統(tǒng)，本發(fā)明結(jié)合能量管理采用單通道分時方法調(diào)度多終端完成測量數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)上傳和終端充電工作。為保證終端測量數(shù)據(jù)的正確性，被復用的線路某一個時刻只處于其中的一種工作模式：采集、上傳、充電或空閑，任何時刻都不能多模式共存。這樣既保證了測量數(shù)據(jù)的有效和可用，又復用了線路資源，兼顧了整體的工作效率。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于單通道復用的多終端分時調(diào)度方法，包括以下步驟：

(1)建立線路和測量終端的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及其組網(wǎng)拓撲圖，標注線路與測量終端的數(shù)據(jù)信息；

(2)采集并存儲測量終端的運行數(shù)據(jù)，定期對測量終端的狀態(tài)進行巡檢；

(3)為每一條線路按照先進先出策略建立測量隊列，將需要進行測量工作的終端排入此隊列，然后由隊列控制測量終端完成數(shù)據(jù)測量和數(shù)據(jù)上傳；

(4)遍歷所有測量終端，綜合其工作模式和電量，依次排入測量隊列，執(zhí)行相應(yīng)的測量指令。

所述步驟(1)中，組網(wǎng)拓撲圖由線路編號、終端編號以及線路和終端的鏈路關(guān)系組成。

所述步驟(1)中，建立線路和測量終端的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及其組網(wǎng)拓撲圖，線路的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括但不限于：線路編號、助記名稱、電壓和長度數(shù)據(jù)；測量終端的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括但不限于：終端編號、助記名稱、型號和安裝位置。

所述步驟(2)中，運行數(shù)據(jù)具體包括：測量終端當前電量、測量終端工作模式和最后一次測量時間。

所述步驟(2)中，測量終端工作模式為測量、數(shù)據(jù)上傳、充電或空閑狀態(tài)，其中：

空閑態(tài)：測量終端的電量充足，處于空閑狀態(tài)，隨時待命測量工作；

充電態(tài)：測量終端的電量非充足，正在由線路為其充電，能否進行測量工作，需依據(jù)預先測定的電量閾值而定，充電完成后，自動轉(zhuǎn)入空閑態(tài)；

測量態(tài)：測量終端正在進行數(shù)據(jù)測量工作，測量完成后轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)上傳態(tài)；

數(shù)據(jù)上傳態(tài)：測量終端將測量到的數(shù)據(jù)通過線路上傳，進行存儲，數(shù)據(jù)全部上傳后，終端轉(zhuǎn)入充電態(tài)。

所述步驟(2)中，當前電量作為調(diào)度中心完成指定某一終端進行測量工作的關(guān)鍵參考數(shù)據(jù)之一；

測量終端最后一次完成測量工作的時間點作為調(diào)度中心周期性巡檢任務(wù)中對終端進行排序的關(guān)鍵字，平衡各個終端的工作負載。

所述步驟(3)中，測量隊列設(shè)定有約束條件，隊列頭的第一個成員完成測量工作前，不可從隊列中移出。

所述步驟(4)中，設(shè)定一巡檢測量周期，遍歷所有測量終端，綜合其工作模式和電量，保持其原狀或?qū)⑵渑湃刖€路的測量隊列尾；接收用戶的即時測量指令，綜合單個終端的工作模式和電量，保持其原貌或?qū)⑵洳迦刖€路的僅次于測量隊列頭的位置。

一種基于單通道復用的多終端分時調(diào)度系統(tǒng)，包括：

建模模塊，被配置為建立線路和測量終端的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及其組網(wǎng)拓撲圖，標注線路與測量終端的數(shù)據(jù)信息；

調(diào)度中心，被配置為通過各條線路連接各個測量終端，其又包括：

存儲模塊，存儲測量終端的運行數(shù)據(jù)，定期對測量終端的狀態(tài)進行巡檢；

列隊模塊，被配置為每一條線路按照先進先出策略建立測量隊列，將需要進行測量工作的終端排入此隊列，然后由隊列控制測量終端完成數(shù)據(jù)測量和數(shù)據(jù)上傳；

