CN106330767A - 一种基于单通道复用的多终端分时调度方法及系统 - Google Patents

一种基于单通道复用的多终端分时调度方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于单通道复用的多终端分时调度方法及系统，本发明结合能量管理采用单通道分时方法调度多终端完成测量数据采集、数据上传和终端充电工作。为保证终端测量数据的正确性，被复用的线路某一个时刻只处于其中的一种工作模式：采集、上传、充电或空闲，任何时刻都不能多模式共存。这样既保证了测量数据的有效和可用，又复用了线路资源，兼顾了整体的工作效率。

Description

一种基于单通道复用的多终端分时调度方法及系统
技术领域
本发明涉及一种基于单通道复用的多终端分时调度方法及系统。
背景技术
在通信安全监控领域，经常存在这样一种应用环境：拥有多路测量终端；测量终端自身储电量有限，且外部供电电流受限；测量终端通信线路资源有限，且多终端复用同一条线路；平台软件在中心负责终端调度。
多个不良条件使得整个系统的复杂性成倍增加。终端需要即时关注自身储电量的高低，非工作状态时，处于低功耗模式下；测量工作进行时，需要切换到高功耗模式下。而平台软件在中心调度终端进行测量工作前，既要考虑测量终端当前电量的高低，还要考虑线路的复用冲突问题。如果不能在整个系统中很好的完成上述调度，则终端的测量结果将不准确，整个系统的可用性也会降低。
因此，急需一种能够保证测量数据的有效和可用，又高效利用线路资源的测量终端调度方法。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种基于单通道复用的多终端分时调度方法及系统，本发明结合能量管理采用单通道分时方法调度多终端完成测量数据采集、数据上传和终端充电工作。为保证终端测量数据的正确性，被复用的线路某一个时刻只处于其中的一种工作模式：采集、上传、充电或空闲，任何时刻都不能多模式共存。这样既保证了测量数据的有效和可用，又复用了线路资源，兼顾了整体的工作效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于单通道复用的多终端分时调度方法，包括以下步骤：
(1)建立线路和测量终端的基础数据及其组网拓扑图，标注线路与测量终端的数据信息；
(2)采集并存储测量终端的运行数据，定期对测量终端的状态进行巡检；
(3)为每一条线路按照先进先出策略建立测量队列，将需要进行测量工作的终端排入此队列，然后由队列控制测量终端完成数据测量和数据上传；
(4)遍历所有测量终端，综合其工作模式和电量，依次排入测量队列，执行相应的测量指令。
所述步骤(1)中，组网拓扑图由线路编号、终端编号以及线路和终端的链路关系组成。
所述步骤(1)中，建立线路和测量终端的基础数据及其组网拓扑图，线路的基础数据包括但不限于：线路编号、助记名称、电压和长度数据；测量终端的基础数据包括但不限于：终端编号、助记名称、型号和安装位置。
所述步骤(2)中，运行数据具体包括：测量终端当前电量、测量终端工作模式和最后一次测量时间。
所述步骤(2)中，测量终端工作模式为测量、数据上传、充电或空闲状态，其中：
空闲态：测量终端的电量充足，处于空闲状态，随时待命测量工作；
充电态：测量终端的电量非充足，正在由线路为其充电，能否进行测量工作，需依据预先测定的电量阈值而定，充电完成后，自动转入空闲态；
测量态：测量终端正在进行数据测量工作，测量完成后转入数据上传态；
数据上传态：测量终端将测量到的数据通过线路上传，进行存储，数据全部上传后，终端转入充电态。
所述步骤(2)中，当前电量作为调度中心完成指定某一终端进行测量工作的关键参考数据之一；
测量终端最后一次完成测量工作的时间点作为调度中心周期性巡检任务中对终端进行排序的关键字，平衡各个终端的工作负载。
所述步骤(3)中，测量队列设定有约束条件，队列头的第一个成员完成测量工作前，不可从队列中移出。
所述步骤(4)中，设定一巡检测量周期，遍历所有测量终端，综合其工作模式和电量，保持其原状或将其排入线路的测量队列尾；接收用户的即时测量指令，综合单个终端的工作模式和电量，保持其原貌或将其插入线路的仅次于测量队列头的位置。
一种基于单通道复用的多终端分时调度系统，包括：
建模模块，被配置为建立线路和测量终端的基础数据及其组网拓扑图，标注线路与测量终端的数据信息；
调度中心，被配置为通过各条线路连接各个测量终端，其又包括：
存储模块，存储测量终端的运行数据，定期对测量终端的状态进行巡检；
