CN101059765A - 一种数字家庭网络多任务并发执行的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数字家庭网络多任务并发执行的装置及方法，包括作为处理核心的控制模块、为控制模块和数字家庭网络的设备提供交互接口的通讯模块、触发任务执行的任务触发模块，所述控制模块设置有任务列表、设备使用表和设备执行队列；通过本发明的装置协同合同能够使多个任务并发执行，缩短了多个任务的整体执行时间在并发执行的同时，能够解决任务冲突的问题。

Description

一种数字家庭网络多任务并发执行的装置及方法

                      技术领域

本发明属于数字家庭网络技术及自动控制领域，特别是涉及一种数字家庭网络多任务并发执行的装置及方法。

                      技术背景

当今网络基础设施已经遍及全世界，Internet接入已不仅局限于个人计算机和工作站，各种电器也可以接入Internet。这得益于最新的数字与网络技术，诸如空调、冰箱、电视、洗衣机等许多消费电子设备以及打印机等办公设备都已成为“网络化”设备，这些设备我们称之为数字家庭网络设备。这将使家庭中的各个设备脱离孤立的运作状态，数字家庭网络设备间的协同工作成为可能。

要实现数字家庭网络设备间能够协同工作，首先用户要定制任务。一个任务就是对多个设备进行不同操作的执行命令组合。一个任务要包含：触发其执行的条件、任务的优先级和按顺序排列的执行命令。这样当触发事件满足该任务的触发条件后，控制模块就会按照任务中的执行命令，顺序的向不同的家庭设备发送控制信号，使得设备间能够协同的工作。

当用户订制的多个任务在同一时间段内相继满足触发条件要进行任务的执行时，不同的任务可能会在相同的时间对同一个设备进行操作，这将不可避免地造成设备的设置混乱、系统的混乱，甚至可能造成网络的崩溃，这就是所谓的任务冲突。中国专利申请号为03147922.7，发明名称为《一种防治家庭网络上环境模式冲突的方法》提供了一种解决家庭网络设备冲突的方案，其技术方案可归纳为：保证在任何时间内最多只有一个任务在执行，其他的任务进入执行队列等待，执行完一个任务后，再从执行队列中取出一个任务来执行。这种解决方案虽然避免了同一时刻多个任务同时采用同一设备的冲突，但是同一时间内只能有一个任务被执行，其他任务只能等待该任务执行完毕而不能同时执行，影响了所有要执行的任务的整体执行的时间。同时也降低了设备资源的利用率。

有鉴于此，有必要研制一种既能避免设备的冲突，又能同时使多个任务并发执行的技术。

                      发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在数字家庭网络中可实现多个任务并发执行，且能避免多个任务并发执行时在同一时间对同一设备进行操作的冲突的多任务并发执行装置。

本发明的又一目的在于根据该并发执行装置，提供一种数字家庭网络的多任务并发执行方法。

为了实现发明目的一，采用的技术方案为：

一种数字家庭网络多任务并发执行的装置，包括作为处理核心的控制模块、为控制模块和数字家庭网络的设备提供交互接口的通讯模块、触发任务执行的任务触发模块，所述控制模块设置有任务列表、设备使用表和设备执行队列。

上述技术方案中，所述任务列表采用如下结构：

任务列表中包含了用户所定制的所有任务。其中每个任务有一区别于其他任务的唯一的任务号、触发条件以及任务执行的优先级。紧接这些信息之后的是该任务的顺序排列的命令，每一个命令又包含设备号来确定控制哪一个设备，同时每一个命令还包括操作指令，来对指定的设备进行具体的操作。依次执行完这些命令就完成了一个任务的执行，也就达到了用户定制任务来实现家庭设备自动、协同工作的目的。

所述设备使用表采用如下结构：

设备1	设备2	设备3	……	设备m	设备n
						任务x	空闲	空闲	……	任务y	任务z

设备使用表描述了家庭网络中所有设备的使用情况。如果当前时刻设备n被任务x所使用，那么在设备使用表中，设备n所对应的项标记为任务x占用，否则标记为空闲。

所述设备执行队列如附图5所示，所述设备执行队列中的每一项表示等待使用该设备的一个任务，控制模块从该队列头取出一个任务来使用该设备，使得任务能够继续执行，并从队列尾加入任务n，而队列中的排列顺序以任务的优先级高低为标准。