遍歷模塊，被配置為遍歷所有測量終端，綜合其工作模式和電量，依次排入測量隊列。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)復用線路資源，降低線路鋪設(shè)成本；亦可擴展線路用途，一路多用；

(2)構(gòu)建FIFO隊列，能夠保證測量數(shù)據(jù)的正確有效；

(3)周期巡檢和即時測量兩種方法，即保證了整個系統(tǒng)的工作效率，又兼顧了即時響應(yīng)的特性；

(4)被復用的線路某一個時刻只處于其中的一種工作模式：采集、上傳、充電或空閑，任何時刻都不能多模式共存。這樣既保證了測量數(shù)據(jù)的有效和可用，又復用了線路資源，兼顧了整體的工作效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的總體流程圖；

圖2為本發(fā)明的線路及終端組網(wǎng)拓撲示例圖；

圖3為本發(fā)明的測量終端模式轉(zhuǎn)換圖；

圖4為本發(fā)明的FIFO隊列子調(diào)度流程圖；

圖5為本發(fā)明的調(diào)度中心工作流程圖。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，為本發(fā)明的總體流程說明。

一種基于單通道復用的多終端分時調(diào)度方法，包括以下步驟：

(1)建立線路和測量終端的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及其組網(wǎng)拓撲圖。

(2)調(diào)度中心(平臺軟件)存儲運行時數(shù)據(jù)，包括但不限于：測量終端電量、測量終端工作模式(測量、數(shù)據(jù)上傳、充電或空閑)和最后一次測量時間。并設(shè)定一定時器，周期對測量終端的狀態(tài)進行巡檢。

(3)調(diào)度中心為每一條線路按照FIFO(先進先出)策略建立一個測量隊列，需要進行測量工作的終端必須先排入此隊列，然后由隊列子調(diào)度中心控制測量終端完成數(shù)據(jù)測量和數(shù)據(jù)上傳。

(4)調(diào)度中心根據(jù)用戶即時測量指令(指定某一終端立即開始測量)，或周期巡檢定時器，綜合終端的電量和工作模式，將全部或部分的測量終端排入步驟3中的測量隊列。

所述步驟(1)的具體方法為：建立線路和測量終端的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及其組網(wǎng)拓撲圖，線路的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括但不限于：線路編號、助記名稱、電壓和長度數(shù)據(jù)。測量終端的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括但不限于：終端編號、助記名稱、型號和安裝位置。

組網(wǎng)拓撲圖由線路編號、終端編號以及線路和終端的鏈路關(guān)系組成。

所述步驟(2)中，調(diào)度中心存儲運行時數(shù)據(jù)，具體步驟包括：

運行時主要存儲一些隨時間變化而變化，且舊數(shù)據(jù)失去使用價值的數(shù)據(jù)。包括：測量終端的當前電量、測量終端的當前工作模式(包括測量、數(shù)據(jù)上傳、充電或空閑態(tài))以及測量終端最后一次完成測量的時間點數(shù)據(jù)。工作模式說明如下：

空閑態(tài)：測量終端的電量充足，處于空閑狀態(tài)，可以隨時進行測量工作。

充電態(tài)：測量終端的電量非充足，正在由線路為其充電，能否進行測量工作，需依據(jù)預先測定的電量閾值而定。充電完成后，自動轉(zhuǎn)入空閑態(tài)。

測量態(tài)：測量終端正在進行數(shù)據(jù)測量工作，測量完成后轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)上傳態(tài)。

數(shù)據(jù)上傳：測量終端將測量到的數(shù)據(jù)通過線路上傳到調(diào)度中心，調(diào)度中心將數(shù)據(jù)進行存儲(非易失型存儲：文件或關(guān)系型數(shù)據(jù)庫)。數(shù)據(jù)全部上傳后，終端轉(zhuǎn)入充電態(tài)。

