CN112612672B - 一种嵌入式软件实时运行状态监控方法 - Google Patents

一种嵌入式软件实时运行状态监控方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种嵌入式软件实时运行状态监控方法，属于嵌入式软件技术领域，解决了嵌入式软件实时运行状态监控效率较低的问题。嵌入式软件包括定义有状态信息的功能模块以及设置有操作接口的统计模块，操作接口包括状态注册接口和操作子接口；该方法包括：软件启用时，功能模块调用状态注册接口，将其名称及运行状态信息注册至统计模块；当功能模块运行中出现与其运行状态信息相关的运行状态时，调用对应的操作子接口对运行状态数据进行实时更新；统计模块接收监控设备发送的监控控制指令并对当前运行状态数据进行处理，生成监控控制响应消息并回复至监控设备，以使监控设备解析监控控制响应消息并显示，提高了嵌入式软件实时运行状态监控效率。

Description

一种嵌入式软件实时运行状态监控方法
技术领域
本发明涉及嵌入式软件技术领域，尤其涉及一种嵌入式软件实时运行状态监控方法。
背景技术
随着智能技术和物联网技术的快速发展，各种设备互联互通，嵌入式设备开始承担越来越多的功能，需要集成的模块也越来越多，增加了嵌入式软硬件开发的复杂度，提高了产品研发的人力和资源成本。一方面现有嵌入式设备的开发、优化、调试等研发流程基本都依赖仿真器，在开发环境中通过断点或打印等手段解决遇到的问题，该方式在发现和解决偶发性故障时费时费力；另一方面嵌入式设备都有看门狗或各个硬件单元的周期自检功能，用于及时发现和预警嵌入式设备硬件故障，但该方式不能较好的监控软件运行过程中出现的各种异常情况。
针对传统的嵌入式软件，现有技术中对嵌入式软件中各个模块的实时运行状态的监控效率较低，获取嵌入式软件中异常模块的准确性较低。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种嵌入式软件运行状态监控方法，用以解决现有嵌入式软件中各个模块的实时运行状态的监控效率较低的问题。
一方面，本发明实施例提供了一种嵌入式软件实时运行状态监控方法，所述嵌入式软件包括功能模块以及设置有操作接口的统计模块，所述功能模块定义有运行状态信息，所述操作接口包括状态注册接口和操作子接口；所述监控方法包括：
当所述嵌入式软件启用时，所述功能模块调用所述状态注册接口，将所述功能模块的名称以及所述功能模块对应的运行状态信息注册至所述统计模块；
当所述功能模块运行过程中出现与其定义的运行状态信息相关的运行状态时，所述功能模块调用与该运行状态信息对应的操作子接口对注册至所述统计模块中的运行状态信息对应的运行状态数据进行实时更新；
所述统计模块接收监控设备发送的至少一条监控控制指令；
所述统计模块根据所述监控控制指令对当前运行状态数据进行处理，生成对应的监控控制响应消息并回复至所述监控设备，以使所述监控设备解析接收到的所述监控控制响应消息并显示。
进一步，所述监控控制指令包括模块指示信息和状态控制信息；所述统计模块根据所述监控控制指令对当前运行状态数据进行处理包括：
所述统计模块根据所述模块指示信息，获得指定监控的功能模块及其当前运行状态数据；
根据所述状态控制信息对所述指定监控的功能模块的当前运行状态数据进行相应的处理。
进一步，当所述状态控制信息为读取时，所述监控控制指令还包括输出格式信息；所述统计模块根据所述监控控制指令对当前运行状态数据进行处理还包括：
基于所述输出格式信息对所述指定监控的功能模块的当前运行状态数据的封装格式进行指定，获得指定封装格式；
所述统计模块根据所述指定封装格式对所述指定监控的功能模块的当前运行状态数据进行封装。
进一步，所述功能模块包括网口模块，通过所述网口模块定义所述运行状态信息；所述运行状态信息包括网口通信成功次数及其占用字节量、网口通信错误次数及其占用字节量；
当所述嵌入式软件启用时，所述功能模块调用所述状态注册接口，将所述功能模块的名称以及所述功能模块对应的运行状态信息注册至所述统计模块，包括：
所述网口模块调用所述状态注册接口，将所述网口模块、所述网口通信成功次数及其占用字节量以及所述网口通信错误次数及其占用字节量注册至所述统计模块。