本发明所述任务触发模块的触发方式可采用按时间触发、或按设备的空闲状态触发、或按条件触发、或用户人工触发。任务触发模块专门负责监视数字家庭中事件的发生，这些事件包括时间事件，每一个时间间隔都会产生一个这样的事件，例如每秒都会产生一个时间事件；查询设备状态的事件，任务触发模块循环地查询所需监视设备的状态，每查询一个设备的状态，就产生一个事件，例如当设备状态为空闲时，当作一触发事件触发任务的执行；按条件触发，例如探测到环境温度高于设定的温度时，触发空凋启动制冷，或是探测到烟雾超标且温度明显上升时，触发灭火装置灭火等；用户发出控制信号的事件，用户通过发出控制信号以达到执行所需任务的目的时，就产生一个事件。当有事件产生时，该模块就会读取任务列表的任务，将任务的触发条件与产生的事件相比较，如果一致，则触发该任务的执行。

所述通讯模块负责控制模块与被控制的设备的交互。具体包括把控制模块的任务对设备的操作指令发送到指定的设备，使得设备执行任务所要求的操作。还包括设备执行完操作后，把操作结果、设备状态等数据返回给控制模块，让控制模块能够根据这些结果进行该任务的下一个命令的处理。

为了实现发明目的二，采用的技术方案为：

一种数字家庭网络多任务并发执行的方法，包括如下步骤：

(1)通过任务触发模块触发并启动任务；

(2)根据任务列表中顺序排列的该任务的命令集，判断具体命令所需的设备是否空闲，如果空闲则执行步骤(6)，否则执行步骤(3)；

(3)判断能否抢占该设备；如果可以，则执行步骤(5)；否则执行步骤(4)；

(4)将任务放入设备执行队列；

(5)中断正使用该设备的任务，将被中断的任务放入设备执行队列；

(6)占用设备，执行该命令；

(7)判断该任务的命令集是否执行完毕；如果完毕则执行步骤(8)；否则返回步骤(2)；

(8)置设备的状态为空闲，并结束该任务。

上述技术方案中，所述步骤(1)的任务触发模块启动后，还判断所触发的任务是否有效，所述判断以任务列表是否有符合该触发条件的任务为依据。

所述步骤(1)的触发方式可采用按时间触发、或按设备的空闲状态触发、或按条件触发、或用户人工触发、或其相结合的方式实现。

所述步骤(3)以任务的优先级高低为标准，高优先级的任务可以抢占低优先级的任务正使用的设备。

所述按设备的空闲状态触发的方式，按照设备执行队列中优先级的高低顺序触发任务。

本发明具有如下优点：

(1)、能够使多个任务并发执行，缩短了多个任务的整体执行时间，所谓并发执行就是多个任务能够在同一时刻相互独立的运行，每一个任务执行的结果不受其他任务的影响，其执行过程中也不能影响其他任务的执行结果。每一个任务在并发的多任务执行环境下执行的结果和在单一任务执行环境下的结果是一样的。本发明的最大特点是能够并发执行多个任务。这就使得受到触发的任务不用等待正在执行的任务执行结束，而是能够立即执行。大大缩短了多个任务的整体执行时间，而且能够提高设备资源的利用率。

(2)、在并发执行的同时，能够解决任务冲突的问题，本发明的另一个特点是对多个任务在同一时间对同一设备进行操作时会造成设备设置混乱、任务执行混乱以及网络崩溃的任务冲突问题给出了一个很好的解决方案。这就能保证每个任务执行的正确性，同时也就能保证网络的稳定性。

                       附图说明

图1为本发明的多任务并发执行装置结构示意图；

图2为本发明的工作流程图；

图3为本发明的触发设备执行队列的任务流程图；

图4为本发明的实施里任务列表示意图。

                       具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

本发明的多任务并发执行装置的结构示意图如附图1所示，包括控制模块、任务触发模块、通讯模块，以及任务列表、设备使用表、设备执行队列。

本发明的工作流程图如附图2所示，具体描述为：

(1)通过任务触发模块触发并启动任务；

(2)根据任务列表中顺序排列的该任务的命令集，判断具体命令所需的设备是否空闲，如果空闲则执行步骤(6)，否则执行步骤(3)；

(3)判断能否抢占该设备；如果可以，则执行步骤(5)；否则执行步骤(4)；

(4)将任务放入设备执行队列；

(5)中断正使用该设备的任务，将被中断的任务放入设备执行队列；

(6)占用设备，执行该命令；

(7)判断该任务的命令集是否执行完毕；如果完毕则执行步骤(8)；否则返回步骤(2)；

(8)置设备的状态为空闲，并结束该任务。

步骤(8)置设备的状态为空闲后，为符合任务触发模块的触发方式的一种事件，故而任务触发模块触发在设备执行队列排队的其他任务执行，其流程如附图3所示，控制模块在收到设备状态为空闲的消息后，启动任务触发模块触发任务的启动，此时判断设备执行队列是否为空，如果为空，表示没有任务需要用到该设备，则结束整个过程，如果设备执行队列不空，则从队列中取出一个任务继续执行，需要说明的是，在设备队列中排队的任务，往往都是由于优先级低而被迫中断运行的，所以此时可在其中断处继续运行。

