CN110007969A - 一种嵌入式应用及业务实现方法 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例提供一种嵌入式应用及业务实现方法，其中，该嵌入式应用可以包括：多个节点，每个所述节点是所述嵌入式应用中的一个抽象功能对象；服务，所述服务包含在所述节点中，所述服务由操作系统的线程或进程实现；所述节点通过运行所述服务实现所述线程或进程对应的任务；所述节点之间通过信息交互，实现所述嵌入式应用的功能。

Description

一种嵌入式应用及业务实现方法

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，特别涉及一种嵌入式应用及业务实现方法。

背景技术

嵌入式设备是软件和硬件的综合体，硬件部分例如包括处理器、外部设备等，软件部分可以包括上层的嵌入式应用，嵌入式应用利用操作系统提供的功能开发针对某个功能的程序，供用户使用。传统的嵌入式应用设计方式采用的大多是面向过程的设计方式，但是这种面向过程的设计方式，使得对嵌入式应用的管理和维护不够灵活。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例提供一种嵌入式应用及业务实现方法，以提高嵌入式应用的维护更加灵活。

具体地，本说明书一个或多个实施例是通过如下技术方案实现的：

第一方面，提供一种嵌入式应用，所述嵌入式应用包括：

多个节点，每个所述节点是所述嵌入式应用中的一个抽象功能对象；

服务，所述服务包含在所述节点中，所述服务由操作系统的线程或进程实现；所述节点通过运行所述服务实现所述线程或进程对应的任务；

所述节点之间通过信息交互，实现所述嵌入式应用的功能。

第二方面，提供一种基于嵌入式应用的业务实现方法，所述嵌入式应用包括多个节点，每个所述节点是所述嵌入式应用中的一个抽象功能对象；所述方法包括：

所述多个节点中的其中一个节点向另一个节点发送指令，所述指令用于指示另一个节点执行对应的操作；

所述另一节点根据所述指令，执行所述操作。

第三方面，提供一种嵌入式设备，所述嵌入式设备包括嵌入式硬件和嵌入式应用；

所述嵌入式应用包括：

多个节点，每个所述节点是所述嵌入式应用中的一个抽象功能对象；

服务，所述服务包含在所述节点中，所述服务由操作系统的线程或进程实现；所述节点通过运行所述服务实现所述线程或进程对应的任务；

所述节点之间通过信息交互，实现所述嵌入式应用的功能。

第四方面，提供一种嵌入式设备集群，所述嵌入式设备集群包括至少两个嵌入式设备；所述至少两个设备之间通过网络连接；

所述嵌入式设备集群包括：运行于所述嵌入式设备集群的嵌入式应用，所述嵌入式应用包括多个节点，每个所述节点是所述嵌入式应用中的一个抽象功能对象；所述多个节点中的至少部分节点部署于所述至少两个设备中的不同设备；位于不同设备的节点之间通过网络进行信息交互，以实现所述嵌入式应用的功能。

本说明书一个或多个实施例的嵌入式应用及业务实现方法，通过将嵌入式应用根据面向对象的方式进行功能分析，抽象分离为多个节点，这些节点之间具有相对独立性和隔离性，该设计让嵌入式应用的各个节点更加的松耦合，也更利于管理和维护。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书至少一个实施例提供的一种嵌入式应用所应用的分层架构；

图2为本说明书至少一个实施例提供的一个嵌入式设备中的嵌入式应用的架构；

图3为本说明书至少一个实施例提供的一种嵌入式设备集群的架构。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。

本说明书至少一个实施例提供了一种新的架构方式的嵌入式应用。

图1示例了嵌入式应用所应用的分层架构，如图1所示，Kernel(操作系统内核)对OS(operating system，操作系统)的API接口进行了封装，提供OS-API供上层的嵌入式应用进行接口调用。HAL层(Hardware Abstract Layer，硬件抽象层)提供了对设备硬件抽象的封装。这样上层的嵌入式应用在开发时可以对底层使用何种操作系统及芯片平台完全无感。

