CN113038609A - 一种基于通信需求的带宽资源分配方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于通信需求的带宽资源分配方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：获取挂接于高速工业控制总线上的至少一个节点设备的至少一个通信申请；所述通信申请包括业务类型、实时性要求以及所需带宽大小；根据预设排序规则，将所述节点设备的各个所述通信申请进行优先级排序；根据优先级排序结果，向各所述节点设备分配与通信申请匹配的带宽资源。本发明实施例提供的技术方案，根据业务类型、实时性要求以及所需带宽大小对各通信申请进行优先级排序，并依次向各通信申请分配带宽资源，实现了带宽资源的动态分配，充分利用高速工业控制总线的带宽资源，尤其是当通信申请过多时，保证了重要数据的优先发送，提高了响应速度。

Description

一种基于通信需求的带宽资源分配方法、装置及设备

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于通信需求的带宽资源分配方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着计算机技术和通信技术的不断进步，总线技术也得到了迅速发展，工业总线逐渐成为工业生产中不可缺少的组成部分。

高速工业控制总线，即应用于工业生产领域的控制总线，是在模块之间或者设备之间传送信息、相互通信的一组公用信号线的集合，将发送设备发送的信息准确地传送给某个接收设备的信号载体。现有的高速工业控制总线网络中，包括一个用于网络管理的控制节点(即控制终端)，以及用于信息交换的一个或多个用户节点(即用户终端)，并以此来完成信息传递。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：现有的高速工业控制总线通信方式中，带宽资源利用率低，常常造成带宽资源的闲置，导致资源浪费；而当通信任务过多，导致通信任务堆积时，常常造成信息发送的延迟，甚至出现信息丢失现象，极大地影响了用户节点间的数据传输。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于通信需求的带宽资源分配方法、装置、设备及存储介质，以实现对节点设备的各通信申请所需带宽的动态分配，合理利用高速工业控制总线的带宽资源。

第一方面，本发明实施例提供了基于通信需求的带宽资源分配方法，包括：

获取挂接于高速工业控制总线上的至少一个节点设备的至少一个通信申请；其中，所述通信申请包括业务类型、实时性要求以及所需带宽大小；

根据预设排序规则，将所述节点设备的各个所述通信申请进行优先级排序；

根据优先级排序结果，向各所述节点设备分配与通信申请匹配的带宽资源。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于通信需求的带宽资源分配装置，包括：

通信申请获取模块，用于获取挂接于高速工业控制总线上的至少一个节点设备的至少一个通信申请；其中，所述通信申请包括业务类型、实时性要求以及所需带宽大小；

优先级排序模块，用于根据预设排序规则，将所述节点设备的各个所述通信申请进行优先级排序；

资源分配模块，用于根据优先级排序结果，向各所述节点设备分配与通信申请匹配的带宽资源。

第三方面，本发明实施例还提供了一种设备，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明任意实施例所述的基于通信需求的带宽资源分配方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所述的基于通信需求的带宽资源分配方法。

本发明实施例提供的技术方案，在获取到节点设备的通信申请后，根据通信申请的业务类型、实时性要求以及所需带宽大小获取各通信申请的优先级，并进行优先级排序，通过排序的结果，依次向节点设备中的各通信申请分配带宽资源，实现了对节点设备的各通信申请所需带宽的动态分配，充分利用高速工业控制总线的带宽资源，尤其是当通信申请过多时，保证了重要数据，即优先级较高的通信申请的优先发送，避免了通信申请的堆积，提高了高速工业控制总线的响应速度。

附图说明

图1A是本发明实施例一提供的一种基于通信需求的带宽资源分配方法的流程图；

图1B是本发明实施例一提供的一种基于通信需求的带宽资源分配方法中一帧的结构图；

图2A是本发明实施例二提供的一种基于通信需求的带宽资源分配方法的流程图；

图2B是本发明实施例二提供的一种基于通信需求的带宽资源分配方法中一帧的结构图；

图2C是本发明具体应用场景一提供的一种基于通信需求的带宽资源分配方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种基于通信需求的带宽资源分配装置的结构框图；