现通过一个例子来对本发明的运作进行说明。

假如现在是晚上7点整。在一个家庭里，用户正在吃晚饭。此时产生一个时间事件，触发了一个定时执行的任务a如附图4所示，该任务是一个洗澡设定程序，包括的一系列命令分别为：向热水器发出加热到80度的指令、向音响设备发出播放指定的音频数据的指令、向通向浴室的走廊的电灯发出开灯指令、向浴室内的电灯发出开灯指令。7点整的时候首先要执行第一条指令。控制模块所示首先通过设备使用表查看热水器是否空闲，发现其空闲后占用热水器设备并向其发出加热到80度的指令。

7点10分，用户吃晚饭后突然想听音乐，就通过遥控器发出了一个播放《贝多芬第九交响曲》曲目的请求。这个用户发出控制信号的事件就触发了任务b如附图4所示，该任务包括一系列的命令：向客厅的电灯发出开灯的指令，向多媒体搜索设备发出通过Internet获取《贝多芬第九交响曲》数据的指令、向音响发出播放音频数据的指令。这些设备都是空闲的，控制模块依次执行这些指令。很快的用户就可以欣赏《第九交响曲》了。

7点15分的时候，热水器水温达到80度，任务a收到热水器返回的结果后，就要向音响设备发出播放指定的音频数据的指令。但由于音响正被任务b所使用，控制模块比较两个任务的优先级，发现任务a的优先级较高，中断了任务b，让任务a通过音响播放音频“您好，热水器水温已达指定温度，欢迎使用”。任务a使用完音响后发出音响设备空闲的消息，然后继续执行接下来的命令。

控制模块收到音响设备空闲的消息后，从音响设备的执行队列中取出等待的任务b，继续执行向音响发出播放《第九交响曲》的指令，可以继续欣赏音乐。

Claims (10)

1、一种数字家庭网络多任务并发执行的装置，其特征在于包括作为处理核心的控制模块、为控制模块和数字家庭网络的设备提供交互接口的通讯模块、触发任务执行的任务触发模块，所述控制模块设置有任务列表、设备使用表和设备执行队列。

2、根据权利要求1所述的数字家庭网络多任务并发执行的装置，其特征在于所述任务列表采用如下结构：

3、根据权利要求1所述的数字家庭网络多任务并发执行的装置，其特征在于所述设备使用表采用如下结构：   设备1   设备2   设备3 …… 设备m   设备n   任务x   空闲   空闲 …… 任务y   任务z

4、根据权利要求1所述的数字家庭网络多任务并发执行的装置，其特征在于所述设备执行队列中的每一项表示等待使用该设备的一个任务，控制模块从该队列头取出一个任务来使用该设备，使得任务能够继续执行，并从队列尾加入任务n，而队列中的排列顺序以任务的优先级高低为标准。

5、根据权利要求1或2或3或4所述的数字家庭网络多任务并发执行的装置，其特征在于所述任务触发模块的触发方式可采用按时间触发、或按设备的空闲状态触发、或按条件触发、或用户人工触发。

6、一种根据权利要求1所述数字家庭网络多任务并发执行的装置的数字家庭网络多任务并发执行的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)通过任务触发模块触发并启动任务；

(2)根据任务列表中顺序排列的该任务的命令集，判断具体命令所需的设备是否空闲，如果空闲则执行步骤(6)，否则执行步骤(3)；

(3)判断能否抢占该设备；如果可以，则执行步骤(5)；否则执行步骤(4)；

(4)将任务放入设备执行队列；

(5)中断正使用该设备的任务，将被中断的任务放入设备执行队列；

(6)占用设备，执行该命令；

(7)判断该任务的命令集是否执行完毕；如果完毕则执行步骤(8)；否则返回步骤(2)；

(8)置设备的状态为空闲，并结束该任务。

7、根据权利要求6所述的数字家庭网络多任务并发执行的方法，其特征在于所述步骤(1)的任务触发模块启动后，还判断所触发的任务是否有效，所述判断以任务列表是否有符合该触发条件的任务为依据。

8、根据权利要求6或7所述的数字家庭网络多任务并发执行的方法，其特征在于所述步骤(1)的触发方式可采用按时间触发、或按设备的空闲状态触发、或按条件触发、或用户人工触发、或其相结合的方式实现。

9、根据权利要求8所述的数字家庭网络多任务并发执行的方法，其特征在于所述步骤(3)以任务的优先级高低为标准，高优先级的任务可以抢占低优先级的任务正使用的设备。

10、根据权利要求8所述的数字家庭网络多任务并发执行的方法，其特征在于所述按设备的空闲状态触发的方式，按照设备执行队列中优先级的高低顺序触发任务。

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