面向無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件化操作系統(tǒng)的研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由部署在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)、分布式信息技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、感知、采集和處理各種監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、城市交通管理、倉(cāng)儲(chǔ)管理、軍事偵察等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，是當(dāng)前國(guó)際上備受關(guān)注的、多學(xué)科高度交叉的新興前沿研究熱點(diǎn)之一。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有小尺寸和低功耗、多樣化的設(shè)計(jì)和使用、有限的控制層次

2、、健壯的運(yùn)行要求和并發(fā)密集型操作等基本特性，這使得其上的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)頗具挑戰(zhàn)性。傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)和編程模式并不能直接應(yīng)用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。因此，一些新的開(kāi)發(fā)方法，如構(gòu)件化開(kāi)發(fā)方法，開(kāi)始引入無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件開(kāi)發(fā)之中。 本論文對(duì)現(xiàn)有的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)進(jìn)行分類總結(jié)，跟蹤了國(guó)內(nèi)外該領(lǐng)域的研究進(jìn)展，重點(diǎn)研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)典的TinyOS操作系統(tǒng)，包括其構(gòu)件模型、事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制、調(diào)度策略以及編程語(yǔ)言nesC；結(jié)合所研究課題

3、，對(duì)TinyOS的系統(tǒng)構(gòu)件進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)調(diào)度構(gòu)件，增強(qiáng)了TinyOS的適用性。利用所研究成果，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)用的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件構(gòu)件化開(kāi)發(fā)平臺(tái)，此開(kāi)發(fā)平臺(tái)提供了軟件構(gòu)件化輔助劃分、源碼構(gòu)件生成、軟件構(gòu)件組裝和構(gòu)件信息管理等工具，可以覆蓋基于nesC語(yǔ)言的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件構(gòu)件開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。本論文主要工作和創(chuàng)新之處包括： 1)深入研究基于構(gòu)件架構(gòu)的TinyOS的基礎(chǔ)上，提出了硬件描述層構(gòu)件的設(shè)計(jì)基本原則。在對(duì)Timyos的編