物联网tinyos课程教学研究与探索

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1、物联网TinyOS课程教学研究与探索郭瑛（青岛科技大学信息科学技术学院，山东青岛266061）摘要：以物联网专业所开设的TinyOS课程为研究对象，提出其教学内容，并对授课方式、学时分配策略、实验设置方案进行研究探讨。.jyqkail protected]。0引言随着电子、信息、通信等技术的发展，越来越多的高校开设了物联网专业[1]。TinyOS课程是物联网专业特有的课程，是物联网专业课程体系中的重要组成部分。通过该课程的学习，学生应了解TinyOS操作系统的相关概念、内核机制、体系特点及其发展历史；掌握安装TinyOS系统和编译调试的方法、n

2、esC编程语言的语法规范以及系统的运行机制；熟练使用TinyOS操作系统的主要功能模块，并能进行应用开发。TinyOS是加州大学伯克利分校（UCBerkeley）开发的开放源代码操作系统，专为嵌入式无线传感网络设计，该操作系统采用基于构件（ponent-based）的架构，其构件包括网络协议、分布式服务器、传感器驱动及数据识别工具[2]。这是一种新型的操作系统，仍处于发展变化中。目前只有很少的高校开设了TinyOS课程，但尚未形成成熟的课程体系，可参考借鉴的经验不多。如何合理设置物联网专业TinyOS课程，是一个值得探讨的问题。1教学内容设置物联网专业T

3、inyOS课程，主要包括传感器网络操作系统概述、开发环境、nesC编程语言、基本操作、系统内核、平台与仿真等内容[3]。这些内容可以分为传感器网络操作系统与开发环境、nesC编程语言与基本操作、系统内核、平台与仿真4部分，其具体内容如图1所示。1.1传感器网络操作系统与开发环境传感器网络操作系统与开发环境部分是本课程的入门引导内容，首先介绍传感器网络和TinyOS操作系统的相关概念，然后讲述TinyOS的开发环境，其重点是TinyOS2.1在akefile文件以及编译工具；③TOSSIM仿真，这是本部分的重点内容，在不具备硬件实验条件的时候，可以采用TO

4、SSIM进行仿真，主要内容有仿真编译、基于Python的仿真、调试语句、网络配置、变量的观察、注入消息包、C++接口、gdb调试等。这部分的内容设置比较灵活，在有硬件实验条件的学校，可以减少对TOSSIM仿真的介绍，对于有一定研发能力的学生，可以增加对平台开发的介绍，鼓励学生利用现有条件进行新平台的建立和移植。2学时设置物联网专业TinyOS课程的学时设置，要综合考虑学校的硬件条件和学生的具体情况。对于有实验条件的学校，可以将课堂授课与实验穿插进行，每讲授完一部分内容，就安排相应的实验，使学生深入理解理论知识。对于尚无实验条件的学校，可适当增加实例的课堂

5、演示，加深学生对相关概念的理解。结合课程教学大纲，以32~48学时的设置方式为例，物联网专业TinyOS课程内容安排见表1。nesC编程语言与基本操作为该课程的主要内容，占15~22学时，这部分包含最基本的编程规则和基本操作，是讲授中的重点与难点。传感器网络操作系统概述与开发环境占6~9学时，系统内核占6~9学时，平台与仿真占5~8学时，这些部分包含基本概念和相关操作，讲授时可与实验相结合进行。3实验设置物联网专业TinyOS课程是一门面向应用的课程，可设置16~32个学时的实验。该实验对硬件的要求不高，只要有若干电脑和支持TinyOS平台的传感器节点即

6、可完成大部分基础性实验[4]，多数高校具备实验条件。暂时没有实验条件的高校也可以通过TOSSIM进行仿真实验。物联网专业TinyOS课程可设置8~10个实验，每个实验2~3个学时，实验内容主要包含：①TinyOS的安装与测试，这是本课程实验学习的第一步，学生通过这个实验初步了解TinyOS，并搭建相应的实验环境，可根据情况选择TinyOS2.1在].北京:清华大学出版社,2011:1-291.[4]青岛东合信息技术有限公司.TinyOS操作系统开发技术及实践[M].西安:电子科技大学出版社,2014:178-229.[5]李鸥,张效义,王晓梅,等.Tin

7、yOS实用编程:面向无线传感网节点软件开发[M].北京:机械工业出版社,2012:185-194.（编辑：杨涛）