本说明书至少一个例子中，嵌入式应用采用了如下架构：

对嵌入式应用的业务功能进行分析，采用面向对象的设计思路，抽象出对应某一功能的对象主体，该抽象功能对象可以称为一个节点(Node)。

例如，节点A可以是用于获取设备的网络连接状态的对象。

又例如，节点B可以是设备中用于控制语音播放的对象。

再例如，节点C可以是设备中用于控制设备的指示灯变化的对象。

嵌入式应用中可以根据功能抽象出多个节点，每一个节点都是所述嵌入式应用中的一个抽象功能对象。

此外，一个节点中还可以包括服务(Service)，服务可以设备中操作系统的线程或进程实现，节点通过运行所述服务，可以实现该线程或进程对应的任务。

例如，某个节点还可以监听是否接收到某个输入指令，以在接收到该输入指令时执行对应的操作，那么该监听输入指令的过程就是一个服务。

一个节点中可以包括服务，也可以不包括服务。

如上所述，通过将嵌入式应用根据面向对象的方式进行功能分析，抽象分离为多个节点，这些节点之间具有相对独立性和隔离性，该设计让嵌入式应用的各个节点更加的松耦合，也更利于管理和维护。比如，当修改其中一个节点的功能时，不会影响其他节点。并且，这种松耦合的架构方式，可以更容易扩展多个硬件设备来实现一个设备的功能，后续将举例说明。

嵌入式应用中的各个节点之间可以通过信息交互，实现所述嵌入式应用的功能。这种信息交互可以是：嵌入式应用包括的多个节点中的其中一个节点向另一个节点发送指令，所述指令用于指示另一个节点执行对应的操作。另一节点根据所述指令，执行所述操作。

例如，节点A在获取到设备已经联网时，可以向节点B发送指令，指示节点B播放语音“网络已连接”，从而使得设备能够在联网时及时通知用户。

其中，为了实现节点间的信息交互，节点可以支持MQTT(Message QueuingTelemetry Transport，消息队列遥测传输协议，是一种基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的“轻量级”通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上)的信息交互。节点间可以通过消息或者事件的方式(Message/Event)进行通讯，最大限度的解耦各个节点之间的依赖。

此外，在嵌入式应用的多个节点中，可以包括一种特殊的节点，该节点可以是主题订阅节点(Topic)。主题订阅节点可以接受其他节点的消息订阅，并且可以在接收到订阅的消息时，将该消息转发给订阅了该消息的其他节点。订阅消息是为了统一管理，通过主题订阅节点，当有更多节点需要关注某个消息时，向主题订阅节点订阅该消息即可，主题订阅节点在收到这个消息后，会将消息转发到订阅过的节点上。

例如，多个节点向Topic节点订阅了网络连接的消息，那么当Topic收到了网络连接的消息后，可以向订阅了该消息的节点转发该网络连接消息。比如，向Topic节点订阅了网络连接的消息的节点可以包括设备中的账号节点、音频节点等，这些节点都可以收到Topic节点转发的网络连接消息。

主题订阅节点(Topic)不仅可以提供消息的订阅服务，还可以与其他节点进行普通的消息交互。在一个嵌入式设备中可以有一个节点来作为主题订阅节点提供消息订阅的服务。

如下分别以单个嵌入式设备、以及多个嵌入式设备组成的嵌入式设备集群为例，来说明上述的解耦合的嵌入式应用在设备中的架构设计：

单个嵌入式设备：

请参见图2，图2示例了一个嵌入式设备中的嵌入式应用的架构。该嵌入式设备可以包括嵌入式硬件和嵌入式应用，其中的嵌入式应用采用该架构。

该嵌入式设备中可以包括多个节点，例如，节点A、节点B和节点C。节点是对嵌入式应用的一个功能的抽象对象。还可以包括主题订阅节点Topic。节点之间可以以事件或者消息的方式进行信息交互，并且，各个节点还可以向主题订阅节点订阅所需的消息。

每个节点上还可以包括服务Service，以运行操作系统的某个线程或进程。例如，服务可以是一个操作系统线程或进程。

如下以一个简单的例子来说明节点之间的信息交互：

该例子中的嵌入式设备可以具有如下功能：

该嵌入式设备可以联网，并且，在联网后可以自动播放语音提示“网络已连接”，用户可以及时得知设备的联网状态。并且，该嵌入式设备还可以具有指示灯，当成功连接网络后，指示灯的颜色可以发生变化以进行颜色指示设备的联网状态。设备在使用过程中，还可以进行相关业务状态的语音播报，比如到账播报，用户还可以调节设备的语音播报的音量。