进一步，所述操作子接口包括加1接口；
所述当所述功能模块运行过程中出现与其定义的运行状态信息相关的运行状态时，所述功能模块调用与该运行状态信息对应的操作子接口对注册至所述统计模块中的运行状态信息对应的运行状态数据进行实时更新，包括：
当所述网口模块在发送或接收数据成功时，所述网口模块调用所述加1接口，实时更新所述网口通信成功次数的运行状态数据；
当所述网口模块在发送或接收数据错误时，所述网口模块调用所述加1接口，实时更新所述网口通信错误次数的运行状态数据。
进一步，所述功能模块包括询问模块，通过所述询问模块定义所述运行状态信息；所述运行状态信息包括询问耗时及其占用字节量；
所述当所述嵌入式软件启用时，所述功能模块调用所述状态注册接口，将所述功能模块的名称以及所述功能模块对应的运行状态信息注册至所述统计模块，包括：
所述询问模块调用所述状态注册接口，将所述询问模块、所述询问耗时及其占用字节量注册至统计模块。
进一步，所述操作子接口包括固定值设置接口，所述监控方法还包括：
所述询问模块进一步调用所述固定值设置接口，将所述询问耗时对应的运行状态数据设置为预设值。
进一步，所述当所述功能模块运行过程中出现与其定义的运行状态信息相关的运行状态时，所述功能模块调用与该运行状态信息对应的操作子接口对注册至所述统计模块中的运行状态信息对应的运行状态数据进行实时更新，包括：
当所述询问模块完成一次询问时，调用所述固定值设置接口，实时更新所述询问耗时对应的运行状态数据。
进一步，所述统计模块中的运行状态信息对应的运行状态数据为即时数据。
进一步，所述监控控制响应消息包括所述监控控制指令是否成功执行的提示。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果：
本申请中的技术方案通过统计模块对各个功能模块的运行状态信息进行统一的管理，实现了运行状态数据的分散输入和集中管理，根据监控设备输入的监控控制指令对运行状态数据进行处理，实现了对运行状态数据的按需处理，减少了嵌入式软件中资源的占用，提高了嵌入式软件实时运行状态监控的效率。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本申请一个实施例嵌入式软件实时运行状态监控方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
本发明的一个具体实施例，公开了一种嵌入式软件实时运行状态监控方法，如图1所示。
该嵌入式软件包括功能模块以及设置有操作接口的统计模块，所述功能模块定义有运行状态信息，所述操作接口包括状态注册接口和操作子接口；所述监控方法包括：
步骤S10：当所述嵌入式软件启用时，所述功能模块调用所述状态注册接口，将所述功能模块的名称以及所述功能模块对应的运行状态信息注册至所述统计模块；
步骤S20：当所述功能模块运行过程中出现与其定义的运行状态信息相关的运行状态时，所述功能模块调用与该运行状态信息对应的操作子接口对注册至所述统计模块中的运行状态信息对应的运行状态数据进行实时更新；
步骤S30：所述统计模块接收监控设备发送的至少一条监控控制指令；
步骤S40：所述统计模块根据所述监控控制指令对当前运行状态数据进行处理，生成对应的监控控制响应消息并回复至所述监控设备，以使所述监控设备解析接收到的所述监控控制响应消息并显示。
与现有技术相比，本实施例提供的嵌入式软件运行状态监控方法，通过统计模块对各个功能模块的运行状态信息进行统一的管理，实现了运行状态数据的分散输入和集中管理，根据监控设备输入的监控控制指令对运行状态数据进行处理，实现了对运行状态数据的按需处理，减少了嵌入式软件中资源的占用，提高了嵌入式软件实时运行状态监控的效率。
在一个具体的实施例中，所述统计模块中的运行状态信息对应的运行状态数据为即时数据。将即时的运行状态信息反馈至统计模块，能够简化统计模块的结构设计，节省嵌入式软件有限的内存空间。
具体的，功能模块调用对应的操作子接口对注册至统计模块中的运行状态信息对应的运行状态数据进行实时更新的过程是指后一次的状态数据覆盖前一次的状态数据，统计模块中的运行状态信息对应的运行状态数据一直是当前的运行状态数据，不包括历史数据。
