基于MC13224的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)TinyOS研究與移植.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSN）綜合了嵌入式技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)和傳感器技術(shù)等，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、醫(yī)療、家用、交通以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。WSN操作系統(tǒng)TinyOS，作為Sensor Node的基礎(chǔ)核心軟件，負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)軟硬件資源的分配與回收、協(xié)調(diào)和控制各種并行操作，為用戶提供接口，方便應(yīng)用開(kāi)發(fā)，提高開(kāi)發(fā)效率、增強(qiáng)軟件的可重用性，為整個(gè)系統(tǒng)維護(hù)和擴(kuò)展提供良好的軟件平臺(tái)。于此同時(shí)，ARM

2、處理器已遍及工業(yè)控制、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、通訊系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無(wú)線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場(chǎng)，ARM處理器應(yīng)用約占了32位RISC微處理器的75％以上的市場(chǎng)份額，可是，目前TinyOS對(duì)ARM處理器的支持并不好，這不免讓人遺憾，將TinyOS移植到一款基于ARM7微處理器的芯片MC13224上具有較大的意義，這也是論文寫(xiě)作原因所在。
　　論文首先介紹了 WSN節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，重點(diǎn)分析了常用的幾款WSN操作系統(tǒng)并分析了其差異，突出 Ti

3、nyOS優(yōu)勢(shì)所在；然后重點(diǎn)研究 TinyOS內(nèi)核機(jī)制，包括：輕量級(jí)任務(wù)和事件驅(qū)動(dòng)的雙重調(diào)度機(jī)制、模塊化的設(shè)計(jì)機(jī)制、組件化的編程機(jī)制、主動(dòng)消息的通信機(jī)制、資源仲裁、功耗管理；接著本文重點(diǎn)放在 TinyOS移植工作上，完成該工作，需要綜合應(yīng)用嵌入式軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，按一定步驟完成以下工作：搭建基于ARM7的交叉編譯環(huán)境，編寫(xiě)移植項(xiàng)目管理文件，編寫(xiě)鏈接描述文件，編寫(xiě)引導(dǎo)程序（Bootloader），針對(duì)MC13224和AD7799芯片按照Tiny

4、OS硬件抽象結(jié)構(gòu)要求完成板級(jí)支持包（BSP）和相關(guān)驅(qū)動(dòng)的編寫(xiě)，包括：GPIO、中斷控制器、UART接口、SPI總線、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、長(zhǎng)距離通信模塊SIM300C、定時(shí)器等模塊，并編寫(xiě)測(cè)試用例驗(yàn)證TinyOS各模塊驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)是否正確；最后針對(duì)TinyOS內(nèi)核先進(jìn)先出調(diào)度的缺點(diǎn)，重新對(duì)調(diào)度算法進(jìn)行了設(shè)計(jì)，提出了“定時(shí)優(yōu)先級(jí)非搶占和先進(jìn)先出混合調(diào)度機(jī)制”的概念，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)兩種調(diào)度算法效率進(jìn)行了對(duì)比。
　　論文的研究成果可以為相關(guān)科研項(xiàng)目理論