CN113179227A - 基于队列的at指令控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于队列的AT指令控制方法，属于通信技术领域。本发明针对北斗定位数据上报设备中，通信模块面对MCU的多任务需求，会产生数据冲突，执行任务出错的问题。包括：在微控制单元中，对所述线程中每条AT指令配置优先级和命令执行模式，所述命令执行模式包括同步模式或异步模式；对于异步模式的AT指令，配置命令执行结束后的返回函数指针；然后，通过接口函数将配置后的AT指令添加到先入先出队列中；对于先入先出队列中的AT指令，按优先级顺序与通信模块进行交互。本发明可避免与通信模块通信中的多任务数据冲突。

Description

基于队列的AT指令控制方法
技术领域
本发明涉及基于队列的AT指令控制方法，属于通信技术领域。
背景技术
在设计北斗定位数据上报设备时，一般设计为一片微控制单元(MCU)配备一个通信模块(4G moderm)实现远程通信。MCU与通信模块之间一般采用AT指令进行交互，AT指令为一应一答机制，即通常情况下MCU每发送一条AT命令给通信模块，都会收到通信模块对该命令的执行结果，但由于通信模块处理AT命令需要时间，因此一般不会立即返回处理结果。另外通信模块还会主动发出URC(主动上报报文)命令，在外界状态变化时主动向MCU上报模块状态。
北斗定位数据上报设备有时需同时与远程服务器建立多个通信连接或者与多个服务器建立连接，例如建立坐标系上报给服务器的通信连接，同时建立差分数据接收服务器的定位误差修正数据，同时可能还需要接收服务器传送的入网状态或者信号强度的命令等。这种情况下，MCU一般设计为多任务方式，使每个任务执行不同的功能。此时多任务对同一个通信模块进行操作就会产生数据冲突，导致通信模块执行任务出错。
发明内容
针对北斗定位数据上报设备中，通信模块面对MCU的多任务需求，会产生数据冲突，执行任务出错的问题，本发明提供一种基于队列的AT指令控制方法。
本发明的一种基于队列的AT指令控制方法，采用微控制单元对与通信模块进行交互的线程中AT指令进行控制，包括，
在微控制单元中，对所述线程中每条AT指令配置优先级和命令执行模式，所述命令执行模式包括同步模式或异步模式；对于配置为异步模式的AT指令，还配置命令执行结束后的返回函数指针；
然后，通过接口函数将配置后的AT指令添加到先入先出队列中；对于先入先出队列中的AT指令，按优先级顺序与通信模块进行交互；
对于配置为同步模式的AT指令，在默认情况下，接口函数每添加一条当前AT指令到先入先出队列后，阻塞当前线程；微控制单元在将当前AT指令发送给通信模块，并接收到命令执行完毕标志后，将当前AT指令对应的返回参数传送给对应线程；接口函数同时解除对当前线程的阻塞，并提供对当前AT指令的执行结果；
对于配置为异步模式的AT指令，接口函数将一个线程中的所有AT指令顺次添加到先入先出队列中；微控制单元依次将所有AT指令发送给通信模块，在接收到命令执行完毕标志后，通过返回函数指针调用预先定义的回调函数，回调函数将每条AT指令的返回参数传送给对应的线程，并提供对所有AT指令的执行结果；
每条AT指令执行完毕后，从先入先出队列中移除。
根据本发明的基于队列的AT指令控制方法，所述AT指令的执行结果包括正常、错误和超时；
所述正常指通信模块在设定时间内完成对AT指令的正确执行；
错误指通信模块在在设定时间内执行AT指令但是执行失败；
超时指通信模块在在设定时间内执行AT指令无执行结果返回。
根据本发明的基于队列的AT指令控制方法，对于先入先出队列中的AT指令，按优先级顺序与通信模块进行交互包括：
优先级高的AT指令优先于优先级低的AT指令执行；优先级相同的AT指令按先入先出的规则执行。