在一个具体的实施例中，当功能模块的数量为多个时，各个功能模块分别依次调用状态注册接口，将各自的名称以及各自对应的运行状态信息注册至统计模块；进一步的，步骤S10中的运行状态信息包括运行状态统计名称以及占用字节量，该运行状态统计名称是一个有意义的字符串，占用字节量是该运行状态统计名称所代表的运行状态的最大数值需要的字节数，统计模块中的运行状态信息对应的运行状态数据值增加到最大值后保持不变，直到下电或者接收到重置指令，其中，最大值与该运行状态信息中的占用字节量决定。
进一步的，统计模块的操作子接口包括加1接口、固定值设置接口、增加指定数值接口；当然，操作子接口根据实际项目情况还可以包括其他的接口种类以及数量。
可选的，功能模块包括网口模块，通过网口模块定义运行状态信息；运行状态信息包括网口通信成功次数及其占用字节量、网口通信错误次数及其占用字节量；步骤S10包括：所述网口模块调用所述状态注册接口，将所述网口模块、所述网口通信成功次数及其占用字节量以及所述网口通信错误次数及其占用字节量注册至所述统计模块。具体的，网口模块是嵌入式设备与外部进行数据通信的一个功能模块。
可选的，功能模块包括询问模块，通过询问模块定义运行状态信息；运行状态信息包括询问耗时及其占用字节量；步骤S10包括：所述询问模块调用所述状态注册接口，将所述询问模块、所述询问耗时及其占用字节量注册至统计模块；进一步的，所述监控方法还包括：所述询问模块进一步调用所述固定值设置接口，将所述询问耗时对应的运行状态数据设置为预设值。可选的，该预设值可以为1秒，预设值的选取可以根据实际情况确定，本申请对此不作限定。具体的，询问模块是嵌入式设备利用天线向外发送射频信号的一个功能模块。
嵌入式软件的具体的模块组成根据实际项目需求确定，当具体模块组成变化时，采用其他能够定义运行状态信息的模块也可以完成本申请方案的实施。
在一个具体的实施例中，步骤S20包括：当功能模块以及其对应的运行状态信息已经注册到统计模块后，在后续功能模块运行过程中，当出现与该功能模块定义的运行状态信息相关的运行状态时，该功能模块便调用与该运行状态信息对应的操作子接口对注册至统计模块中的运行状态信息对应的运行状态数据进行实时更新。
可选的，结合上述步骤S10部分对于功能模块为网口模块的相关描述，当功能模块为网口模块时，步骤S20包括：当网口模块在发送或接收数据成功时，网口模块调用加1接口，实时更新网口通信成功次数的运行状态数据；当网口模块在发送或接收数据错误时，网口模块调用所述加1接口，实时更新所述网口通信错误次数的运行状态数据。
可选的，结合上述步骤S10部分对于功能模块为询问模块的相关描述，当功能模块为询问模块时，步骤S20包括：当所述询问模块完成一次询问时，调用所述固定值设置接口，实时更新所述询问耗时对应的运行状态数据。具体的，当询问模块完成一次询问时，调用固定值设置接口，实时更新询问耗时对应的运行状态数据是指完成此次询问所需的询问耗时覆盖上次的询问耗时。
在一个具体的实施例中，步骤S30中统计模块接收监控设备发送的至少一条监控控制指令，包括：
步骤S31：监控设备发送至少一条监控控制指令；
步骤S32：统计模块接收至少一条监控控制指令。
具体的，监控设备可以指传统意义上带有显示器的计算机，如PC和笔记本，带有显示屏的智能终端也属于监控设备的范畴。嵌入式软件与监控设备之间的通信可以借助任何支持双向通信的手段进行数据传输，如串口、有线网口、蓝牙、WiFi等，本申请对嵌入式软件与监控设备之间的通信不作限制。可选的，嵌入式软件与监控设备之间通过串口进行数据传输，当运行状态的数据量较大时，监控设备发送的至少一条监控控制指令的发送频率要和串口的通信速度相匹配，避免通信带宽不足。
可选的，监控设备以固定频率向统计模块发送监控控制指令；例如：每1秒向统计模块发送监控控制指令。
优选的，该监控控制指令包括模块指示信息和状态控制信息。
具体的，嵌入式软件一般由多个功能模块组成，因此监控控制指令需要包含模块指示信息，用于指示所要监控的功能模块。模块指示信息可以是固定长度的字符串或指定的固定数据，通常指定NULL字符串和数字0代表全部模块；请参见如下示例：
