(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210381235.4 (22)申请日 2022.04.13 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114461370 A (43)申请公布日 2022.05.10 (73)专利权人 暨南大学 地址 510632 广东省广州市黄埔大道西6 01 号 (72)发明人 曹坤　陈冠宗　翁健　 (74)专利代理 机构 北京盛询知识产权代理有限 公司 11901 专利代理师 李艳芬 (51)Int.Cl. G06F 9/48(2006.01) G06F 9/50(2006.01)G06F 21/57(2013.01) (56)对比文件 CN 113505931 A,2021.10.15 CN 103235743 A,2013.08.07 US 2018276 556 A1,2018.09.27 CN 109960576 A,2019.07.02 CN 103235743 A,2013.08.07 曹坤 等.A Survey o n Edge and Edge- Cloud Computi ng Assisted Cyber-Physical Systems. 《IEEE TRANSACTIONS ON I NDUSTRIAL INFORMATICS》 .2021,第17 卷(第11期), 鞠芊蕾 等.混合关键性系统寿 命优化的任 务调度算法. 《计算机 工程》 .2019,第45卷(第1 期), 审查员 冷小素 (54)发明名称 一种面向物联网的安全关键任务调度方法 及系统 (57)摘要 本发明公开一种面向物联网的安全关键任 务调度方法及系统， 包括， 获取任务参数、 处理器 参数及任务集合， 基于任务集合生成初始解集 合， 基于所述任务参数及处理器参数对初始解集 合进行约束， 生成优化解集合， 通过迭代计算对 所述优化解集合进行优化， 得到静态调度表， 基 于静态调度表及任务集合生 成动态调度表， 以实 现物联网的安全关键任务调度。 本发 明在满足系 统生命周期、 任务的安全性需求和时间约束的条 件下， 通过为实时任务选择最优的处理器和工作 频率， 来最小化系统的总能耗。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 114461370 B 2022.07.01 CN 114461370 B 1.一种面向物联网的安全关键任务调度方法， 其特 征在于， 包括： 获取任务参数、 处理器参数及任务集合， 基于任务集合生成初始解集合， 基于所述任务 参数及处 理器参数对初始解 集合进行约束， 生成优化 解集合； 通过迭代计算对所述优化解集合进行优化， 得到静态调度表， 基于静态调度表及任务 集合生成动态调度表， 以实现物联网的安全关键任务调度； 所述静态调度表的获取 过程包括： S11构建迭代解 集合， 将所述优化 解集合赋值给迭代解 集合； S12计算迭代解集合中的可行解的能耗， 并根据能耗从低到高的顺序， 对迭代解集合中 的可行解进行降序排序； S13选取排序结果中前 的可行解， 其中 p为设定常数； S14随机选取排序结果中前 的可行解中的一个可 行解作为初始优化 解； S15基于迭代解 集合选取最优可 行解和次优可 行解； S16根据初始优化解、 最优可行解和次优可行解， 对迭代解集合中的单个可行解进行计 算获取突变 个体； S17基于突变个体及迭代解集合中的单个可行解， 构建后代解集合， 并对后代解集合中 的下一个可 行解通过步骤S16进行 更新； S18通过重复步骤S16 ‑S17， 将所述迭代更新完成后的后代解 集合赋值给迭代解 集合； S19通过重复步骤S12 ‑S18， 直到满足迭代终止条件， 输出最优方案作为静态调度表。 2.根据权利要求1所述 面向物联网的安全关键任务调度方法， 其特 征在于： 所述优化 解集合的生成过程包括： 基于任务集合随机生成初始解集合， 根据 所述任务参数及处理器参数分别构建期限约 束、 安全等级约束及生命周期约束， 通过期限约束、 安全等级约束及生命周期约束对所述初 始解集合进行约束， 得到优化 解集合。 3.