本發(fā)明具體涉及一種數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的程序調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對于電氣設(shè)備的運行可靠性和及時性的要求也越來越高。

數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)中，發(fā)揮著重要的作用。現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的程序均設(shè)計成傳統(tǒng)的、常用的前后臺系統(tǒng)，初始化完成后，在主循環(huán)中依次調(diào)用相應(yīng)的模塊的函數(shù)完成相應(yīng)的功能，各個功能模塊按照先后次序無限地循環(huán)運行，如圖1所示，這部分為后臺行為(background)。中斷服務(wù)程序處理異常事件，例如定時器的定時時間到的中斷、通信端口接收到數(shù)據(jù)后的中斷，等，這部分為前臺行為（foreground）。這種前后臺系統(tǒng)設(shè)計比較簡單和常用，但在處理數(shù)據(jù)的及時性上，存在明顯的不足。因為當(dāng)某個模塊需要運行時，不能馬上運行，必須等到其他模塊運行完成并且循環(huán)到自身時才可以運行，各個模塊的響應(yīng)時間取決于整個循環(huán)的執(zhí)行時間，但主循環(huán)的整個運行時間不是一個固定值，每個模塊的準確運行時間也不是固定不變的，另外如果程序修改了，循環(huán)的時間也會受到影響。

數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器內(nèi)的各個模塊對于實時性有不同程度的要求，數(shù)據(jù)采集處理監(jiān)控模塊和當(dāng)前時間同步模塊、通信模塊對于實時性要求較高，而在這種前后臺系統(tǒng)的設(shè)計中，無法保證它們的實時性，例如數(shù)據(jù)卡處理模塊的處理時間很長，可達數(shù)十秒種，期間的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊就不能按時地、準確地運行，這樣就會遺失數(shù)據(jù)，也會失去監(jiān)控功能而帶有隱患，并且期間如果隨時有電腦管理系統(tǒng)發(fā)出抄讀命令，也不能及時應(yīng)答。映像校驗?zāi)K的處理時間也很長，也會面臨同樣的問題，其他模塊得不到運行，期間也會失去重要的功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崟r響應(yīng)各個程序的運行要求，而且能夠有效提高運行安全性和可靠性的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的程序調(diào)度方法。

本發(fā)明提供的這種數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的程序調(diào)度方法，采用實時內(nèi)核進行數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的程序調(diào)度。

所述的采用實時內(nèi)核進行數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的程序調(diào)度，具體包括如下步驟：

s1.對數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的程序模塊進行分析，從而獲取各個程序模塊的重要程度；

s2.根據(jù)步驟s1獲取的各個程序模塊的重要程度將各個程序模塊進行分級，所述程序模塊的重要性越高，則該程序模塊的等級越高；

s3.實時內(nèi)核根據(jù)步驟s2確定的程序模塊等級，以優(yōu)先執(zhí)行等級高的程序模塊為原則，對所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的程序模塊進行調(diào)度和執(zhí)行。

步驟s3所述的對數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的程序模塊進行調(diào)度和執(zhí)行，具體為采用如下步驟進行調(diào)度和執(zhí)行：

a.基于實時內(nèi)核的內(nèi)部時基，每隔x毫秒即判斷各個程序模塊是否準備就緒；

b.若有程序模塊準備就緒且當(dāng)前無程序模塊正在執(zhí)行或被掛起，則判斷準備就緒的各個程序模塊的優(yōu)先級，并優(yōu)先執(zhí)行優(yōu)先級高的程序模塊；

c.若有程序模塊準備就緒且當(dāng)前無程序模塊正在執(zhí)行且有程序模塊被掛起，則判斷準備就緒的程序模塊和被掛起的程序模塊之間的優(yōu)先級大小，并優(yōu)先執(zhí)行優(yōu)先級高的程序模塊，優(yōu)先級低的程序模塊則被掛起，直至優(yōu)先級高的程序模塊執(zhí)行完畢；

d.若有程序模塊準備就緒且當(dāng)前有程序模塊正在執(zhí)行，則判斷準備就緒的程序模塊和正在執(zhí)行的程序模塊之間的優(yōu)先級大小，并優(yōu)先執(zhí)行優(yōu)先級高的程序模塊，優(yōu)先級低的程序模塊則被掛起，直至優(yōu)先級高的程序模塊執(zhí)行完畢。

