一种用于射频识别中间件的数据调度方法技术

一种用于射频识别中间件的标签调度方法，涉及射频识别（ＲＦＩＤ）技术领域。本发明专利技术为各标签缓冲队列配置优先级和优先权值，其大小与实时处理要求和标签丢失率要求相关，再按照优先级别由高到低的顺序依次进行标签调度。对于同一优先级别的标签缓冲对列，按照优先权值比值确定各队列被调度的标签数量。另外，对于有实时处理需求的标签缓冲队列，若队列中某标签等待时间超过其实时处理要求，则立即丢弃该标签；对于有丢失率要求的标签缓冲队列，若其队列长度大于用户指定值，则随机丢弃标签。本发明专利技术合理安排标签的处理顺序，满足标签的实时要求和丢失率要求，通过标签丢弃策略有效抑制实时标签处理超时的恶性传播，避免连续数据丢失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及射频识别(RFID)
，具体涉及标签数据能被RFID中间件 优先调度处理的方法，特别适合标签数据处理量大，部分数据有实时要求而需 要被优先处理的RFID中间件系统。
技术介绍
随着RFID技术应用的不断推广，电子标签的数据量急剧增大，而中间件的处 理速度总是有一定的限制。这样，阅读器发送的数据量与中间件的数据吞吐量 间存在着矛盾，各阅读器间数据争用中间件资源的情况就会发生。而且，根据 实际情况，阅读器的分布方式和服务的对象会有所区别，因为这些服务对象的 区别，采集的数据对时延、丢失率的要求也不同。在实际应用中，为了保证关 键数据的处理，RF工D中间件必须应用优先处理机制。现有的RFID系统中间件结构，主要分为三个层次，自底向上依次为设备层、 数据处理层、业务层。标签数据进入中间件后在存储表中按照先进先出(FIFO) 的形式进行排列，中间件的处理按照数据的排列顺序依次取出数据进行处理。 在现有的系统中，标签数据是没有优先级区分的，先读取的数据先处理，有时 延要求的 的标签数据只有等到排在队列前面的其他标签数据被处理完后才能进 行处理。如果存储区有较多的数据排队等待调度处理，那么有时延要求的数据 就可能需要等待较长时间才能利用中间件资源；同时，如果标签数据总的采集 量大于中间件的数据存储容量，部分标签数据将被丢弃或覆盖。在该RFID中间件中，标签数据实时处理要求表示该标签在一定时延内需要被 处理；标签丢弃率表示缓冲队列丢弃或覆盖的标签数目与标签数据总的采集数 目的比值。现有的RFID中间件没有考虑标签数据的实时处理要求和最大丢失率要求。因此，我们很有必要提供一种中间件数据调度方法，对中间件的资源进 行合理、公平的分配。在此基础上， 一种现有的中间件优先级服务方法(模型如图l)为根据预 定的策略(例如中间件连接的不同读写器)，建立一些不同的标签缓冲队列，同 时根据需求给每个缓冲区分配一个预定义的优先级。每当一个标签进入对应的 标签缓冲队列的时候，优先级管理器会检查该队列的优先级，如果该优先级高于其他队列的优先级，那么标签会优先传递给应用级别事件ALE (Application Level Event)进行处理，否则只能在队列中进行等候。数据在等候过程中，时 间管理器计算等待时间，缓冲尺寸管理器计算标签缓冲的大小。如果某缓冲中 数据的等待时间超过限定时间，或者缓冲大小超过限定的值，那么该缓冲的优 先级将会被提高到最高级别，该缓冲区中的标签数据会被传送给ALE进行处理。 每个缓冲区的数据时间和存储的数据大小都会被检查，直到所有的标签都被处 理完毕。上述方案的缺点在于1、 该方法在某缓冲中数据的等待时间超过限定时间时，提高该缓冲队列优 先级到最高级别，并试图将该队列全部数据交ALE处理，该队列中部分尚不急迫 处理的标签数据，比其他队列已经即将超时的标签数据更早得到ALE的处理，导 致其他队列紧迫数据的超时。2、 该方法在调整标签缓冲队列优先级时，仅以缓冲队列等待时间和队列长 度为依据，未考虑标签数据的丢失率需求。3、 采用默认数据队列尾部丢弃的策略，对于有实时处理需求的标签数据会 造成处理超时的恶性传播，对于普通数据导致连续数据丢失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，合理安排 标签的处理顺序，满足标签的实时要求和丢失率要求。一种用于射频识别中间件的标签调度方法，调度前为各标签缓冲队列配置有优先级和优先权值，具体调度方法如下(1) 对于优先级别为高的标签缓冲队列，如果各标签缓冲队列的标签数量 总和小于等于轮询调度队列当前可容纳标签数量，则将所有标签缓冲队列中的 标签放入轮询调度队列，进入步骤(2);否则，各标签缓冲队列放入轮询调度 队列的标签数量比值等于各标签缓冲队列对应的优先权值比值，此轮调度结束；(2) 对于优先级别为中的标签缓冲队列，如果各标签缓冲队列的标签数量 总和小于等于轮询调度队列当前可容纳标签数量，则将所有标签缓冲队列中的 标签放入轮询调度队列，进入步骤(3);否则，各标签缓冲队列放入轮询调度 队列的标签数量比值等于各标签缓冲队列对应的优先权值比值，此轮调度结束；(3) 对于优先级别为低的标签缓冲队列，将各标签缓冲队列按照优先权值由大到小排序，依序将各标签缓冲队列中的标签存入轮询调度队列，直到所有 优先级别为低的标签缓冲队列为空或者轮询调度队列已满，此轮调度结束。