根据权利要求1所述 面向物联网的安全关键任务调度方法， 其特 征在于： 所述动态调度表获取 过程包括： S21基于静态调度表， 获取任务 集合中当前任务的指令周期及开始执 行时间； S22设置标志位并初始化标志位 为正确； S23对所述标志位进行判断， 当所述标志位为正确时， 判断工作频率是否为1， 若工作频 率为1则更新标志位为错误， 若工作频率不为1时， 则执行步骤S2 4， 其中标志位为错误时， 任 务调度结束， 生成所述动态调度表； S24计算当前任务的时间开销， 基于当前任务的时间开销及当前任务的开始时间计算 得到当前任务的完成时间； S25对当前任务的完成时间进行截止期限判断， 若所述当前任务的完成时间大于截止 期限， 则获取所述当前任务的工作频率， 并执行步骤S23 ‑S24,对下一任务进行标志位判断 及时间开销计算， 否则所述标志位更新 为错误； S26通过重复步骤S23 ‑S25， 直到任务集合中任务个数与重复次数相同时， 则任务调度 结束， 生成所述动态调度表。 4.一种面向物联网的安全关键任务调度系统， 其特 征在于： 包括，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114461370 B 2获取模块， 处 理模块 获取模块用于获取任务参数、 处理器参数及任务集合， 基于任务集合生成初始解集合， 基于所述任务 参数及处 理器参数对初始解 集合进行约束， 生成优化 解集合； 处理模块用于通过迭代计算对所述优化解集合进行优化， 得到静态调度表， 基于静态 调度表及任务 集合生成动态调度表， 以实现物联网的安全关键任务调度； 所述处理模块包括第一处理模块， 其中第一处理模块用于获取静态调度表， 其中所述 静态调度表的获取 过程包括： S11构建迭代解 集合， 将所述优化 解集合赋值给迭代解 集合； S12计算迭代解集合中的可行解的能耗， 并根据能耗从低到高的顺序， 对迭代解集合中 的可行解进行降序排序； S13选取排序结果中前 的可行解， 其中 p为设定常数； S14随机选取排序结果中前 的可行解中的一个可 行解作为初始优化 解； S15基于迭代解 集合选取最优可 行解和次优可 行解； S16根据初始优化解、 最优可行解和次优可行解， 对迭代解集合中的单个可行解进行计 算获取突变 个体； S17基于突变个体及迭代解集合中的单个可行解， 构建后代解集合， 并对后代解集合中 的下一个可 行解通过步骤S16进行 更新； S18通过重复步骤S16 ‑S17， 将所述迭代更新完成后的后代解 集合赋值给迭代解 集合； S19通过重复步骤S12 ‑S18， 直到满足迭代终止条件， 输出最优方案作为静态调度表。 5.根据权利要求 4所述面向物联网的安全关键任务调度系统， 其特 征在于： 所述获取模块包括第 一获取模块， 其中第 一获取模块基于任务集合随机生成初始解集 合， 根据所述任务参数及处理器参数分别构建期限约束、 安全等级约束及生命周期约束， 通 过期限约束、 安全等级约束及生命周期约束对所述初始解 集合进行约束， 得到优化 解集合。 6.根据权利要求 4所述面向物联网的安全关键任务调度系统， 其特 征在于： 所述处理模块包括第二处理模块， 其中第二处理模块用于获取动态调度表， 所述动态 调度表获取 过程包括： S21基于静态调度表， 获取任务 集合中当前任务的指令周期及开始执 行时间； S22设置标志位并初始化标志位 为正确； S23对所述标志位进行判断， 当所述标志位为正确时， 判断工作频率是否为1， 若工作频 率为1则更新标志位为错误， 若工作频率不为1时， 则执行步骤S2 4， 其中标志位为错误时， 任 务调度结束， 生成所述动态调度表； S24计算当前任务的时间开销， 基于当前任务的时间开销及当前任务的开始时间计算 得到当前任务的完成时间； S25对当前任务的完成时间进行截止期限判断， 若所述当前任务的完成时间大于截止 期限， 则获取所述当前任务的工作频率， 并执行步骤S23 ‑S24,对下一任务进行标志位判断 及时间开销计算， 否则所述标志位更新 为错误； S26通过重复步骤S23 ‑S25， 直到任务集合中任务个数与重复次数相同时， 则任务调度 结束， 生成所述动态调度表。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114461370 B 3