LiteOS間歇計算技術:IOT終端真正感受“電量自由”


摘要:LiteOS間歇計算為什么能使物聯網終端實現長續航?

物聯網設備、場景復雜多樣,小到智能穿戴的耳機,大到大型基建設備,更有我們陌生而又熟悉場景,例如深海探測、森林監控、野生動物跟蹤等等能量采集場景。

能量采集場景都在戶外,甚至可以說是無人區域,當設備放置(部署)后,沒辦法及時回收和維護,比如放置在動物身上的設備,位置是不固定的,無法及時為終端設備進行充電和供電,如何讓能量采集設備幾個月甚至幾年長時間的工作,實現能量收集。

能量采集能力不穩定,一切工作只能從零開始

能量收集系統為IoT應用場景的擴展注入了極大的活力。在一個能量采集系統運行過程中,容易受到環境變化、使用行為等多種因素影響,所以系統運行過程中將會頻繁斷電。采用電池、電容等電量存儲設備能夠緩解這一問題,卻不能從根本上消除供電間歇的影響,在儲電量瀕臨耗盡,而能力采集又不充沛的時候依然會面臨間歇性供電的影響。

如果我們對斷電行為不做任何處理的話,一旦系統斷電,所有的中間運行結果(內存中存儲的)都將丟失,一切工作只能從零開始,在完成工作前再次斷電,那么一切工作又要重新開始。如此循環往復,無窮盡也。

此時,間歇計算技術尤為關鍵。

LiteOS間歇計算三個指標助力系統正常運行

間歇計算是一種描述計算機程序或計算機系統行為的模型:在其提供連續服務的執行過程中,它會根據系統控制或環境變化來間歇性暫停並恢復。

在間歇供給能量的情況下,想要系統正常運行,持續推進,間歇計算有三個重要的指標:

系統的持續推進性:解決每次間歇執行周期內的可推進性和長期執行推進效率間的權衡問題。

執行的邏輯正確性:解決間歇執行的數據邏輯不一致、時效性、超預期突發能量消耗、並發一致性等問題。

間歇執行的高效性:最小化數據存儲,提高系統的綜合間歇推進效率,提升開發效率。

LiteOS間歇計算為什么能使物聯網終端實現長續航?

基於任務模型的間歇技術開發模型:間歇化的任務被划分為若干獨立子任務,每個子任務執行的開始階段都會自動保持監測點信息,在某個子任務執行期間斷電重啟后,系統會依據監測點信息恢復到該子任務的起始位置重新執行。

高效自適應間歇執行技術:基於當前能量狀態,自適應備份系統狀態,降低備份開銷,提高執行效率。

基於靜態分析的輔助開發工具:分析每個子任務檢測點保持數據的最小集合;為開發者提出切分task的建議,進一步縮小檢測點數據大小。

其中運用的神秘技術請看《LiteOS間歇計算技術,破解物聯網終端的“低電量焦慮症”》

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