基于TinyOS的WSN節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它結(jié)合了計(jì)算、通信、傳感器三項(xiàng)技術(shù)，在軍事領(lǐng)域，環(huán)境監(jiān)測(cè)，家庭自動(dòng)化等多個(gè)領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，是當(dāng)前計(jì)算機(jī)學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。
　　無線傳感器節(jié)點(diǎn)是構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本單元。通常，節(jié)點(diǎn)具備成本低廉，便于在復(fù)雜的環(huán)境進(jìn)行大規(guī)模部署的特點(diǎn)。然而，低廉的成本也造成了節(jié)

2、點(diǎn)在計(jì)算能力、內(nèi)存容量和電源能量等方面的資源十分有限。因此，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合理的控制和資源分配，成為了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中一個(gè)非常必要的研究方向。
　　針對(duì)以上無線傳感器節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的必要性，本文將設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于TinyOS操作系統(tǒng)的無線傳感器節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)，對(duì)節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)用組件進(jìn)行合理的控制，進(jìn)而達(dá)到優(yōu)化節(jié)點(diǎn)資源配置的目的。首先，通過對(duì)現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析，論證了基于TinyOS操作系統(tǒng)對(duì)

3、無線傳感器節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)的可行性。然后，將控制系統(tǒng)分成靜態(tài)與動(dòng)態(tài)兩個(gè)部分。靜態(tài)部分為應(yīng)用選擇方案，將問題抽象成背包問題模型，并以遺傳算法為基礎(chǔ)，完成了應(yīng)用選擇方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)內(nèi)存資源的合理分配。動(dòng)態(tài)部分為WSN節(jié)點(diǎn)運(yùn)行時(shí)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對(duì)指令和應(yīng)用的控制，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約電源能量的目的。最后，對(duì)已完成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明，應(yīng)用選擇方案可以有效地利用傳感器節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存資源，WSN運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)可以有效地控