列队模块，被配置为每一条线路按照先进先出策略建立测量队列，将需要进行测量工作的终端排入此队列，然后由队列控制测量终端完成数据测量和数据上传；
遍历模块，被配置为遍历所有测量终端，综合其工作模式和电量，依次排入测量队列。
本发明的有益效果为：
(1)复用线路资源，降低线路铺设成本；亦可扩展线路用途，一路多用；
(2)构建FIFO队列，能够保证测量数据的正确有效；
(3)周期巡检和即时测量两种方法，即保证了整个系统的工作效率，又兼顾了即时响应的特性；
(4)被复用的线路某一个时刻只处于其中的一种工作模式：采集、上传、充电或空闲，任何时刻都不能多模式共存。这样既保证了测量数据的有效和可用，又复用了线路资源，兼顾了整体的工作效率。
附图说明
图1为本发明的总体流程图；
图2为本发明的线路及终端组网拓扑示例图；
图3为本发明的测量终端模式转换图；
图4为本发明的FIFO队列子调度流程图；
图5为本发明的调度中心工作流程图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，为本发明的总体流程说明。
一种基于单通道复用的多终端分时调度方法，包括以下步骤：
(1)建立线路和测量终端的基础数据及其组网拓扑图。
(2)调度中心(平台软件)存储运行时数据，包括但不限于：测量终端电量、测量终端工作模式(测量、数据上传、充电或空闲)和最后一次测量时间。并设定一定时器，周期对测量终端的状态进行巡检。
(3)调度中心为每一条线路按照FIFO(先进先出)策略建立一个测量队列，需要进行测量工作的终端必须先排入此队列，然后由队列子调度中心控制测量终端完成数据测量和数据上传。
(4)调度中心根据用户即时测量指令(指定某一终端立即开始测量)，或周期巡检定时器，综合终端的电量和工作模式，将全部或部分的测量终端排入步骤3中的测量队列。
所述步骤(1)的具体方法为：建立线路和测量终端的基础数据及其组网拓扑图，线路的基础数据包括但不限于：线路编号、助记名称、电压和长度数据。测量终端的基础数据包括但不限于：终端编号、助记名称、型号和安装位置。
组网拓扑图由线路编号、终端编号以及线路和终端的链路关系组成。
所述步骤(2)中，调度中心存储运行时数据，具体步骤包括：
运行时主要存储一些随时间变化而变化，且旧数据失去使用价值的数据。包括：测量终端的当前电量、测量终端的当前工作模式(包括测量、数据上传、充电或空闲态)以及测量终端最后一次完成测量的时间点数据。工作模式说明如下：
空闲态：测量终端的电量充足，处于空闲状态，可以随时进行测量工作。
充电态：测量终端的电量非充足，正在由线路为其充电，能否进行测量工作，需依据预先测定的电量阈值而定。充电完成后，自动转入空闲态。
测量态：测量终端正在进行数据测量工作，测量完成后转入数据上传态。
数据上传：测量终端将测量到的数据通过线路上传到调度中心，调度中心将数据进行存储(非易失型存储：文件或关系型数据库)。数据全部上传后，终端转入充电态。
当前电量作为调度中心完成指定某一终端进行测量工作的关键参考数据之一。
测量终端最后一次完成测量工作的时间点作为调度中心周期性巡检任务中对终端进行排序的关键字，简单平衡各个终端的工作负载。
设定一间隔略小的定时器，周期巡检所有终端的当前电量和工作模式，更新运行时数据。
所述步骤(3)中，FIFO测量队列，具体步骤包括：
设定这样一个约束条件：FIFO队列头的第一个成员完成测量工作前，不可从队列中移出。
一是可有效防止线路冲突，任一时刻都不存在多个终端同时进行测量工作的情况；二是保证简单的负载平衡，优先进入队列的终端，将优先被调度；三是如用户指定某一终端需立即开始测量，则将这一终端插入仅次于队列头的位置，等待前一终端完成测量工作后，即可优先被调度。
所述步骤(4)中，调度中心完成周期性巡检测量任务或单终端测量任务，具体步骤包括：
设定一巡检测量周期，遍历所有测量终端，综合其工作模式和电量，保持其原状或将其排入线路的测量队列尾。
接收用户的即时测量指令，综合单个终端的工作模式和电量，保持其原貌或将其插入线路的仅次于测量队列头的位置。
步骤1和2是FIFO队列运作的必要条件。系统整体的运作又需要综合前三个条件才能完成。
如图2所示，进一步说明如下：
图例简要标识了线路和测量终端的组网拓扑图，每条线路上都被设计成多终端复用模式。同一条线路上的终端某一时刻不允许多于一个终端同时处于测量或数据上传态。不同线路之间则没有这个限制。
如图3所示，进一步说明如下：
某一时刻，终端仅可处于“空闲”“充电”“测量”和“数据上传”中的一种状态中。
处于空闲态的测量终端可随时被调度到测量态，测量完成后，终端转入数据上传态，数据上传完成后，转入充电状态。充电过程中，如电量值达到预先设定的阈值，亦可被调度转入测量态；也可等待充电完成后，转入空闲态。
