基于TinyOS的无线传感器网络操作系统的分析与研究

论文摘要

无线传感器网络(WSN)通过大量散布在一定区域内的传感器节点采集感兴趣的监测数据,并对数据进行处理、融合,通过自组织多跳路由网络传递给观测者。嵌入式操作系统是传感器节点中的基础核心软件,它负责节点全部软硬件资源的分配及回收,控制和协调并发活动,提供用户接口,使用户获得良好的工作环境。本文首先介绍了无线传感器网络及其节点的特点,提出了无线传感器网络节点操作系统的设计要求,重点介绍了当前主流的节点操作系统TinyOS的设计思想。其次,深入研究了TinyOS的体系结构和几个关键机制即编译运行机制,任务调度机制,能量管理机制和主动消息机制。最后,详细说明了在基于CC2430搭建的软件平台上实现TinyOS的移植过程,并进行了验证,为后续的研究工作奠定了基础。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 WSN的兴起及发展
• 1.2 研究背景及动态
• 1.3 WSN的应用与展望
• 1.4 本论文的主要工作
• 第二章 无线传感器网络嵌入式操作系统
• 2.1 无线传感器网络体系结构
• 2.2 无线传感器网络对操作系统的需求
• 2.3 现有的无线传感器网络操作系统的介绍及对比
• 2.4 TinyOS的设计思路
• 2.5 小结
• 第三章 nosC语言
• 3.1 nesC简介
• 3.2 接口
• 3.3 模件及任务
• 3.4 配件及其连接
• 3.5 小结
• 第四章 TinyOS操作系统
• 4.1 TinyOS系统架构
• 4.2 TinyOS编译机制
• 4.3 TinyOS启动机制
• 4.4 TinyOS任务调度机制
• 4.4.1 TinyOS任务与调度器
• 4.4.2 TinyOS的并发性
• 4.5 TinyOS的能量管理机制
• 4.6 TinyOS的通讯机制
• 4.7 小结
• 第五章 TinyOS的移植
• 5.1 无线单片机CC2430简介
• 5.2 TinyOS的移植工作
• 5.2.1 修改硬件表示层组件
• 5.2.1.1 MCS51核处理器
• 5.2.1.2 通用IO,LEDs,Timers,USART
• 5.2.2 修改平台文件
• 5.2.3 修改编译工具链
• 5.2.4 定制编译环境
• 5.3 TinyOS软件开发环境测试
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 未来展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况