基于TinyOS的嵌入式無線傳感器網(wǎng)絡設計

　　3 嵌入式操作系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

　　無線傳感器網(wǎng)絡是由大量節(jié)點組成的網(wǎng)絡系統(tǒng)，每個節(jié)點可看作一個微型的嵌入式平臺?，F(xiàn)有的嵌入式操作系統(tǒng)大多是實時操作系統(tǒng)，很少考慮能源供應，而且占用空間很大。由于無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點處理能力、電源及存儲能力有限，采用 TinyOS嵌入式系統(tǒng)，并引入輕線程、主動消息、事件驅(qū)動和組件化編程。TinyOS是一種專門為嵌入式操作系統(tǒng)設計的基于組件的操作系統(tǒng)，由nesC 語言實現(xiàn)，主要應用于無線傳感器網(wǎng)絡。TinyOS根據(jù)嵌入應用可以輕易增減控制執(zhí)行的功能，而且編譯器可避免數(shù)據(jù)競爭的現(xiàn)象，可節(jié)省硬件資源，并能執(zhí)行多個快速響應的控制操作。

　　3．1 組件

　　TinyOS操作系統(tǒng)一般由Main組件(初始化硬件并執(zhí)行調(diào)度程序)、應用組件(實現(xiàn)具體應用功能)、系統(tǒng)組件(為應用層組件提供服務)、HPL(硬件描述層)構成。這種體系結構使得TinyOS非常方便用戶使用，增加了操作系統(tǒng)的移植性和軟件的復用性。

　　3．2 接口

　　這里的接口是一個雙向通道，它具有的功能和事件通知能力是雙向的，向調(diào)用者提供命令和實現(xiàn)命令者進行事件通告。代碼如下：

　　TinyOS應用程序還要使用testSM，GenericComm等組件實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡的邏輯功能。test5M提供接口的命令，并實現(xiàn)對調(diào)用接口事件的響應；GenericComm通過調(diào)用其他組件實現(xiàn)從消息包到主動消息、位級數(shù)據(jù)傳送到無線電收發(fā)模塊的功能。為了能將TinyOS移植到節(jié)點平臺上，需要根據(jù)節(jié)點平臺設計修改TinyOS中的初始化代碼，編寫自己的BSP程序，達到移植操作系統(tǒng)的目的。

　　GenericComm提供了256個消息收發(fā)接口，采用CSMA／AD的MAC協(xié)議，消息到達組件test5M中，receive事件就會立刻調(diào)用。因此在這個事件中實現(xiàn)不同消息的轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)通信雙方的握手：

　　4 結 語

　　在分析無線傳感器網(wǎng)絡體系結構的基礎上，設計以超低功耗單片機MSP430為核心，并結合了無線收發(fā)模塊nRF24E1的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點。軟件開發(fā)平臺采用TinyOS操作系統(tǒng)，從硬件、軟件等方面對無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點進行了設計。

參考文獻:

[1].MSP430datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/MSP430_490166.html.
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