如图4所示，进一步说明如下：
FIFO队列的子调度过程开始后首先处于守望状态，队列有终端进入后，转入调度测量过程。
取队列头终端，向其发送测量指令，成功后等待终端的测量工作完成，而后向终端发送数据上传指令，接收终端上传的测量数据，存入本地存储。至此本终端测量完成，将其从队列头移出，更新本地运行时数据，此终端转入充电态。
再次取队列头终端，如队列已空，转入守望状态；否则，调度此终端的测量工作。
如图5所示，进一步说明如下：
系统开始运行后，设定三个触发条件，定时巡检、即时调度和周期巡检调度。
定时巡检，遍历所有终端，索取工作模式和电量，更新本地运行时数据。
即时调度，响应用户发起的即时调度特定终端的指令，综合判断终端的工作模式和电量，如电量满足预先设定的阈值，则将所需终端插入线路FIFO队列中仅次于队列头的位置。
周期巡检调度，遍历所有终端，综合终端的当前模式和电量，将电量满足预先设定的阈值的终端排入线路的FIFO队列，等待线路FIFO队列的子调度流程调度终端进行测量工作。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种基于单通道复用的多终端分时调度方法，其特征是：包括以下步骤：
(1)建立线路和测量终端的基础数据及其组网拓扑图，标注线路与测量终端的数据信息；
(2)采集并存储测量终端的运行数据，定期对测量终端的状态进行巡检；
(3)为每一条线路按照先进先出策略建立测量队列，将需要进行测量工作的终端排入此队列，然后由队列控制测量终端完成数据测量和数据上传；
(4)遍历所有测量终端，综合其工作模式和电量，依次排入测量队列，执行相应的测量指令。
2.如权利要求1所述的一种基于单通道复用的多终端分时调度方法，其特征是：所述步骤(1)中，组网拓扑图由线路编号、终端编号以及线路和终端的链路关系组成。
3.如权利要求1所述的一种基于单通道复用的多终端分时调度方法，其特征是：所述步骤(1)中，建立线路和测量终端的基础数据及其组网拓扑图，线路的基础数据包括但不限于：线路编号、助记名称、电压和长度数据；测量终端的基础数据包括但不限于：终端编号、助记名称、型号和安装位置。
4.如权利要求1所述的一种基于单通道复用的多终端分时调度方法，其特征是：所述步骤(2)中，运行数据具体包括：测量终端当前电量、测量终端工作模式和最后一次测量时间。
5.如权利要求1所述的一种基于单通道复用的多终端分时调度方法，其特征是：所述步骤(2)中，测量终端工作模式为测量、数据上传、充电或空闲状态，其中：
空闲态：测量终端的电量充足，处于空闲状态，随时待命测量工作；
充电态：测量终端的电量非充足，正在由线路为其充电，能否进行测量工作，需依据预先测定的电量阈值而定，充电完成后，自动转入空闲态；
测量态：测量终端正在进行数据测量工作，测量完成后转入数据上传态；
数据上传态：测量终端将测量到的数据通过线路上传，进行存储，数据全部上传后，终端转入充电态。
6.如权利要求1所述的一种基于单通道复用的多终端分时调度方法，其特征是：所述步骤(2)中，当前电量作为调度中心完成指定某一终端进行测量工作的关键参考数据之一；
测量终端最后一次完成测量工作的时间点作为调度中心周期性巡检任务中对终端进行排序的关键字，平衡各个终端的工作负载。
7.如权利要求1所述的一种基于单通道复用的多终端分时调度方法，其特征是：所述步骤(3)中，测量队列设定有约束条件，队列头的第一个成员完成测量工作前，不可从队列中移出。
8.如权利要求1所述的一种基于单通道复用的多终端分时调度方法，其特征是：所述步骤(4)中，设定一巡检测量周期，遍历所有测量终端，综合其工作模式和电量，保持其原状或将其排入线路的测量队列尾；接收用户的即时测量指令，综合单个终端的工作模式和电量，保持其原貌或将其插入线路的仅次于测量队列头的位置。
9.一种基于单通道复用的多终端分时调度系统，其特征是：包括：
建模模块，被配置为建立线路和测量终端的基础数据及其组网拓扑图，标注线路与测量终端的数据信息；
调度中心，被配置为通过各条线路连接各个测量终端，其又包括：
存储模块，存储测量终端的运行数据，定期对测量终端的状态进行巡检；
列队模块，被配置为每一条线路按照先进先出策略建立测量队列，将需要进行测量工作的终端排入此队列，然后由队列控制测量终端完成数据测量和数据上传；
遍历模块，被配置为遍历所有测量终端，综合其工作模式和电量，依次排入测量队列。
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