图4是本发明实施例四提供的一种设备的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1A为本发明实施例一提供的一种基于通信需求的带宽资源分配方法的流程图，本实施例可适用于为高速工业控制总线上节点设备的各通信申请分配带宽资源的情况，该方法可以由本发明实施例中的基于通信需求的带宽资源分配装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件实现，并一般可以集成在高速工业控制总线的控制设备上，该方法具体包括如下步骤：

S110、获取挂接于高速工业控制总线上的至少一个节点设备的至少一个通信申请；其中，所述通信申请包括业务类型、实时性要求以及所需带宽大小。

本发明实施例的技术方案主要应用在高速工业控制总线的场景下。在该场景中，主要实现为挂接于该高速工业控制总线上的至少一个节点设备的通信申请分配带宽资源。其中，用于向节点设备分配带宽资源的控制设备可以为一个独立的设备，也可以为节点设备中的一个，也即挂接于高速工业控制总线上的一台设备，可以既是控制设备又是节点设备，本实施例对此并不进行限制。

节点设备，也即申请带宽资源的节点设备；高速工业控制总线上挂接了至少一个节点设备，而每个节点设备中包括了至少一个通信申请，每个通信申请按照各自需求，申请一定数量的带宽资源，以进行数据传输。

业务类型是按照所要实现的具体功能对通信申请进行的分类，不同的业务类型对应不同的优先级；例如，业务类型可以包括监测业务、备份业务和报警业务，一般来说，报警业务的优先级最高，一旦发生报警表示出现了某种故障，需要尽快处理；而备份业务作为常规的数据存储方式，可以将优先级定义为最低。

实时性要求表示了通信申请所要求的响应速度，实时性要求越高，通信申请所要求的响应速度越快；例如，对于日常任务的监测，一般为常规性监测，对响应速度没有具体要求，实时性要求较低；而对于危险任务的监测，一旦出现故障可能出现重大事故，因此，要求通信申请要有极快的响应速度，实时性要求极高。特别的，实时性要求与业务类型不存在必然的关系，不同的业务类型可能实时性要求相同；相同的业务类型可能实时性要求不同。

所需带宽大小表示了通信申请所包含的数据量的大小；通信申请所包含的数据量较大，则需要较大的带宽；通信申请所包含的数据量较小，则需要较小的带宽。例如，上述对于日常任务的监测，由于监测范围较广，可能包含较大的数据量，因此需要较大的带宽才能满足通信申请的需求；上述对于危险任务的监测，由于监测范围较窄，可能包含较小的数据量，因此需要较小的带宽即可满足通信申请的需求。所需带宽大小通过通信申请需要的时隙(Timeslot，简称Ts)数量表示；其中，时隙是高速工业控制总线中最小的时间片(timeslice)单位。而帧(Frame)同样也是高速工业控制总线中数据传输的单位，一帧包括一定数量的时隙，可以根据需要设定，在本发明实施例中，可选的，一帧包括64个时隙。

S120、根据预设排序规则，将所述节点设备的各个所述通信申请进行优先级排序。

可选的，在本发明实施例中，所述根据预设排序规则，将所述节点设备的各个所述通信申请进行优先级排序，包括：根据业务类型的优先级将各个所述通信申请进行排序；若存在多个业务类型的优先级相同的第一通信申请，则将多个所述第一通信申请按照实时性要求的优先级进行排序；若在所述第一通信申请中存在多个实时性要求的优先级相同的第二通信申请，则将多个所述第二通信申请按照所需带宽大小进行排序。具体的，首先将业务类型看作第一重要因素，业务类型越重要，则业务类型的优先级越高，该通信申请的排序越靠前；若存在多个通信申请的业务类型的优先级相同，也即存在多个第一通信申请，则将实时性要求看作第二重要因素，根据第二重要因素对上述第一通信申请进行排序，实时性要求越高，则实时性要求的优先级也就越高，该第一通信申请在上述多个第一通信申请中的排序越靠前；若在第一通信申请中存在多个实时性要求的优先级相同的通信申请，也即存在多个第二通信申请，则将所需带宽大小看作第三重要因素，根据第三重要因素对上述第二通信申请进行排序，特别的，所需带宽越大，则需要占用的带宽资源越多，所需带宽越小，则需要占用的带宽资源越少，因此，所需带宽的大小与所需带宽大小的优先级是负相关关系，所需带宽越大，则所需带宽大小的优先级越低，所需带宽越小，则所需带宽大小的优先级越高，也即优先分配给占用带宽资源较少的通信申请。

