任务调度方法及相关设备与流程

本技术涉及物联网，尤其涉及一种任务调度方法及相关设备。

背景技术：

1、物联网(internet of things，iot)是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

2、边缘物联代理装置是一种在物联网系统中，位于网络边缘的设备或软件代理，负责收集、处理和分析来自终端设备的数据，并将处理后的数据上传到云端或其他服务器。边缘物联代理的主要作用是实现数据的本地化处理，降低数据传输的延迟和带宽消耗，提高系统的响应速度和可靠性。

3、边缘物联代理装置与中心服务器通过数据链路通信连接。数据链路指在计算机网络中，连接两个或多个设备的物理通道。链路通常由一对或多对电缆、光纤或无线电波组成，用于传输数据和信号。数据的传输顺序和速率通过链路传输调度器进行调度。链路传输调度器是计算机网络中的一种设备或软件组件，其主要目标是实现链路的高效利用，减少拥塞和延迟，提高网络性能。链路传输调度器通常位于网络设备(如交换机、路由器等)中，或者作为独立的软件模块集成到网络操作系统中。它可以根据不同的调度策略对数据包进行排序和调度，以满足特定的网络需求。

4、随着物联网技术的快速发展，越来越多的设备被连接到互联网，形成了海量的数据。为了减轻云端的计算负担并提高系统的响应速度，边缘物联代理应运而生。然而，如何合理地调度边缘物联代理的任务，以提高系统性能和资源利用率，仍然是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于解决背景技术提出的技术问题，提出一种任务调度方法及相关设备。

2、基于上述目的，本技术提供了任务调度方法，包括：

3、获取新增调度任务集并对所述新增调度任务集中的新增调度任务按照优先级排序；

4、响应于确定链路空闲，判断所述新增调度任务是否满足抢占条件；

5、响应于确定所述新增调度任务不满足抢占条件，将所述新增调度任务加入排队任务集并对所述排队任务集中的所有任务通过按照预设调度算法进行排序。

6、可选地，还包括：

7、响应于所述新增调度任务满足抢占条件，执行所述新增调度任务，将被抢占任务加入排队任务集并对所述排队任务集中的所有任务通过按照预设调度算法进行排序。

8、可选地，还包括：

9、响应于确定所述链路拥塞，将所述新增调度任务加入排队任务集并对所述排队任务集中的所有任务通过按照预设调度算法进行排序。

10、可选地，所述调度算法包括：

11、随机生成多个粒子，并初始化每个粒子的速度和位置；每个所述粒子指示一种调度策略，所述调度策略指示排队任务集中任务的执行顺序；

12、迭代执行寻优步骤直到达到预设条件，将最后一次迭代得到的最优解作为目标调度策略；

13、所述寻优步骤包括：

14、根据如下速度更新公式，对任一粒子的速度进行更新；

15、

16、其中，ω表示惯性权重，通过公式ω＝(ωmax-ωmin)(1-λ)β+ωmin计算得到，ωmax和ωmin表示预设的权重最大及权重最小值，λ表示自适应惯性因子，β表示正常数，表示第i个粒子在第k次迭代时的速度，表示第i个粒子在第k次迭代时的位置，表示单个粒子在k次迭代内的个体最优位置，表示粒子群在k次迭代内的全局最优位置，c1和c2表示学习因子，r1和r2表示随机数，所述随机数取值范围为[0,1]；

17、根据如下速度更新公式，对任一粒子的位置进行更新；

18、

19、其中，表示第i个粒子在第k次迭代时的位置，表示粒子群在k次迭代内的全局最优位置，r3表示随机数，所述随机数取值范围为[0,1]；

20、响应于任一粒子的局部最优解小于或等于全局适应度最优解，将该粒子与全局最优粒子交叉得到新粒子；

21、根据如下速度更新公式，对所述新粒子的速度进行更新；

22、

23、根据如下位置更新公式，对所述新粒子的位置进行更新；

24、

25、其中，表示第i个粒子在第k次迭代时的速度，表示粒子群在k次迭代内的全局最优位置，表示第i个粒子在第k次迭代时的位置，表示粒子群在k次迭代内的全局最优位置，r3表示随机数，所述随机数取值范围为[0,1]。

26、可选地，所述调度策略在任一迭代伦次的适应度函数值的计算方法包括：

27、获取所述链路的健康度和带宽利用率；

28、响应于确定所述链路的健康度小于预设阈值，提高所述链路上调度任务的优先级；

29、响应于确定所述链路的带宽利用率高于预设阈值，提高所述连路上带宽需求较低的调度任务的优先级；

30、根据所述调度策略更新后的优先级，得到所述调度策略在本迭代伦次的适应度函数值。

31、可选地，所述调度策略在任一迭代伦次的适应度函数值根据如下公式计算；

32、fitness＝w1*comletiontime+w2*urgency+w3*slack+w4*jitter+w5*helthscore+w6*bandwidthutilization；

33、其中，comletiontime表示要求完成时间，urgency表示任务迫切度，slack表示松弛度，jitter表示颠簸值，helthscore表示链路健康度，andwidthutilization表示带宽利用率，w1、w2、w3、w4、w5和w6表示预设权重系数。

34、可选地，所述抢占条件包括：

35、

36、表示所述新增调度任务集t中第i个新增调度任务，dpk表示当前执行任务，ω表示链路颠簸限度；

37、其中，dp＝β+r；

38、β表示任务迫切度，通过公式计算，d表示任务传输截止时间，t表示当前时间；r表示任务松弛度，通过公式计算，e表示任务的总传输字节数，k表示任务已传输字节数。

39、基于同一发明构思，本技术一个或多个实施例还提供了一种任务调度装置，包括：

40、获取模块，被配置为获取新增调度任务集并对所述新增调度任务集中的新增调度任务按照优先级排序；

41、判断模块，被配置为响应于确定链路空闲，判断所述新增调度任务是否满足抢占条件；

42、调度模块，被配置为响应于确定所述新增调度任务不满足抢占条件，将所述新增调度任务加入排队任务集并对所述排队任务集中的所有任务通过按照预设调度算法进行排序。

43、基于同一发明构思，本技术一个或多个实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任意一项所述的任务调度方法。

44、基于同一发明构思，本技术一个或多个实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述任一所述的任务调度方法。

45、从上面所述可以看出，本技术提供的任务调度方法，通过获取新增调度任务集并对所述新增调度任务集中的新增调度任务按照优先级排序；响应于确定链路空闲，判断所述新增调度任务是否满足抢占条件；响应于确定所述新增调度任务不满足抢占条件，将所述新增调度任务加入排队任务集并对所述排队任务集中的所有任务通过按照预设调度算法进行排序。

46、通过本技术提供的技术方案，不仅依据优先级对加入边缘物联代理的新增调度任务进行预先排序，还依据预设的调度算法对包括新增调度任务和等待执行的调度任务的执行顺序进行排队。此外，还将新增调度任务与在执行任务进行比较，确认是否可以让新增调度任务取代在执行任务，抢占链路资源。根据上述内容，本技术可以提高调度任务排序的合理性，并且实现了边缘物联代理与物联管理平台之间的高效传输。

47、本技术提供的一种任务调度装置、电子设备以及计算机可读存储介质均能够实现上述任务调度方法的步骤，因此同样具备上述任务调度方法的有益效果。