FreeRTOS如何解决使用消息队列时，生产者可以随时生产消息，但是无法确定消费者何时消费消息的问题

霸王猫 · 发表于 2020-8-7 21:47:53

本帖最后由霸王猫于 2020-8-7 21:55 编辑

FreeRTOS要求使用消息队列时必须满足如下条件：生产者生产速度小于消息者消息速度。

现今有以下要求：
   1、单片机和手机APP进行MODBUS通信，手机APP为MODBUS主站，单片机为MODBUS从站。
   2、单片机采集传感器信息上传给手机APP。
   3、单片机规划2个任务。任务1为传感器任务，任务2为MODBUS任务（MODBUS任务负责将数据上传给手机APP软件）。
   4、传感器任务（任务1）每隔1秒采集1次传感器数据，然后发送到消息队列
   5、MODBUS任务（任务2）收到手机APP的请求信号量后，从消息队列中取出传感器数据，通过MODBUS-TCP传输手机APP软件。
   6、单片机一直上电运行
   7、工人随机巡查设备时，打开手机APP软件读取单片机设备的运行数据，可以观察设备的运行状态，巡查完毕，关闭手机APP软件。
               调试时发现刚刚打开手机APP软件时，观察到的传感器数据是很久之前采集的数据，需要等一会才会显示最近采集的数据。
         分析原因可能是因为由于传感器任务每隔1秒钟往消息队列发送消息，而由于消费者（MODBUS任务）在这期间一直都不取走消息（因为这段时间没有人来巡查设备），导致消息队列早就已经装满了，
因此某个时间段内当巡查员打开手机APP软件巡查时，观察到的数据就是消息队列早期采集到的传感器数据。
         当MODBUS任务将消息队列中存储的很久之前采集的传感器数据消费完毕后，这时候消息队列里才会装最近采集的数据，手机APP主页画面上才会显示最近采集的传感器数据。

请问：对于生产者周而复始不停的生产，而无法确定消费者何时消费的场景，该如何解决呢？

霸王猫 · 发表于 2020-8-7 21:47:54

ufbycd 发表于 2021-12-8 11:36
不要用全局变量，用函数封装一下再给Modus线程，用互斥量确保没有同时进行传感器数据的读跟写。

1、定义全局变量用于存储传感器数据
   uint8_t  buffer[20]

2、单片机接收传感器数据任务：
         用消息队列接收传感器数据（因为生产者生产速度小于消费者消费速度，所以可以使用消息队列传输数据）
         互斥信号量保护
         传感器数据存储到buffer
         互斥信号量释放

3、手机APP任务
         由于手机APP任务是MODBUS主站，有可能一周才触发一次，不能使用消息队列传输传感器数据，因此使用全局变量+拍照功能进行数据交换。
      （1）、定义局部变量  uint8_t Temp_buffer[20]
         （2）、互斥信号量保护
                     for (i=0;i<20;i++)
                           Temp_buffer = buffer --->拍照
                     互斥信号量释放
         （3）、Modbus通信使用Temp_buffer

decai · 发表于 2020-8-8 17:56:47

为什么一定要将数据堵在消息队列里呢.从消息队列里读出来放到一个环形缓冲区里循环覆盖不行么.
等app需要的时候整个队列一起发走
这样这个缓冲区里的数据一直就是最近几秒的新数据

霸王猫 · 发表于 2021-12-7 17:21:45

本帖最后由霸王猫于 2021-12-7 17:23 编辑

你这样使用就相当于：使用信号量方式访问全局数组式啦！
我想用消息队列实现，但是FreeRTOS要求使用消息队列时必须满足如下条件：生产者生产速度小于消息者消息速度。
但是我的条件显然不能满足，因为传感器每隔1秒给单片机上传采集数据（生产数据），但是你也不知道工人什么时候来巡检（消费数据），有可能工人每隔1个星期才来巡检一次。

正点原子 · 发表于 2021-12-8 01:41:05

一般这种是存起来，超过就覆盖。只要你存储够大，就可以存储很长的时间。

ufbycd · 发表于 2021-12-8 10:46:48

既然传感器数据只有一个数值，那么传感器线程只更新这个值就行了，没必要做成队列，ModuBus有请求就读这个值。

霸王猫 · 发表于 2021-12-8 11:25:46

ufbycd 发表于 2021-12-8 10:46
既然传感器数据只有一个数值，那么传感器线程只更新这个值就行了，没必要做成队列，ModuBus有请求就读这个 ...

传感器有一堆数据（大概20个字节）

1、传感器定时每隔1秒给单片机上传传感器采集数据（生产者）
2、巡检工人定时每隔1周用手机APP连接单片机查看系统状态（包括：传感器数据）（消费者）

像这种：生产者和消费者严重不对等的特殊情况，看来就不能用消息队列传输，只能用全局变量（全局缓冲区）+信号量进行传输。
因为操作系统消息队列的使用原则是：生产者生产速度必须小于消费者消费速度，否则系统就会严重滞后。