根据本发明的基于队列的AT指令控制方法，所述控制方法还包括：
对先入先出队列配置状态维护线程，所述状态维护线程在默认状态下为接收状态，用于接收通信模块的主动上报报文；当接收到主动上报报文后在预先设置的触发表中查询对应的回调函数，所述回调函数在触发表中配置定义；执行所述回调函数并返回执行结果。
根据本发明的基于队列的AT指令控制方法，所述状态维护线程还用于按预设周期检查先入先出队列是否为空，使在不为空的情况下按优先级顺序执行AT指令；AT指令通过数据接口发送给通信模块。
根据本发明的基于队列的AT指令控制方法，所述同步模式还包括覆盖模式，对于覆盖模式下的AT指令，状态维护线程暂停当前运行状态，释放与通信模块连接的数据接口给所述AT指令所在的线程，在所述AT指令所在的线程执行完毕后，恢复状态维护线程的所述运行状态。
本发明的有益效果：本发明针对多个任务同时对一个通信模块进行操作会产生冲突问题而提出，采用微控制单元对将与通信模块通信的线程中的AT指令进行集中控制与管理，使所有待通信线程被统一控制，可有序与通信模块进行通信，从而避免了多任务的数据冲突，使执行结果更可靠，并且效率更高。
本发明可简化微控制单元端的程序设计，提高代码的模块化，使得程序更易维护。
附图说明
图1是本发明所述基于队列的AT指令控制方法读取并执行AT指令的一种示例性流程图；
图2是同步模式AT指令的命令执行流程图；
图3是异步模式AT指令的命令执行流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
具体实施方式一、结合图1至图3所示，本发明提供了一种基于队列的AT指令控制方法，采用微控制单元对与通信模块进行交互的线程中AT指令进行控制，包括，
在微控制单元中，对所述线程中每条AT指令均需要配置优先级和命令执行模式，所述命令执行模式包括同步模式或异步模式；对于配置为异步模式的AT指令，还需要配置命令执行结束后的返回函数指针；
然后，通过接口函数将配置后的AT指令添加到先入先出队列中；对于先入先出队列中的AT指令，按优先级顺序与通信模块进行交互；
对于配置为同步模式的AT指令，在默认情况下，接口函数每添加一条当前AT指令到先入先出队列后，阻塞当前线程；微控制单元在将当前AT指令发送给通信模块，并接收到命令执行完毕标志后，将当前AT指令对应的返回参数传送给对应线程；接口函数同时解除对当前线程的阻塞，并提供对当前AT指令的执行结果；
对于配置为异步模式的AT指令，接口函数将一个线程中的AT指令添加到先入先出队列中后，并不阻塞原线程的运行；微控制单元依次提取队列中每条AT指令并发送给通信模块，在接收该AT指令命令执行完毕标志后，通过返回函数指针调用预先定义的回调函数，回调函数将每条AT指令的返回参数传送给对应的线程，并提供对该AT指令的执行结果；
每条AT指令执行完毕后，从先入先出队列中移除。
本实施方式中包括先入先出队列(FIFO)和用于在队列中读取命令和执行命令的线程；所述AT指令具备同步和异步机制；同步命令支持覆盖模式，覆盖模式下的线程可以直接操作通信模块；所述控制方法具备URC报文处理机制；具备优先级配置功能，高优先级的命令可以抢先执行；发送同步指令的线程在命令尚未完成执行时会阻塞；异步指令在放入到FIFO中后会立即返回，不阻止原线程的执行；预先配置有触发表，用于存储URC报文命令与回调函数所对应的关系；FIFO中存储AT命令的同时也会附带该命令的配置和返回地址。
本实施方式通过对与通信模块进行交互的线程进行统一的控制管理，使MCU端多个任务可以同时使用同一通信模块(MODERM)执行而不会产生数据冲突。