如表1所示，获取到一个节点设备的5个通信申请，首先根据业务类型进行排序，其中，0x21的优先级高于0x31，0x31的优先级高于0x41；当业务类型相同均为0x31时，根据实时性要求进行排序，实时性要求越高，实时性要求的优先级越高，因此实时性要求为3的通信申请，优先级高于实时性要求为2的通信申请；而当实时性要求相同均为2时，根据所需带宽大小进行排序，由于所需带宽大小与所需带宽大小的优先级成负相关关系，所需带宽越大，则所需带宽大小的优先级越低，因此，所需带宽大小为3Ts的通信申请比所需带宽大小为4Ts的通信申请的优先级高。

表1

排序	业务类型	实时性要求	所需带宽大小
				1	0x21	2	5
2	0x31	3	5
				3	0x31	2	3
4	0x31	2	4
				5	0x41	3	6

可选的，在本发明实施例中，所述根据预设排序规则，将所述节点设备的各个所述通信申请进行优先级排序，包括：将业务类型的优先级、实时性要求的优先级以及所需带宽大小的优先级分别与对应的权重进行乘积运算，并将各乘积运算的结果进行求和运算；根据求和运算结果，将所述节点设备的各个所述通信申请进行优先级排序。具体的，业务类型、实时性要求以及所需带宽大小分别预设对应的权重，可以预设为相同的权重，也可以根据重要性的不同预设为不同的权重，例如，为业务类型预设较高的权重，为实时性要求预设一般的权重，为所需带宽大小预设较低的权重。不同业务类型的优先级以及不同实时性要求的优先级均分别预设有对应的数值，业务类型的优先级越高，则对应的数值越高；实时性要求的优先级越高，对应的数值也越高。特别的，所需带宽的大小与所需带宽大小的优先级是负相关关系，因此可以将所需带宽大小的倒数值作为所需带宽大小的优先级，例如，所需带宽为5个Ts，则所需带宽大小的优先级为1/5＝0.2；所需带宽为6个Ts，则所需带宽大小的优先级为1/6＝0.17(保留两位小数)。

如表2所示，获取到一个节点设备的5个通信申请，其中，业务类型、实时性要求以及所需带宽大小预设的权重分别为0.5、0.3和0.2；而业务类型0x21、0x31和0x41的优先级分别为5、3和1，排序为1的通信申请求和结果为5×0.5+2×0.3+0.2×0.2＝3.14；排序为2的通信申请的求和结果为3×0.5+3×0.3+0.2×0.2＝2.44；排序为3的通信申请的求和结果为3×0.5+2×0.3+0.33×0.2＝2.166；排序为4的通信申请的求和结果为3×0.5+2×0.3+0.25×0.2＝2.15；排序为5的通信申请的求和结果为1×0.5+3×0.3+0.17×0.2＝1.434。

表2

排序	业务类型	实时性要求	所需带宽大小
				1	0x21	2	5
2	0x31	3	5
				3	0x31	2	3
4	0x31	2	4
				5	0x41	3	6

S130、根据优先级排序结果，向各所述节点设备分配与通信申请匹配的带宽资源。

具体的，根据通信周期内的一帧中包括的预留带宽，获取所述一帧中可分配带宽的起始位置和大小；根据优先级排序结果，以所述可分配带宽的起始位置作为带宽资源分配起点，向各所述节点设备分配与通信申请匹配的带宽资源。预留带宽是预先分配的固定不变的带宽，为特定的数据传输而预留的，例如，重要数据的传输或者特定数据的更新；一帧为一个通信周期，每一帧中都保留一定数量的时隙作为预留带宽，例如，如图1B所示，上述技术方案中一帧可以包括64个时隙，可以将其中的20个时隙作为预留带宽，其余的44个时隙作为可分配带宽，也即可以用于动态分配的带宽资源，而可分配带宽的起始位置就是从第21个预留带宽起始。根据优先级排序的结果，从可分配带宽的起始位置开始，根据优先级从高到低的顺序，依次向节点设备中的各个通信申请分配与其通信申请所需带宽大小匹配的带宽资源。

