毕业论文—tinyos在cc2430平台上的移植与实现

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1、1弓11.1研究竹景及研究意义11.2国内外研究现状11.3本文主要研究内容32无线传感器网络嵌入式操作系统32.1无线传感器网络体系结构及对操作系统的要求32.2常见的无线传感器网络操作系统52.3TinyOS无线传感器网络操作系统62.4/J、结83TinyOS的移植方案83.1TinyOS系统移植方案设计83.2准备工作93.3开发环境具体搭建过程103.4移植配罝153.5测试移植是否成功203.6/J、结244TinyOS程序设计244.1编程语言——nesC254.2温度采集实例274.3实例验证304.4/J、结30结i仑31?姗33#^文献34附录A测试

2、程序36附录B温度采集程序371引言1.1研究背景及研究意义无线俾感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)技术是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域Ul。无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其0的是协作的感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息并发送给观察者［2j。从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连通。无线传感器网络是继因特网之后，将对21世纪人类生活方式产生重大影响的IT热点技术［3］。当前，对WSN的研宄主要

3、集中在通信协议上，约占研究点的35%;其次是能耗管理，约占16%;再次是定位算法、体系结构设计和可靠性研宄，三者共占研究点的24%,而对于系统软件尤其是操作系统的研宄相对较少。然而，WSN的操作系统(WSNOS)是WSN系统的基本软件环境，是众多WSN应用软件开发的基础，它的高效性、灵活性和实时性直接影响到系统的性能。所以针对无线传感器网络节点操作系统的研允与应用具有非常宽广的空间［4］。同其他操作系统一样，无线传感器网络操作系统运行在传感器网络节点上，负责管理节点的软硬资源，从而实现对物理资源的抽象和提供高通用函数的实现。如果没有传感器网络操作系统，程序员就必须考虑节

4、点硬件底层的实现，这无异给传感器网络应用的开发带来了困难。若是能使程序员使用传感器网络操作系统提供的构件接口直接开发应用程序，这将大大加快无线传感器网络应用的开发速度。因而开发高效、易用的无线传感器网络操作系统不仅具有重要的科研理论价值，同时也具有现实的指导意义

5、5］。1.2国内外研究现状近年来各大学及科研机构不断开发出具有多种功能的WSN操作系统。大多数的操作系统都使用事件驱动的编程模型，典型的奋TinyOS、Contiki、EYESOS、SOS等。其中，乂可以按照内核调度策略分成两类：一类是非抢占式的操作系统，如TinyOS、EYESOS等；另一类是抢占式操作系统，

6、如Contiki、MANTISOS等。另外，多个操作系统又作了很多不同程度的扩展，比如Contiki支持动态链接、动态下载、Java编译器等，MANTISOS提供动态内存分配等。由于WSN操作系统属于新兴研宄，没有统一的标准，所以总存在一些不足，并且由于不断出现新的设计A标和位用需求，新的操作系统仍然不断地被提出［6］。目前，最著名的WSN操作系统是加州大学伯克利分校研宄开发的TinyOS操作系统［6］,它也是WSN操作系统领域内事实上的标准。TinyOS提供了组件化的软件框架、事件驱动并提供并发处理，在处理能力和内存资源受限的情况下能够完成不冋的应用，非常适合WSN的

7、特点和应用需求。研宄TinyOS,根据操作系统设计目标对TinyOS的某些方而作一定的改进对于进一步促进WSN的发展是非常必要的。近年来，我国的一些科研机构虽然没冇开发出WSN操作系统，与国外相比略冇落后，但己经有很多大学生，尤其是研究生，在导师的指导下深入研究了TinyOS。重庆大学杨红远，完成了基于气敏传感器的无线电子鼻传感器节点的实现针对传感器节点硬件平台进行了模块化设计，实现了节点的硬件平台。使用TinyOS完成了节点的软件程序设计。在使用过程中，体现了TinyOS操作系统在软件体系结构有助于提高无线传感器网络的性能，发挥硬件的特点，降低其功耗，简化应用程序的开

8、发的优势。武汉理工大学黄向骥，设计的智能家居％软件方面选择了将TinyOS系统移植到了CC2430平台上，并编写了传感器节点的收发程序。南京理工大学吉安龙［9］,所设计的基于TinyOS的图像无线传输系统能够稳定运行，完成了图像采集、无线传输与显示，为进一步在大范围无线网络中传输大量数据的研宄奠定了基础。依据现有典型平台Micaz的情况，成功地将TinyOS移植到实验室开发的节点平台上，为了上层应用的开发的需要与方便，在TinyOS屮设计了射频协议栈，完成了对射频芯片CC2420的驱动。吉林大学李赞飞^1，设计了基于WSN的燃气无线抄表系