當前電量作為調(diào)度中心完成指定某一終端進行測量工作的關(guān)鍵參考數(shù)據(jù)之一。

測量終端最后一次完成測量工作的時間點作為調(diào)度中心周期性巡檢任務(wù)中對終端進行排序的關(guān)鍵字，簡單平衡各個終端的工作負載。

設(shè)定一間隔略小的定時器，周期巡檢所有終端的當前電量和工作模式，更新運行時數(shù)據(jù)。

所述步驟(3)中，F(xiàn)IFO測量隊列，具體步驟包括：

設(shè)定這樣一個約束條件：FIFO隊列頭的第一個成員完成測量工作前，不可從隊列中移出。

一是可有效防止線路沖突，任一時刻都不存在多個終端同時進行測量工作的情況；二是保證簡單的負載平衡，優(yōu)先進入隊列的終端，將優(yōu)先被調(diào)度；三是如用戶指定某一終端需立即開始測量，則將這一終端插入僅次于隊列頭的位置，等待前一終端完成測量工作后，即可優(yōu)先被調(diào)度。

所述步驟(4)中，調(diào)度中心完成周期性巡檢測量任務(wù)或單終端測量任務(wù)，具體步驟包括：

設(shè)定一巡檢測量周期，遍歷所有測量終端，綜合其工作模式和電量，保持其原狀或?qū)⑵渑湃刖€路的測量隊列尾。

接收用戶的即時測量指令，綜合單個終端的工作模式和電量，保持其原貌或?qū)⑵洳迦刖€路的僅次于測量隊列頭的位置。

步驟1和2是FIFO隊列運作的必要條件。系統(tǒng)整體的運作又需要綜合前三個條件才能完成。

如圖2所示，進一步說明如下：

圖例簡要標識了線路和測量終端的組網(wǎng)拓撲圖，每條線路上都被設(shè)計成多終端復用模式。同一條線路上的終端某一時刻不允許多于一個終端同時處于測量或數(shù)據(jù)上傳態(tài)。不同線路之間則沒有這個限制。

如圖3所示，進一步說明如下：

某一時刻，終端僅可處于“空閑”“充電”“測量”和“數(shù)據(jù)上傳”中的一種狀態(tài)中。

處于空閑態(tài)的測量終端可隨時被調(diào)度到測量態(tài)，測量完成后，終端轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)上傳態(tài)，數(shù)據(jù)上傳完成后，轉(zhuǎn)入充電狀態(tài)。充電過程中，如電量值達到預先設(shè)定的閾值，亦可被調(diào)度轉(zhuǎn)入測量態(tài)；也可等待充電完成后，轉(zhuǎn)入空閑態(tài)。

如圖4所示，進一步說明如下：

FIFO隊列的子調(diào)度過程開始后首先處于守望狀態(tài)，隊列有終端進入后，轉(zhuǎn)入調(diào)度測量過程。

取隊列頭終端，向其發(fā)送測量指令，成功后等待終端的測量工作完成，而后向終端發(fā)送數(shù)據(jù)上傳指令，接收終端上傳的測量數(shù)據(jù)，存入本地存儲。至此本終端測量完成，將其從隊列頭移出，更新本地運行時數(shù)據(jù)，此終端轉(zhuǎn)入充電態(tài)。

再次取隊列頭終端，如隊列已空，轉(zhuǎn)入守望狀態(tài)；否則，調(diào)度此終端的測量工作。

如圖5所示，進一步說明如下：

系統(tǒng)開始運行后，設(shè)定三個觸發(fā)條件，定時巡檢、即時調(diào)度和周期巡檢調(diào)度。

定時巡檢，遍歷所有終端，索取工作模式和電量，更新本地運行時數(shù)據(jù)。

即時調(diào)度，響應(yīng)用戶發(fā)起的即時調(diào)度特定終端的指令，綜合判斷終端的工作模式和電量，如電量滿足預先設(shè)定的閾值，則將所需終端插入線路FIFO隊列中僅次于隊列頭的位置。

周期巡檢調(diào)度，遍歷所有終端，綜合終端的當前模式和電量，將電量滿足預先設(shè)定的閾值的終端排入線路的FIFO隊列，等待線路FIFO隊列的子調(diào)度流程調(diào)度終端進行測量工作。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。