本实施方式中，每个线程在发送AT命令前会通过接口函数将要执行的AT指令放入一组先入先出队列中，放置时可预先定义返回指针以用于执行完毕的参数返回用，放入队列时每个线程可以自行配置相应命令执行方式为同步或者异步模式，同时还可以配置执行的优先级。
对于同步模式的AT指令，所述默认情况指按正常优先级顺序执行的AT指令，此处是为了与后续覆盖模式的指令进行区分。
进一步，所述AT指令的执行结果包括正常、错误和超时；
所述正常指通信模块在设定时间内完成对AT指令的正确执行；
错误指通信模块在在设定时间内执行AT指令但是执行失败；
超时指通信模块在在设定时间内执行AT指令无执行结果返回。
提供执行结果，可供控制端针对指令执行情况采取有效的解决方案。
再进一步，对于先入先出队列中的AT指令，按优先级顺序与通信模块进行交互包括：
优先级高的AT指令优先于优先级低的AT指令执行；优先级相同的AT指令按先入先出的规则执行。
再进一步，所述控制方法还包括：
对先入先出队列配置状态维护线程，所述状态维护线程在默认状态下为接收状态，用于接收通信模块的主动上报报文(URC)；当接收到主动上报报文后在预先设置的触发表中查询对应的回调函数，所述回调函数在触发表中配置定义；执行所述回调函数并返回执行结果。
所述状态维护线程有两组状态，分别为发送状态和接收状态，默认处于接收状态，时刻处理通信模块上报的URC报文，并根据此线程执行前配置的触发表去查询URC报文，再根据触发表的定义，执行相关的回调函数。例如：当SIM卡移除时某些模块会上报+CPIN:SIMREMOVED，此时若触发表中含有+CPIN命令的配置，则触发该命令的回调函数，回调函数会通知相关任务停止某些逻辑执行并给出提示等。
在触发表中查询URC报文，若此URC报文不是触发表中定义的数据则判断是否为上次命令发送后应当返回的数据，若是，则将队列中相关命令的执行完毕标志置位，同时将数据返回预先定义的返回指针中；若为异步命令则立即执行本次命令所配置的回调函数，并将返回的数据传入到回调函数中。之后清理接收缓存区完成本次接收处理流程。
再进一步，所述状态维护线程还用于按预设周期检查先入先出队列是否为空，使在不为空的情况下按优先级顺序执行AT指令；AT指令通过数据接口发送给通信模块。
状态维护线程在每一个AT指令执行完毕后，将此AT指令从先入先出队列中清除。
当命令队列不为空时，任务会进入发送状态，每次进入发送状态后会立即扫描整个命令队列，并根据命令的优先级取出优先级最高的命令，若优先级一致则根据先入先出的原则取出最先命令。命令取出后若是普通命令则直接将应当执行的命令发送到通信模块中，之后任务换为接收模式处理命令执行后返回的数据。若待执行命令在添加时被配置为覆盖(override)模式命令，则当前任务会暂停，并将所有硬件资源都让给使用覆盖模式命令的任务，让其执行完毕后恢复先前的任务。
再进一步，所述同步模式还包括覆盖模式，对于覆盖模式下的AT指令，状态维护线程暂停当前运行状态，释放与通信模块连接的数据接口给所述AT指令所在的线程，在所述AT指令所在的线程执行完毕后，恢复状态维护线程的所述运行状态。
举例说明：状态维护线程在取出先入先出队列中第一个应执行AT指令后，若AT指令的命令执行模式为同步模式，则进一步判断当前AT指令是否处于覆盖模式，若否，即为同步模式下的默认情况，按配置的优先级顺序正常执行发送AT指令到通信模块的流程；若是，则当前暂停状态维护线程的维护队列，并释放与通信模块连接的数据接口给产生该AT指令的线程，等待所述线程对通信模块的操作完毕后恢复状态维护线程之前的运行。
本发明中，若所执行的AT指令为同步指令，则线程添加指令到队列后立即进入休眠模式，并在收到本条指令执行完毕标志位置位后取出返回参数并恢复执行。若所执行的命令为异步命令，则添加命令到队列后同时配置一回调函数，然后任务无需关心本条命令的执行状态标志并立即返回，继续执行。覆盖模式为同步模式下的一种特殊状态，覆盖模式下的AT指令，需要自行与通信模块进行交互、命令执行与解析，当任务在覆盖模式执行完毕后，则执行本方法提供的接口函数恢复队列的运行。