可选的，在本发明实施例中，在根据优先级排序结果，以所述可分配带宽的起始位置作为带宽资源分配起点，向各所述节点设备分配与通信申请匹配的带宽资源之后，还包括：如果确定当前待处理的通信申请所需带宽资源大于所述可分配带宽中当前剩余带宽，则遍历所述当前待处理的通信申请之后的全部通信申请，若存在所需带宽资源小于等于当前剩余带宽的通信申请，则向该通信申请分配所需带宽资源，并将该通信申请从申请列表中删除；若不存在所需带宽资源小于等于当前剩余带宽的通信申请，则不再分配带宽资源。例如，当前剩余带宽为4Ts，而当前待处理的通信申请A所需带宽资源为5Ts，此时遍历通信申请A之后的通信申请，发现存在通信申请B所需带宽资源为1Ts，此时向通信申请B分配1Ts的带宽资源后，当前剩余带宽为3Ts，继续遍历通信申请B之后的通信申请，直到遍历全部通信申请或者剩余带宽被完全分配为止。而如果确定当前待处理的通信申请所需带宽资源小于等于所述可分配带宽中当前剩余带宽，则为所述当前待处理的通信申请分配所需带宽资源，并将所述当前待处理的通信申请从申请列表中删除。

本发明实施例提供的技术方案，在获取到节点设备的通信申请后，根据通信申请的业务类型、实时性要求以及所需带宽大小获取各通信申请的优先级，并进行优先级排序，通过排序的结果，依次向节点设备中的各通信申请分配带宽资源，实现了对节点设备的各通信申请所需带宽的动态分配，充分利用高速工业控制总线的带宽资源，尤其是当通信申请过多时，保证了重要数据，即优先级较高的通信申请的优先发送，避免了通信申请的堆积，提高了高速工业控制总线的响应速度。

实施例二

图2A为本发明实施例二中的一种基于通信需求的带宽资源分配方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行具体化，在本实施例中，不同的分配周期，采用不同的带宽资源分配方式。相应的，本实施例的方法具体包括如下步骤：

S210、获取挂接于高速工业控制总线上的至少一个节点设备的至少一个通信申请，执行S220；其中，所述通信申请包括业务类型、实时性要求以及所需带宽大小。

S220、根据预设排序规则，将所述节点设备的各个所述通信申请进行优先级排序，执行S230。

S230、根据通信周期内的一帧中包括的预留带宽，获取所述一帧中可分配带宽的起始位置和大小，执行S240。

S240、根据优先级排序结果，以所述可分配带宽的起始位置作为带宽资源分配起点，向各所述节点设备分配与通信申请匹配的带宽资源，执行S250。

S250、如果确定当前待处理的通信申请所需带宽资源大于所述可分配带宽中当前剩余带宽，则判断通信申请的分配周期是否大于一帧；若是，执行S260；若否，执行S280。

当处理到某一个通信申请时，如果一帧中可分配带宽中剩余带宽不能满足该通信申请所需带宽大小时，例如，如图2B所示，上述实施例中，一帧中包括了20个时隙作为预留带宽，可分配带宽数量则为44个时隙，从可分配带宽的分配起点向各通信申请分配带宽资源，当处理到某一个通信申请时，该帧中可分配带宽的剩余带宽为3个时隙，但当前待处理的通信申请所需带宽资源为5个时隙，大于当前剩余带宽，则判断通信申请的分配周期是否大于一帧。分配周期，表示动态带宽分配的时限，可以根据需要预设为整数帧，例如，可以将分配周期设定为一帧，也可以将分配周期设定为多帧。特别的，各节点设备的各通信周期均对应同一个分配周期。

可选的，在本发明实施例中，所述分配周期根据所述节点设备的通信申请动态调整。例如，有超过第一预设数量的节点设备，其通信申请的数量均超过了第二预设数量，表明当前时刻很多节点设备的通信申请数量都很多，需要发送的数据量可能较大，此时可以分配一个较大的分配周期，以使尽可能多的满足各节点设备的通信申请所需的带宽大小；而当需要发送的数据量较小时，可以预设较小的分配周期，以提高带宽资源的分配效率。