以模块指示信息为3字节固定长度的字符串为例：“0\0\0”表示全部模块，“COM”表示串口模块，“FLS”表示Flash模块；
以模块指示信息为1字节数值为例：0表示全部模块，1表示串口模块，2表示Flash模块。
状态控制信息可以为任何逻辑上对当前运行状态数据进行运算的动作，例如：读取、重置清零、暂停更新，请参见下述示例：
0x00表示读取当前时刻的运行状态数据，0x01表示重置清零当前时刻的运行状态数据，0x02表示暂停更新当前时刻的运行状态数据。
进一步的，当状态控制信息为读取时，该监控控制指令还可以包括输出格式信息，输出格式信息用于指定运行状态数据的封装格式，可以为任何逻辑上可标识格式的信息；输出格式信息可以为自定义的二进制帧格式，也可以是字符串格式，如JSON字符串格式。
在一个具体的实施例中，监控控制指令包括模块指示信息和状态控制信息；步骤S40包括：所述统计模块根据所述模块指示信息，获得指定监控的功能模块及其当前运行状态数据；根据所述状态控制信息对所述指定监控的功能模块的当前运行状态数据进行相应的处理。
具体的，根据所述状态控制信息对所述指定监控的功能模块的当前运行状态数据进行相应的处理包括：对当前运行状态数据的读取、重置清零、暂停更新。
进一步的，在所述状态控制信息为读取时，基于所述输出格式信息对所述指定监控的功能模块的当前运行状态数据的封装格式进行指定，获得指定封装格式；所述统计模块根据所述指定封装格式对所述指定监控的功能模块的当前运行状态数据进行封装。
在一个具体的实施例中，步骤S40中的监控控制响应消息包括监控控制指令是否成功执行的提示。
在一个具体的实施例中，当所述监控控制指令为{“0\0\0”，“读取”，“JSON”}时，其中，0\0\0表示全部功能模块；所述统计模块根据所述监控控制指令对当前运行状态数据进行处理，生成对应的监控控制响应消息并回复至所述监控设备，包括：所述统计模块将将全部功能模块的当前的运行状态数据按照JSON格式封装，生成监控控制响应消息回复至所述监控设备。
举一个综合示例对上述过程加以说明：
功能模块为网口模块(NET模块)，串口模块的运行状态信息包括网口通信成功次数(NET_OK)及其占用字节量(8个字节)、网口通信错误次数(NET_ERR)及其占用字节量(2个字节)；统计模块的操作接口包括状态注册接口以及加1接口。
当嵌入式软件启用时，网口模块调用状态注册接口，将网口模块这一名称、网口模块对应的网口通信成功次数(NET_OK)以及网口通信错误次数(NET_ERR)注册至统计模块。
当网口模块在发送或接收数据成功时，网口模块调用加1接口，实时更新NET_OK的数值；当网口模块在发送或者接受数据错误时，网口模块调用加1接口，实时更新NET_ERR的数值；进一步的，如果网口通信错误次数超过2个字节的最大值，即0xFFFF，则需要保持不变，而不会循环计数，这样方便用户在第一次读取数据时发现异常。
监控设备发送监控控制指令{“NET”，“读取”，“JSON”}；
统计模块接收到监控控制指令后立即将当前NET模块的运行状态数据按照JSON格式进行封装，得到监控控制响应消息{“NET”，“成功”，“NET_OK：20000，NET_ERR：10000”，“JSON”}回复至监控设备，监控设备接收、保存并且解析监控控制响应消息，并在监控设备的显示器上显示解析结果，例如更新至显示器的NET_OK点线图和NET_ERR的点线图上，完成一次监控过程。
进一步的，如果用户在点线图上发现网口通信错误次数太多，可能存在异常，则可以进一步确认，监控设备发送监控控制指令{“NET”，“重置”}，统计模块收到上述监控控制指令后立即将统计模块中注册的NET模块对应的运行状态信息对应的运行状态数据清零，并回复{“成功”}至监控设备，在监控设备上设置自动1秒发送监控控制指令{“NET”，“读取”，“JSON”}，进一步确认网口模块是否存在异常情况。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种嵌入式软件实时运行状态监控方法，其特征在于，所述嵌入式软件包括功能模块以及设置有操作接口的统计模块，所述功能模块定义有运行状态信息，所述操作接口包括状态注册接口和操作子接口；所述监控方法包括：