为了实现上述嵌入式设备的功能，嵌入式应用中可以包括但不限于：节点A、节点B和节点C。

节点A可以是用于获取设备的网络连接状态的抽象功能对象。

节点B可以是设备中用于控制语音播放的抽象功能对象，例如，可以根据其他节点的指示播放语音，也可以管理控制音量的大小。

节点C可以是设备中用于控制设备的界面显示和操作的抽象功能对象。例如，可以管理设备界面的指示灯显示，或者检测设备界面中的功能键的操作。

假设当前设备成功连接网络，则节点A获取到网络连接成功的状态后，可以调用mos_service_send("node_audio",event)，向节点B发送消息，指示节点B播放“网络已连接”，节点B接收到该指令后，可以播放语音提示“网络已连接”。

并且，节点A还可以在获取到网络连接成功的状态时，调用mos_service_send("node_ui",event)，向节点C发送消息，指示节点C将设备的LED灯从红色变成黄色，以通过黄色显示提示网络已经成功连接。

当然，在其他的例子中，如果嵌入式设备中的其他节点订阅了网络连接成功的消息时，节点A可以向设备中的主题订阅节点发送网络连接消息，以通知主题订阅节点当前网络已成功连接。主题订阅节点可以将网络连接消息转发至订阅了该消息的其他节点。

再者，在设备的使用过程中，用户也许会觉得设备的提示声音太小了，想要提高音量，则用户可以按设备上的“音量+”键，触发设备去调节音量。该用户的操作将被节点C接收到，则节点C可以调用mos_service_send("node_audio",event)，向节点B发送消息，指示节点B去执行增加音量的操作。

如上可以看到，节点之间通过信息交互可以进行指令的发送，指示另一个节点去执行某种操作，从而实现嵌入式设备的功能。

当多个节点部署于同一个设备中时，考虑到同一系统的效率和和同步，可以在同一台设备内的节点之间提供调用接口，其中一个节点通过节点之间的调用接口向另一个节点发送指令，所述调用接口中设定了节点之间交互的参数信息，比如可以在调用接口中设置参数类型。

嵌入式设备集群：

图3示例了一种嵌入式设备集群的架构，该集群中可以包括至少两个嵌入式设备，设备之间可以通过WiFi/2G(3G/4G/Lora/NB-IoT)等方式联网，但不局限于以上方式。设备可以采用MQTT(Http2，Rpc)等网络协议但不局限以上协议与云端进行交互。

在这种集群架构下，嵌入式应用的多个节点中的至少部分节点部署于所述至少两个设备中的不同设备。例如，在所述的多个节点中，其中的一些节点可以是部署于同一个设备，其中的一些节点可以是分别部署于不同的设备。

节点之间的交互，既包括设备内部的节点交互，也可以包括设备之间的节点交互。例如，节点可以发送某一事件/消息给同一个设备内的其它节点，这属于设备内部的消息处理；节点也可以通过云端将消息转发到其它设备的节点中，比如，其中一个节点和另一个节点部署于不同的设备，则所述其中一个节点通过网络，以事件或者消息的方式向另一个节点发送指令，这属于调用远程设备的消息处理，多个设备可以通过云端协同工作。并且，所述指令中携带待交互节点所在的设备信息。

此外，在嵌入式设备集群中也可以同样包括主题订阅节点Topic，该主题订阅节点可以位于集群中的某一个设备。其他设备中的节点也可以向该节点订阅消息，订阅的消息可以通过云端进行转发。

在嵌入式设备集群中，一个设备可以有一个或多个节点，一个节点可以包含服务，也可以不包含服务。嵌入式设备集群的工作流程与单个嵌入式设备类似，仍以上述的调节嵌入式设备的语音播报为例：

节点A、节点B和节点C可以分别部署在三个嵌入式设备中，设备之间的节点交互通过云端转发实现。

假设当前设备成功连接网络，则节点A获取到网络连接成功的状态后，可以调用mos_service_send("b-node_audio",event)，向节点B发送消息，该节点B在b设备上，指示节点B播放“网络已连接”。云端可以将该指令转发到b设备上的节点B，节点B接收到该指令后，可以播放语音提示“网络已连接”。

并且，节点A还可以在获取到网络连接成功的状态时，调用mos_service_send("c-node_ui",event)，向节点C发送消息，该节点C部署在c设备上，指示节点C将设备的LED灯从红色变成黄色，以通过黄色显示提示网络已经成功连接。云端可以将该指令转发到c设备上的节点C，节点C收到指令后，将LED指示灯的颜色进行改变。