可选的，如果当前待处理的通信申请所需带宽资源大于所述可分配带宽中当前剩余带宽，但优先级位于当前待处理的通信申请之后的其它通信申请所需带宽大小小于等于可分配带宽中当前剩余带宽，则将该剩余带宽分配给所述其它通信申请，以避免带宽资源浪费。例如，上述技术方案中，该帧中可分配带宽的剩余带宽为3个时隙，但当前待处理的通信申请所需带宽资源为5个时隙，大于当前剩余带宽，可查找优先级位于当前待处理的通信申请之后的通信申请，是否存在所需带宽要求小于等于3个时隙的通信申请；若存在，则向位于当前待处理的通信申请之后，并满足上述带宽要求，且优先级最高的通信申请分配当前剩余带宽。

S260、获取所述当前待处理通信申请以及优先级排序结果位于所述当前待处理通信申请之后的全部通信申请作为剩余通信申请，执行S270。

如果判断通信申请的分配周期大于一帧，例如，分配周期为3帧，则将当前待处理通信申请以及优先级排序结果位于当前待处理通信申请之后的全部通信申请作为剩余通信申请。

S270、在新的通信周期内，继续为与所述剩余通信申请对应的节点设备分配与所述剩余通信申请匹配的带宽资源。

在新的通信周期内，也即在下一帧内，继续为与剩余通信申请分配带宽资源。

可选的，若分配周期内的可分配带宽资源全部分配完成后，仍然存在未分配带宽资源的剩余通信申请，例如，上述分配周期为3帧，3帧中的可分配带宽资源全部分配完成后，仍然存在未分配带宽资源的剩余通信申请，则丢弃所述未分配带宽资源的剩余通信申请不再进行处理。

特别的，当前分配周期内收到的新的通信申请，在下一个分配周期对该通信申请进行处理。

S280、丢弃所述当前待处理通信申请以及优先级排序结果位于所述当前待处理通信申请之后的全部通信申请不再进行处理。

本发明实施例提供的技术方案，当通信周期内的可分配带宽资源无法满足通信申请的需求时，根据预设的分配周期，继续向各待处理的通信申请分配带宽资源或者丢弃各待处理的通信申请，实现了不同的分配周期下，不同的带宽资源分配方式，合理的分配了高速工业控制总线的通信资源，同时，分配周期可以根据各节点设备的通信申请数量动态调整，当需要发送的数据量较大时，预设较大的分配周期，尽可能多的满足各节点设备的通信申请所需的带宽大小，当需要发送的数据量较小时，预设较小的分配周期，以提高带宽资源的分配效率。

具体应用场景一

图2C所示，本发明具体应用场景一是在上述实施例的基础上提供了一种基于通信需求的带宽资源分配方法的流程图；在该应用场景中，获取节电设备的多个通信申请后，直接在一帧中进行带宽资源分配，并根据是否分配成功以及分配周期来判断是否需要在多帧中进行带宽资源分配；具体的，该方法包括：

S310、获取节点设备的多个通信申请，执行S320。

S320、向各通信申请分配带宽，执行S330。

S330、判断宽带资源分配是否成功；若是，执行S340；若否，执行S350。

也即判断可分配带宽是否能够满足各通信申请的带宽需求。

S340、生成带宽分配结果，执行S370。

S350、判断分配周期是否大于一帧，其中，分配周期为整数帧；若是，执行S360；若否，执行S370。

S360、等待在下一帧中继续分配宽带资源，执行S320；

S370、结束

本发明具体应用场景提供的技术方案，用于为节点设备的各通信申请分配带宽资源，若一帧中可分配带宽资源可以满足各通信申请的带宽需求，则直接生成带宽分配结果；若一帧中可分配带宽资源不能满足各通信申请的带宽需求，则根据分配周期的不同，实现不同的带宽资源分配方式，合理的分配了高速工业控制总线的通信资源，提高了带宽资源的利用效率。