当所述嵌入式软件启用时，所述功能模块调用所述状态注册接口，将所述功能模块的名称以及所述功能模块对应的运行状态信息注册至所述统计模块；
当所述功能模块运行过程中出现与其定义的运行状态信息相关的运行状态时，所述功能模块调用与该运行状态信息对应的操作子接口对注册至所述统计模块中的运行状态信息对应的运行状态数据进行实时更新；
所述统计模块接收监控设备发送的至少一条监控控制指令；
所述统计模块根据所述监控控制指令对当前运行状态数据进行处理，生成对应的监控控制响应消息并回复至所述监控设备，以使所述监控设备解析接收到的所述监控控制响应消息并显示。
2.根据权利要求1所述的监控方法，其特征在于，所述监控控制指令包括模块指示信息和状态控制信息；所述统计模块根据所述监控控制指令对当前运行状态数据进行处理包括：
所述统计模块根据所述模块指示信息，获得指定监控的功能模块及其当前运行状态数据；
根据所述状态控制信息对所述指定监控的功能模块的当前运行状态数据进行相应的处理。
3.根据权利要求2所述的监控方法，其特征在于，当所述状态控制信息为读取时，所述监控控制指令还包括输出格式信息；所述统计模块根据所述监控控制指令对当前运行状态数据进行处理还包括：
基于所述输出格式信息对所述指定监控的功能模块的当前运行状态数据的封装格式进行指定，获得指定封装格式；
所述统计模块根据所述指定封装格式对所述指定监控的功能模块的当前运行状态数据进行封装。
4.根据权利要求1至3任一项所述的监控方法，其特征在于，所述功能模块包括网口模块，通过所述网口模块定义所述运行状态信息；所述运行状态信息包括网口通信成功次数及其占用字节量、网口通信错误次数及其占用字节量；
当所述嵌入式软件启用时，所述功能模块调用所述状态注册接口，将所述功能模块的名称以及所述功能模块对应的运行状态信息注册至所述统计模块，包括：
所述网口模块调用所述状态注册接口，将所述网口模块、所述网口通信成功次数及其占用字节量以及所述网口通信错误次数及其占用字节量注册至所述统计模块。
5.根据权利要求4所述的监控方法，其特征在于，所述操作子接口包括加1接口；
所述当所述功能模块运行过程中出现与其定义的运行状态信息相关的运行状态时，所述功能模块调用与该运行状态信息对应的操作子接口对注册至所述统计模块中的运行状态信息对应的运行状态数据进行实时更新，包括：
当所述网口模块在发送或接收数据成功时，所述网口模块调用所述加1接口，实时更新所述网口通信成功次数的运行状态数据；
当所述网口模块在发送或接收数据错误时，所述网口模块调用所述加1接口，实时更新所述网口通信错误次数的运行状态数据。
6.根据权利要求1至3任一项所述的监控方法，其特征在于，所述功能模块包括询问模块，通过所述询问模块定义所述运行状态信息；所述运行状态信息包括询问耗时及其占用字节量；
所述当所述嵌入式软件启用时，所述功能模块调用所述状态注册接口，将所述功能模块的名称以及所述功能模块对应的运行状态信息注册至所述统计模块，包括：
所述询问模块调用所述状态注册接口，将所述询问模块、所述询问耗时及其占用字节量注册至统计模块。
7.根据权利要求6所述的监控方法，其特征在于，所述操作子接口包括固定值设置接口，所述监控方法还包括：
所述询问模块进一步调用所述固定值设置接口，将所述询问耗时对应的运行状态数据设置为预设值。
8.根据权利要求7所述的监控方法，其特征在于，所述当所述功能模块运行过程中出现与其定义的运行状态信息相关的运行状态时，所述功能模块调用与该运行状态信息对应的操作子接口对注册至所述统计模块中的运行状态信息对应的运行状态数据进行实时更新，包括：
当所述询问模块完成一次询问时，调用所述固定值设置接口，实时更新所述询问耗时对应的运行状态数据。
9.根据权利要求1所述的监控方法，其特征在于，所述统计模块中的运行状态信息对应的运行状态数据为即时数据。
10.根据权利要求1所述的监控方法，其特征在于，所述监控控制响应消息包括所述监控控制指令是否成功执行的提示。
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