[发明专利]一种应用于窄带物联网的实时化操作系统及其方法

说明书

本申请提供一种应用于窄带物联网的实时化操作系统，包括：初始化模块，用于对NB‑IoT终端的堆栈、系统时钟、内存变量、硬件模块以及中断响应模块进行初始化，并且启动主循环；任务管理模块，用于在主循环过程中调度各个任务的执行；中断响应模块，用于在CPU发生中断时，响应该中断而执行中断服务例程，并且在中断处理完成后，控制回到主循环的中断处继续执行主循环。本发明还提供了应用于窄带物联网的实时化任务管理方法。本发明使应用层可以不直接对硬件设备和资源进行操作，而是通过标准调用方法实现对硬件的操作，给用户一个标准的应用程序编程接口，并根据各个任务的优先级，合理地在不同任务之间分配CPU时间片。

技术领域

本申请涉及物联网技术领域，尤其涉及一种应用于窄带物联网的实时化操作系统及其方法。

背景技术

窄带物联网(Narrow Band lnternet of Things，NB-IoT)是新一代物联网通信体系，其具有大连接、广覆盖、深穿透、低成本及低功耗等基本技术特点。窄带物联网包括用户终端(人机交互系统)、信息邮局以及与信息邮局通信连接的NB-IoT终端。NB-IoT终端是一种以微控制器为核心的嵌入式平台，具有数据采集、控制、运算等功能，并且带有NB-IoT通信功能，甚至包含机械结构。NB-IoT终端可以作为具备特定功能的软硬件实体，如NB-IoT燃气表、NB-IoT交通灯、NB-IoT智能农业设备等等，即各种各样实际NB-IoT应用产品。随着窄带物联网技术的发展，NB-IoT应用系统将成为许多实体行业的关键技术。

然而，进行NB-IoT应用系统的技术研发具有较高的技术门槛，主要表现在：需要软硬件协同设计，涉及软件、硬件及行业领域知识；一些系统具有较高的实时性要求；许多产品必须具有较强的抗干扰性与稳定性；开发过程中需要不断的软硬联合测试。因此，当基于NB-IoT技术的框架而进行面向各种实际应用功能的NB-IoT终端开发时，在终端软硬件资源的管理、时间分配、终端系统硬件和功能调用等方面，都存在因系统高度复杂化而带来的困难，导致研发周期拉长、产品稳定性差等缺陷。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种应用于窄带物联网的实时化操作系统及其方法。

基于上述目的，本申请提出了一种应用于窄带物联网的实时化操作系统，其特征在于，包括：

初始化模块，用于对NB-IoT终端的堆栈、系统时钟、内存变量、硬件模块以及中断响应模块进行初始化，并且启动主循环；

任务管理模块，用于在主循环过程中调度各个任务的执行；

中断响应模块，用于在CPU发生中断时，响应该中断而执行中断服务例程，并且在中断处理完成后，控制回到主循环的中断处继续执行主循环。

优选的是，所述任务管理模块用于为每个任务分配CPU时间以及任务堆栈空间。

优选的是，所述任务管理模块调度任务的执行包括使任务处于以下状态中的一种状态：终止态、阻塞态、就绪态以及激活态；其中，在所述终止态任务完成或者被删除，不需再使用CPU；在所述阻塞态任务不能被激活，保持等待预定的时间或者条件；在所述就绪态任务进入就绪队列，等待获取CPU使用权而被激活；在所述激活态任务被激活而占用CPU。

进一步优选的是，所述任务管理模块为任务维护就绪队列，将就绪队列中优先级最高的任务进入激活态；并且，当就绪队列中具有多个相同优先级的任务时，则按照FIFO规则调度就绪队列中相同优先级的任务。

进一步优选的是，所述任务管理模块为任务维护延时队列，等待预定的时间或者条件的任务被加入所述延时队列，并且在预定的时间或者条件满足后由延时队列加入所述就绪队列。

优选的是，所述任务管理模块在每个任务被创建时为该任务分配唯一的任务描述符，并且根据所述任务描述符查询任务信息并调度任务。