实施例三

图3是本发明实施例二所提供的一种基于通信需求的带宽资源分配装置的结构框图，该装置具体包括：通信申请获取模块310、优先级排序模块320和带资源分配模块330。

通信申请获取模块310，用于获取挂接于高速工业控制总线上的至少一个节点设备的至少一个通信申请；其中，所述通信申请包括业务类型、实时性要求以及所需带宽大小；

优先级排序模块320，用于根据预设排序规则，将所述节点设备的各个所述通信申请进行优先级排序；

资源分配模块330，用于根据优先级排序结果，向各所述节点设备分配与通信申请匹配的带宽资源。

本发明实施例提供的技术方案，在获取到节点设备的通信申请后，根据通信申请的业务类型、实时性要求以及所需带宽大小获取各通信申请的优先级，并进行优先级排序，通过排序的结果，依次向节点设备中的各通信申请分配带宽资源，实现了对节点设备的各通信申请所需带宽的动态分配，充分利用高速工业控制总线的带宽资源，尤其是当通信申请过多时，保证了重要数据，即优先级较高的通信申请的优先发送，避免了通信申请的堆积，提高了高速工业控制总线的响应速度。

可选的，在上述技术方案的基础上，优先级排序模块320，具体包括：

第一优先级排序单元，用于根据业务类型的优先级将各个所述通信申请进行排序；

第二优先级排序单元，用于若存在多个业务类型的优先级相同的第一通信申请，则将多个所述第一通信申请按照实时性要求的优先级进行排序；

第三优先级排序单元，用于若在所述第一通信申请中存在多个实时性要求的优先级相同的第二通信申请，则将多个所述第二通信申请按照所需带宽大小进行排序。

可选的，在上述技术方案的基础上，优先级排序模块320，具体还包括：

求和运算单元，用于将业务类型的优先级、实时性要求的优先级以及所需带宽大小的优先级分别与对应的权重进行乘积运算，并将各乘积运算的结果进行求和运算；

第四优先级排序单元，用于根据求和运算结果，将所述节点设备的各个所述通信申请进行优先级排序。

可选的，在上述技术方案的基础上，资源分配模块330，具体还包括：

起始位置获取单元，用于根据通信周期内的一帧中包括的预留带宽，获取所述一帧中可分配带宽的起始位置和大小；

资源分配单元，用于根据优先级排序结果，以所述可分配带宽的起始位置作为带宽资源分配起点，向各所述节点设备分配与通信申请匹配的带宽资源。

可选的，在上述技术方案的基础上，资源分配单元，具体包括：

分配周期判断子单元，用于如果确定当前待处理的通信申请所需带宽资源大于所述可分配带宽中当前剩余带宽，则判断通信申请的分配周期是否大于一帧；

剩余通信申请获取子单元，用于若通信申请的分配周期大于一帧，则获取所述当前待处理通信申请以及优先级排序结果位于所述当前待处理通信申请之后的全部通信申请作为剩余通信申请；

资源分配子单元，用于在新的通信周期内，继续为与所述剩余通信申请对应的节点设备分配与所述剩余通信申请匹配的带宽资源；

第一通信申请丢弃子单元，用于若通信申请的分配周期等于一帧，则丢弃所述当前待处理通信申请以及优先级排序结果位于所述当前待处理通信申请之后的全部通信申请，不再进行处理。

可选的，在上述技术方案的基础上，资源分配单元，具体还包括：

第二通信申请丢弃子单元，用于若分配周期内的可分配带宽资源全部分配完成后，仍然存在未分配带宽资源的剩余通信申请，则丢弃所述未分配带宽资源的剩余通信申请，不再进行处理。

可选的，在上述技术方案的基础上，所述分配周期根据所述节点设备的通信申请动态调整。

上述装置可执行本发明任意实施例所提供的基于通信需求的带宽资源分配方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例提供的方法。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图，如图4所示，该设备包括处理器40、存储器41、输入装置42和输出装置43；设备中处理器40的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器40为例；设备处理器40、存储器41、输入装置42和输出装置43可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

存储器41作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例三中的基于通信需求的带宽资源分配装置对应的模块(通信申请获取模块310、优先级排序模块320和带资源分配模块330)。处理器40通过运行存储在存储器41中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的基于通信需求的带宽资源分配方法。

存储器41可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器41可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器41可进一步包括相对于处理器40远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置42可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置43可包括显示屏等显示设备。

实施例五

本发明实施例五还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质在由计算机处理器执行时用于执行基于通信需求的带宽资源分配方法，该方法包括：