所述的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的程序模塊包括數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊，當(dāng)前時間同步模塊，通信模塊，顯示模塊，數(shù)據(jù)卡模塊和映像校驗?zāi)K。

所述的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊的等級為最高，1級；當(dāng)前時間同步模塊的等級為次高，2級；通信模塊的等級再次，為3級；顯示模塊的等級為4級；數(shù)據(jù)卡模塊的等級為5級；映像校驗?zāi)K的等級為6級。

本發(fā)明提供的這種數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的程序調(diào)度方法，通過將實時內(nèi)核引入數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器，因此能夠采用實時內(nèi)核的功能對數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器進行程序調(diào)度；而且本發(fā)明中將數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的程序模塊進行分級，并依據(jù)優(yōu)先級的高低進行程序調(diào)度，因此本發(fā)明方法能夠?qū)崟r響應(yīng)各個程序的運行要求，而且能夠有效提高運行安全性和可靠性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的程序模塊調(diào)度方法。

圖2為本發(fā)明方法的程序模塊調(diào)度示意圖。

圖3為本發(fā)明的方法流程圖。

具體實施方式

如圖2所示為本發(fā)明方法的程序模塊調(diào)度示意圖：本發(fā)明采用實時內(nèi)核進行數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的程序調(diào)度，并且配合中斷服務(wù)程序，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器內(nèi)各個程序模塊的統(tǒng)一科學(xué)調(diào)度。在采用實時內(nèi)核進行程序模塊的調(diào)度時，各個程序模塊不再是輪詢的或順序執(zhí)行的方式進行調(diào)度，而是科學(xué)合理的進行調(diào)度，因此能夠?qū)崟r響應(yīng)各個程序的運行要求，而且能夠有效提高數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的運行安全性和可靠性。

如圖3所示為本發(fā)明的方法流程圖：采用實時內(nèi)核進行數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的程序調(diào)度，具體包括如下步驟：

s1.對數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的程序模塊進行分析，從而獲取各個程序模塊的重要程度；

程序模塊包括數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊，當(dāng)前時間同步模塊，通信模塊，顯示模塊，數(shù)據(jù)卡模塊和映像校驗?zāi)K；

s2.根據(jù)步驟s1獲取的各個程序模塊的重要程度將各個程序模塊進行分級，所述程序模塊的重要性越高，則該程序模塊的等級越高；

數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊的等級為最高，1級；當(dāng)前時間同步模塊的等級為次高，2級；通信模塊的等級再次，為3級；顯示模塊的等級為4級；數(shù)據(jù)卡模塊的等級為5級；映像校驗?zāi)K的等級為6級；

s3.實時內(nèi)核根據(jù)步驟s2確定的程序模塊等級，以優(yōu)先執(zhí)行等級高的程序模塊為原則，對所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的程序模塊進行調(diào)度和執(zhí)行，具體為采用如下步驟進行調(diào)度和執(zhí)行：

a.基于實時內(nèi)核的內(nèi)部時基，每隔x毫秒即判斷各個程序模塊是否準備就緒，x為正整數(shù)；

b.若有程序模塊準備就緒且當(dāng)前無程序模塊正在執(zhí)行或被掛起，則判斷準備就緒的各個程序模塊的優(yōu)先級，并優(yōu)先執(zhí)行優(yōu)先級高的程序模塊；

c.若有程序模塊準備就緒且當(dāng)前無程序模塊正在執(zhí)行且有程序模塊被掛起，則判斷準備就緒的程序模塊和被掛起的程序模塊之間的優(yōu)先級大小，并優(yōu)先執(zhí)行優(yōu)先級高的程序模塊，優(yōu)先級低的程序模塊則被掛起，直至優(yōu)先級高的程序模塊執(zhí)行完畢；

d.若有程序模塊準備就緒且當(dāng)前有程序模塊正在執(zhí)行，則判斷準備就緒的程序模塊和正在執(zhí)行的程序模塊之間的優(yōu)先級大小，并優(yōu)先執(zhí)行優(yōu)先級高的程序模塊，優(yōu)先級低的程序模塊則被掛起，直至優(yōu)先級高的程序模塊執(zhí)行完畢。

