无线传感器网络实时操作系统的存储管理研究

论文摘要

在当今信息技术飞速发展的时代,以Internet为代表的信息网络给人们的生活带来了巨大的变化,加快了信息的传输,改变了人们的生活方式。随着通信技术、嵌入式技术、分布式信息处理技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟,以及“普适计算”技术模式的出现,融合了21世纪信息产业三大支柱（传感器技术、信息处理技术和网络通信技术）的无线传感器网络应运而生。无线传感器网络（Wireless Sensor Networks）是大规模、无线、自组织、多跳、无分区、无基础设施支持的网络,其中的节点是同构的、成本较低、体积较小、大部分节点不移动、被随意撒布在工作区域,要求网络系统有尽可能长的工作时间。无线传感器网络有其自身的特点:节点能量有限,节能性要求高;计算和存储能力有限,要求算法简单高效,以数据为中心,需要在本地进行数据融合等等。因此,针对无线传感器网络自身特点和用途,开发专用的无线传感器节点操作系统已成为当前无线传感器网络领域内亟待研究的课题。以ARTs-SNOS的研发为背景,主要研究了WSN操作系统的存储器管理方案,并着重介绍了自主开发的无线传感器网络操作系统ARTs-SNOS存储器管理子系统的设计思想、体系结构以及实现技术。重点分析了ARTs-SNOS存储器管理子系统的设计与实现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 普适计算模式和无线传感器网络
• 1.2 WSN 实时操作系统的应用需求
• 1.3 WSN 实时操作系统国内外研究现状
• 1.4 本文研究的主要内容与组织
• 2 基础技术与ARTs-SNOS 操作系统
• 2.1 无线传感器网络拓扑及节点结构分析
• 2.2 无线传感器网络的特征
• 2.3 ARTs-SNOS 总体设计
• 2.4 本章小结
• 3 ARTs-SNOS 内存模式的设计
• 3.1 传统实时操作系统的内存空间模式
• 3.2 典型内存空间模式的实时操作系统
• 3.3 ART-SNOS 系统中基于完全保护机制的实时内存模式
• 3.4 本章小结
• 4 ARTs-SNOS 的内存分配与回收策略研究
• 4.1 实时任务的特征与分类
• 4.2 实时任务的内存分配与回收
• 4.3 内存分配的通用策略
• 4.4 内存置换的通用策略
• 4.5 ARTs-SNOS 的自适应优化管理策略
• 4.6 本章小结
• 5 基于ARM9 平台的实时内存管理实现
• 5.1 ARTs-SNOS 的任务模型
• 5.2 ARTs-SNOS 中的内存管理架构
• 5.3 ARM9 平台上的内存保护机制
• 5.4 ARM9 平台上的地址空间管理实现
• 5.5 ARM9 平台上的虚拟内存管理实现
• 5.6 ARM9 平台上的内核堆管理实现
• 5.7 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 发展与展望
• 致谢
• 参考文献