获取挂接于高速工业控制总线上的至少一个节点设备的至少一个通信申请；其中，所述通信申请包括业务类型、实时性要求以及所需带宽大小；

根据预设排序规则，将所述节点设备的各个所述通信申请进行优先级排序；

根据优先级排序结果，向各所述节点设备分配与通信申请匹配的带宽资源。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的基于通信需求的带宽资源分配方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的基于通信需求的带宽资源分配方法。

值得注意的是，上述基于通信需求的带宽资源分配装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于通信需求的带宽资源分配方法，其特征在于，包括：

获取挂接于高速工业控制总线上的至少一个节点设备的至少一个通信申请；其中，所述通信申请包括业务类型、实时性要求以及所需带宽大小；

根据预设排序规则，将所述节点设备的各个所述通信申请进行优先级排序；

根据优先级排序结果，向各所述节点设备分配与通信申请匹配的带宽资源。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设排序规则，将所述节点设备的各个所述通信申请进行优先级排序，包括：

根据业务类型的优先级将各个所述通信申请进行排序；

若存在多个业务类型的优先级相同的第一通信申请，则将多个所述第一通信申请按照实时性要求的优先级进行排序；

若在所述第一通信申请中存在多个实时性要求的优先级相同的第二通信申请，则将多个所述第二通信申请按照所需带宽大小进行排序。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设排序规则，将所述节点设备的各个所述通信申请进行优先级排序，包括：

将业务类型的优先级、实时性要求的优先级以及所需带宽大小的优先级分别与对应的权重进行乘积运算，并将各乘积运算的结果进行求和运算；

根据求和运算结果，将所述节点设备的各个所述通信申请进行优先级排序。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据优先级排序结果，向各所述节点设备分配与通信申请匹配的带宽资源，包括：

根据通信周期内的一帧中包括的预留带宽，获取所述一帧中可分配带宽的起始位置和大小；

根据优先级排序结果，以所述可分配带宽的起始位置作为带宽资源分配起点，向各所述节点设备分配与通信申请匹配的带宽资源。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在根据优先级排序结果，以所述可分配带宽的起始位置作为带宽资源分配起点，向各所述节点设备分配与通信申请匹配的带宽资源之后，还包括：

如果确定当前待处理的通信申请所需带宽资源大于所述可分配带宽中当前剩余带宽，则遍历所述当前待处理的通信申请之后的全部通信申请，若存在所需带宽资源小于等于当前剩余带宽的通信申请，则向该通信申请分配所需带宽资源，并将该通信申请从申请列表中删除；若不存在所需带宽资源小于等于当前剩余带宽的通信申请，则不再分配带宽资源。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在根据优先级排序结果，以所述可分配带宽的起始位置作为带宽资源分配起点，向各所述节点设备分配与通信申请匹配的带宽资源之后，还包括：

如果确定当前待处理的通信申请所需带宽资源小于等于所述可分配带宽中当前剩余带宽，则为所述当前待处理的通信申请分配所需带宽资源，并将所述当前待处理的通信申请从申请列表中删除。

7.一种基于通信需求的带宽资源分配装置，其特征在于，包括：

通信申请获取模块，用于获取挂接于高速工业控制总线上的至少一个节点设备的至少一个通信申请；其中，所述通信申请包括业务类型、实时性要求以及所需带宽大小；

优先级排序模块，用于根据预设排序规则，将所述节点设备的各个所述通信申请进行优先级排序；

资源分配模块，用于根据优先级排序结果，向各所述节点设备分配与通信申请匹配的带宽资源。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述优先级排序模块，具体包括：

第一优先级排序单元，用于根据业务类型的优先级将各个所述通信申请进行排序；

第二优先级排序单元，用于若存在多个业务类型的优先级相同的第一通信申请，则将多个所述第一通信申请按照实时性要求的优先级进行排序；

第三优先级排序单元，用于若在所述第一通信申请中存在多个实时性要求的优先级相同的第二通信申请，则将多个所述第二通信申请按照所需带宽大小进行排序。

9.一种设备，其特征在于，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一所述的基于通信需求的带宽资源分配方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的基于通信需求的带宽资源分配方法。

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