再者，在设备的使用过程中，用户也许会觉得设备的提示声音太小了，想要提高音量，则用户可以按设备上的“音量+”键，触发设备去调节音量。该用户的操作将被节点C接收到，则节点C可以调用mos_service_send("b-node_audio",event)，向节点B发送消息，该节点B在b设备上，指示节点B去执行增加音量的操作。云端可以将该指令转发到b设备上的节点B，节点B接收到该指令后，可以增加音量。

如上可以看到，嵌入式设备集群中的节点之间通过交互实现了类似单个设备的功能。

嵌入式应用的平台无关架构设计，可以移植运行在多种不同的嵌入式平台上。嵌入式应用面向对象的抽象设计方式，将每一个对象作为一个节点，可独立运行，节点间交互采用消息机制，是一种松耦合的架构。并且，以此方式设计的嵌入式应用，可以按节点部署到不同的设备，通过云端的连接，可以组成集群工作。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本说明书一个或多个实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书一个或多个实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书一个或多个实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书一个或多个实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于数据处理设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

以上所述仅为本说明书一个或多个实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书一个或多个实施例，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种嵌入式应用，所述嵌入式应用包括：

多个节点，每个所述节点是所述嵌入式应用中的一个抽象功能对象；

服务，所述服务包含在所述节点中，所述服务由操作系统的线程或进程实现；所述节点通过运行所述服务实现所述线程或进程对应的任务；

所述节点之间通过信息交互，实现所述嵌入式应用的功能。

2.根据权利要求1所述的嵌入式应用，

所述多个节点中包括：主题订阅节点；

所述主题订阅节点，用于接收其他节点的消息订阅，并将订阅的消息发送至所述其他节点。

3.根据权利要求1所述的嵌入式应用，

所述多个节点中的至少部分节点部署于不同的设备；

位于不同设备的节点之间通过网络，以事件或者消息的方式进行信息交互。

4.根据权利要求1所述的嵌入式应用，

所述多个节点部署于同一个设备；

所述多个节点之间通过调用接口进行信息交互，所述调用接口中设定了节点之间交互的参数信息。

5.一种基于嵌入式应用的业务实现方法，所述嵌入式应用包括多个节点，每个所述节点是所述嵌入式应用中的一个抽象功能对象；所述方法包括：

所述多个节点中的其中一个节点向另一个节点发送指令，所述指令用于指示另一个节点执行对应的操作；

所述另一节点根据所述指令，执行所述操作。

6.根据权利要求5所述的方法，所述多个节点部署于同一个设备时；

所述其中一个节点向另一个节点发送指令，包括：

其中一个节点通过节点之间的调用接口向另一个节点发送指令，所述调用接口中设定了节点之间交互的参数信息。

7.根据权利要求5所述的方法，所述多个节点中的至少部分节点部署于不同的设备时；所述其中一个节点向另一个节点发送指令，包括：

若所述其中一个节点和另一个节点部署于不同的设备，则所述其中一个节点通过网络，以事件或者消息的方式向另一个节点发送指令；并且，所述指令中携带待交互节点所在的设备信息。

8.根据权利要求5所述的方法，所述方法还包括：

所述多个节点中的主题订阅节点，接收其他节点的消息订阅；

所述主题订阅节点，在接收到订阅的消息时，将所述消息转发给订阅了所述消息的其他节点。

9.一种嵌入式设备，所述嵌入式设备包括嵌入式硬件和嵌入式应用；

所述嵌入式应用包括：

多个节点，每个所述节点是所述嵌入式应用中的一个抽象功能对象；

服务，所述服务包含在所述节点中，所述服务由操作系统的线程或进程实现；所述节点通过运行所述服务实现所述线程或进程对应的任务；

所述节点之间通过信息交互，实现所述嵌入式应用的功能。

10.一种嵌入式设备集群，所述嵌入式设备集群包括至少两个嵌入式设备；所述至少两个设备之间通过网络连接；

所述嵌入式设备集群包括：运行于所述嵌入式设备集群的嵌入式应用，所述嵌入式应用包括多个节点，每个所述节点是所述嵌入式应用中的一个抽象功能对象；所述多个节点中的至少部分节点部署于所述至少两个设备中的不同设备；位于不同设备的节点之间通过网络进行信息交互，以实现所述嵌入式应用的功能。