本发明方法中，同一时刻多个任务可以同时发送AT指令到同一通信模块，使得多个任务同时使用统一通信模块成为了可能。模块的响应会分别返回到所对应的发送线程中而不会出错。同时也具备了优先级的特征，使得高优先级任务无需等待低优先级任务导致卡顿现象。方法中同时包含了覆盖模式，使某些任务由于特殊的原因需要使用自己的方式占用通信模块也是可以的。覆盖模式执行时，可以停止整个队列的运行并让出控制权给覆盖模式任务，并等待其执行完毕。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例中。

Claims (6)

1.一种基于队列的AT指令控制方法，采用微控制单元对与通信模块进行交互的线程中AT指令进行控制，其特征在于包括，
在微控制单元中，对所述线程中每条AT指令配置优先级和命令执行模式，所述命令执行模式包括同步模式或异步模式；对于配置为异步模式的AT指令，还配置命令执行结束后的返回函数指针；
然后，通过接口函数将配置后的AT指令添加到先入先出队列中；对于先入先出队列中的AT指令，按优先级顺序与通信模块进行交互；
对于配置为同步模式的AT指令，在默认情况下，接口函数每添加一条当前AT指令到先入先出队列后，阻塞当前线程；微控制单元在将当前AT指令发送给通信模块，并接收到命令执行完毕标志后，将当前AT指令对应的返回参数传送给对应线程；接口函数同时解除对当前线程的阻塞，并提供对当前AT指令的执行结果；
对于配置为异步模式的AT指令，接口函数将一个线程中的所有AT指令顺次添加到先入先出队列中；微控制单元依次将所有AT指令发送给通信模块，在接收到命令执行完毕标志后，通过返回函数指针调用预先定义的回调函数，回调函数将每条AT指令的返回参数传送给对应的线程，并提供对所有AT指令的执行结果；
每条AT指令执行完毕后，从先入先出队列中移除。
2.根据权利要求1所述的基于队列的AT指令控制方法，其特征在于，
所述AT指令的执行结果包括正常、错误和超时；
所述正常指通信模块在设定时间内完成对AT指令的正确执行；
错误指通信模块在在设定时间内执行AT指令但是执行失败；
超时指通信模块在在设定时间内执行AT指令无执行结果返回。
3.根据权利要求2所述的基于队列的AT指令控制方法，其特征在于，
对于先入先出队列中的AT指令，按优先级顺序与通信模块进行交互包括：
优先级高的AT指令优先于优先级低的AT指令执行；优先级相同的AT指令按先入先出的规则执行。
4.根据权利要求3所述的基于队列的AT指令控制方法，其特征在于，
所述控制方法还包括：
对先入先出队列配置状态维护线程，所述状态维护线程在默认状态下为接收状态，用于接收通信模块的主动上报报文；当接收到主动上报报文后在预先设置的触发表中查询对应的回调函数，所述回调函数在触发表中配置定义；执行所述回调函数并返回执行结果。
5.根据权利要求4所述的基于队列的AT指令控制方法，其特征在于，
所述状态维护线程还用于按预设周期检查先入先出队列是否为空，使在不为空的情况下按优先级顺序执行AT指令；AT指令通过数据接口发送给通信模块。
6.根据权利要求5所述的基于队列的AT指令控制方法，其特征在于，
所述同步模式还包括覆盖模式，对于覆盖模式下的AT指令，状态维护线程暂停当前运行状态，释放与通信模块连接的数据接口给所述AT指令所在的线程，在所述AT指令所在的线程执行完毕后，恢复状态维护线程的所述运行状态。
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