所述优先级和优先权值配置具体为对于同时具有实吋处理要求和标签丢失率要求的标签缓冲队列，设定其优 先级级别为高，优先权值映射函数为high(l/rt， 1/P);只具有实时处理要求 的标签缓冲队列，设定其优先级级别为中，优先权值映射函数为mid(l/rt);只 具有丢失率要求的队列，设定其优先级级别为低，优先权值映射函数为low(1/ P); rt为队列最大限制处理时间，P为队列最大限制丢失率；优先权值映射函 数均为单调递增函数，且满足以下关系Max(low(1/ p )) < Min(mid(l/rt)) <= Max(mid(l/rt)) < Min(high(l/rt， 1/ p )); 其中，Max表示函数取极大值，Min表示函数取极小值。本专利技术的有益效果体现在以下几个方面1、 本专利技术采用轮询调度方式，轮询间隔时间小于所有数据缓冲的最大限制 实时处理时间，因此使各实时标签队列最紧迫数据在超时前得到调度，确保硬 实时数据的实时要求。2、 '根据标签缓冲队列实时要求和数据丢失率要求，设定缓冲队列的优先级 别和优先权值，依据此二项进行数据调度，均衡公平分配资源。3、 对实时数据缓冲队列中的标签数据采取超时即时丢弃策略，有效抑制实6时标签处理超时的恶性传播；对有数据丢失率要求的标签缓冲队列中的数据， 只有在缓冲队列长度超过阈值时，采取随机丢弃数据的策略，避免尾部丢弃和 头部丢弃数据时产生的连续数据丢失。附图说明图1为传统中间件优先调度模型; 图2为标签调度处理流程； 图3为标签调度方法实例1; 图4为标签调度方法实例2。具体实施例方式本专利技术为各读写器配置了一个标签数据缓冲队列，为了合理安排数据处理顺 序，为各缓冲队列进行优先级配置，再按照优先级配置状态对数据进行调度。 优先级配置是以实时处理要求和标签丢失率要求为基础。标签数据进入到RFID中间件系统中，会首先进入到各自的数据缓冲队列等待 处理。根据实际需要把标签数据缓冲队列的优先级分为三个层次，即高、低、 中。各队列还对应有一个优先权值，对丢失率敏感的队列，优先权值与该队列 的最大限制丢失率反向相关；对有实时需求的队列，优先权值与该队列的最大 容忍处理时间反向相关。在以下说明中，用rt代表队列最大限制处理时间，p代表最大限制丢失率.-对于同时具有实时处理要求和标签丢失率要求的标签数据缓冲队列，设定其 优先级级别为高，优先权值映射函数为high(l/rt， 1/p);只具有实时处理要 求的标签数据缓冲队列，设定其优先级级别为中；优先权值映射函数为 mid(l/rt);只具有丢失率要求的队列，设定其优先级级别为低，优先权值映射函数为l0W(1/ P );以上优先权值映射函数都是单调递增函数，且满足以下关系Max(low(1/ p》< Min本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于射频识别中间件的标签调度方法，调度前为各标签缓冲队列配置有优先级和优先权值，具体调度方法如下：　（１）对于优先级别为高的标签缓冲队列，如果各标签缓冲队列的标签数量总和小于等于轮询调度队列当前可容纳标签数量，则将所有标签缓冲队列 中的标签放入轮询调度队列，进入步骤（２）；否则，各标签缓冲队列放入轮询调度队列的标签数量比值等于各标签缓冲队列对应的优先权值比值，此轮调度结束；　（２）对于优先级别为中的标签缓冲队列，如果各标签缓冲队列的标签数量总和小于等于轮询调度队 列当前可容纳标签数量，则将所有标签缓冲队列中的标签放入轮询调度队列，进入步骤（３）；否则，各标签缓冲队列放入轮询调度队列的标签数量比值等于各标签缓冲队列对应的优先权值比值，此轮调度结束；　（３）对于优先级别为低的标签缓冲队列，将各标签 缓冲队列按照优先权值由大到小排序，依序将各标签缓冲队列中的标签存入轮询调度队列，直到所有优先级别为低的标签缓冲队列为空或者轮询调度队列已满，此轮调度结束。所述优先级和优先权值配置具体为：　对于同时具有实时处理要求和标签丢失率要求的标签 缓冲队列，设定其优先级级别为高，优先权值映射函数为ｈｉｇｈ（１／ｒｔ，１／ρ）；只具有实时处理要求的标签缓冲队列，设定其优先级级别为中，优先权值映射函数为ｍｉｄ（１／ｒｔ）；只具有丢失率要求的队列，设定其优先级级别为低，优先权值映射函数为ｌｏｗ（１／ρ）；ｒｔ为队列最大限制处理时间，ρ为队列最大限制丢失率；优先权值映射函数均为单调递增函数，且满足以下关系：　Ｍａｘ（ｌｏｗ（１／ρ））＜Ｍｉｎ（ｍｉｄ（１／ｒｔ））＜＝Ｍａｘ（ｍｉｄ（１／ｒｔ））＜Ｍｉｎ（ｈｉｇｈ（１／ｒ ｔ，１／ρ））；　其中，Ｍａｘ表示函数取极大值，Ｍｉｎ表示函数取极小值。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程文青，袁巍，伍振伟，邹恺，韩磊，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]