基于无线传感器网络操作系统底层平台及内存管理地研究

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1、摘要随着集成智能传感器技术、微机电系统技术和网络通讯技术的快速发展，一种全新的信息获取处理技术，无线传感器网络应运而生，它的诞生就在国际上备受关注，并且它被认为是21世纪最重要的技术之一。无线传感网络操作系统技术是无线传感网络的支撑技术之一，是无线传感网络的基本环境和平台，是开发应用程序的基础。无线传感网络操作系统底层平台又是操作系统的技术关键，它是操作系统及其应用软件同操作系统的硬件的重要连接，针对无线传感网络操作系统底层平台的研究又有着重要的意义；其次，无线传感网络操作系统的内存管理是保护系统资源合理分配，保证系统的可靠性有着重要的意义。目前，对WSN的研究主要集中在通信协议、能耗管理、

2、定位算法以及体系结构设计上，它们占无线传感网络研究的绝大部分，而针对无线传感网络操作系统的研究却相对较少，尤其是对其底层平台的研究就更少了，所以针对无线传感网络操作系统底层平台的研究就有了更广阔的空间；其次，在内存管理方面，嵌入式操作系统不像在传统的Windows和Linux桌面操作系统，有自己完善的内存管理机制，它的有限资源和低成本，对其内存管理的研究又有了更多难点和挑战。本论文研究内容源于本实验室承担的国家自然科学基金重点项目“月球探测系统的建模、传感、导航和控制基础理论及关键技术研究(60535010)”。本论文主要是针对无线传感网络操作系统的底层平台和内存管理进行研究。首先介绍了无线

3、传感网络及无线传感网络操作系统的发展现状和基本理论，文中着重研究无线传感网络底层平台，对其无线通讯模块、无线通讯的过程以及DMA通道的配置进行研究，并实现了数据传输的两大硬件通讯模块的驱动程序。其次，操作系统内存管理模块结合肛C／OSII内存管理的实现方法，提出新的数据结构，并根据新的数据结构，实现更好的内存分配和回收机制。在文章的最后，·实现了人机交互的控制平台，并针对操作系统实现了系统测试，检验操作系统实现的功能。关键字：无线传感网络无线传感网络操作系统底层平台内存管理“C／OSll人机交互ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofthetechnologyoft

4、heintegratedandintelligentsensor,micro．electro．mechanicalsystemandnetworkcommunication,wirelesssensornetworkcomesintobeing，whichisanewtechnologyofinformationprocessing．Ithasgotalotofattentionintheinternationalarenasince‘itisbeing，anditisconsideredoneofthemostimportanttechnologiesduringthe21虬century

5、．Wirelesssensornetworkoperatingsystem(WSNOS)isoneofthesupportivetechnologiesofthesystem．TheunderlyingplatformofWSNOSisanimportanttechnology,whichcombinestheoperatingsystemandapplicationsoftwarewiththehardwareoftheoperatingsystem．AndmemorymanagementofWSNOScanprotectthereasonableallocationofthesystem

6、resources，whichensuresthereliabilityofthesystem．Atpresent．theWSNresearchfocusesonthecommunicationprotocols，powermanagement，positioningalgorithmandarchitecturedesign．Butitisarelativelysmalltostudythewirelesssenornetworkoperatingsystem，andsaysnothingoftheunderlyingplatform．Sotherewillbeabroaderspacet

7、ostudytheunderlyingplatformofWSNOS．Secondly,inmemorymanagement，embeddedoperatingsystemdoesnotlikethetraditionaloperatingsystem，WindowsandLinux，whichhavetheperfectmemorymanagementmecharfism．Becauseofitslimit