在具體應(yīng)用時，在上電初始化階段，除了前后臺系統(tǒng)也有的硬件初始化、軟件初始化的程序以外，根據(jù)實時內(nèi)核的設(shè)計原則，必須先創(chuàng)建各個任務(wù)模塊，在創(chuàng)建每個任務(wù)模塊的時候，指定任務(wù)模塊的名稱、優(yōu)先級、堆棧大小等。當(dāng)所有的任務(wù)模塊都創(chuàng)建完成后，就可以啟動實時內(nèi)核的調(diào)度了。

每個任務(wù)模塊運行時，可以看成全部占用cpu，每個任務(wù)模塊都可以看成是無限循環(huán)，什么時候啟動、什么時候終止都受實時內(nèi)核的調(diào)度。

實時內(nèi)核的內(nèi)部時基，每隔1毫秒，就判斷各個模塊是否就緒，根據(jù)其優(yōu)先級進行調(diào)度，如果優(yōu)先級高的模塊就緒了，例如定時時間到了或接收到了消息，就進行模塊切換、調(diào)度，把當(dāng)前運行的模塊掛起，保存cpu當(dāng)前的程序指針寄存器和狀態(tài)寄存器、其它的寄存器到各自的任務(wù)模塊堆棧中；運行優(yōu)先級高的模塊。優(yōu)先級高的模塊運行完后，調(diào)出之前保存的各寄存器的數(shù)據(jù)，繼續(xù)運行原來掛起的模塊任務(wù)。如果各個模塊都沒就緒，實時內(nèi)核就進入空閑狀態(tài)。

數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊是最主要的功能模塊，需要定時運行，每隔100毫秒運行1次，運行期間不受其他模塊的影響和打斷，以免遺漏重要數(shù)據(jù)。

當(dāng)前時間同步模塊也是定時運行，每隔500毫秒運行1次，運行期間只會被數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊所打斷，不受其他模塊的影響和打斷。運行完后進入掛起狀態(tài)。

通信模塊不是定時運行，硬件通信端口接收到數(shù)據(jù)后產(chǎn)生中斷，在接收中斷服務(wù)程序中對于數(shù)據(jù)幀進行頭尾字節(jié)內(nèi)容和數(shù)據(jù)長度的檢查，如果通過了檢查，就通過實時內(nèi)核向通信模塊發(fā)送消息，此時通信模塊進入運行狀態(tài)，在通信模塊內(nèi)部詳細解析是哪種命令，抄讀哪些數(shù)據(jù)等等，然后進行相應(yīng)應(yīng)答；如果前面描述的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊監(jiān)控到了異常情況，也會通過實時內(nèi)核向通信模塊發(fā)送消息，此時通信模塊也會進入運行狀態(tài)。

顯示模塊也是定時運行,每隔1000毫秒就在液晶顯示屏上刷新顯示1次數(shù)據(jù)?？梢员磺懊鎺讉€模塊打斷，運行完后進入掛起狀態(tài)。

數(shù)據(jù)卡模塊不是定時運行，當(dāng)有數(shù)據(jù)卡放入的時候，引起硬件io端口電平變化產(chǎn)生中斷，在端口中斷服務(wù)程序中，通過實時內(nèi)核向數(shù)據(jù)卡模塊發(fā)送消息，此時數(shù)據(jù)卡模塊進入運行狀態(tài)，在數(shù)據(jù)卡模塊內(nèi)部詳細解析，將需要設(shè)置的參數(shù)保存到數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器，將采集監(jiān)控器內(nèi)的數(shù)據(jù)寫到數(shù)據(jù)卡中，處理完后進入掛起狀態(tài)。

映像校驗執(zhí)行時耗時較長，因此將其設(shè)計成單獨的模塊。映像校驗?zāi)K只會在接收到其他模塊發(fā)來的消息后才會進入運行狀態(tài)，電腦管理系統(tǒng)發(fā)出映像校驗命令后，通信模塊解析出是映像校驗命令后，就通過實時內(nèi)核向映像校驗?zāi)K發(fā)送消息，此時映像校驗?zāi)K進入運行狀態(tài)，校驗內(nèi)部的程序映像的完整性和合法性，處理完后進入掛起狀態(tài)。