TinyOS在CC2430平台上的移植与实现-开题报告

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1、开题报告1.结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文献综述1研究背景和意义1.1无线传感器网络无线传感器网络（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硏究领域川。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，其目的是协作的感知、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⑵。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

2、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⑶。1.2无线传感器网络的操作系统一一TinyOS无线传感器网络的操作系统是无线传感器网络中的一项关键技术，是管理和操作设备的系统软件支持。它不仅具有传统操作系统的功能，负责管理系统中的软硕件，为用户提供应用开发和运行的平台⑷。相对于传统无线网络，无线传感器网络具有一些明显的特征：（1）网络中的传感器节点数量众多、密度高，单位面积所拥有的网络节点数远大于传统的无线网络。（2）传感器节点由电池供电，节点能量有限。由于节点数量多，而且无线传感器网络往往应用于人烟荒芜的地方或人们难以直接操作的地方，因此更换

3、传感器节点电池是不现实的。这决定了传感器节点生命和网络寿命的有限性。（3）网络节点间采用自组织的通信方式。传感器节点是自主的、自治的，节点之间以AdHoc•方式通信，不同于传统无线网络的中心控制通信模式。（4）网络拓扑易变化。由于节点能量有限，节点易岀故障，导致无线传感器网络拓扑信息变化快速。（5）网络应具备容错能力。传感器节点所处的环境通常是恶劣的（如噪咅多、风吹雨淋等），导致节点易受干扰，易出错。这要求无线传感器网络应具有容错能力才会有应用前景。由于以上的特点限制，传感器网络操作系统应具备的一些特点：(1)基于可重用组件的体系结构。(2)使用事件驱动模

4、型，通过事件触发來唤醒CPU工作。(3)单一任务栈。(4)内核非常简单，甚至在严格意义上说，称不上内核。(5)没有进程管理和虚拟存储⑺。冃前针对无线传感器网络开发的专用操作系统有⑷TinyOS、MagnetOS>MANTIS>SenOS、PEEROS等，其屮，TinyOS已被多方视为WSN的标准运行平台，它采用nesC语言，实现了通常操作系统的基本功能和通信部分协议栈及应用功能，其内核程序和内存的需求非常小，很适合无线传感器网络的应用问。1.3硬件平台——CC2430根据传感器节点的特性：能量有限、低成本、微型化、扩展性和灵活性强、安全、稳定，要求系统功耗

5、相当低、体积小，而对传输距离和传输速率没有太多限制，所以选择Chipcon公司的CC2430⑷。组建一个性能完善的无线传感器网络的关键就是选择好嵌入式操作系统和硬件平台，而如何将操作系统移植到硕件平台上则是关键的关键。而CC2430并不支持TingOS,所以只有将TinyOS成功的移植到CC2430上才能为后续的应用程序设计实现工作奠定了基础⑸。2国内外研究与发展现状无线传感器网络是一种分布式的自组织网络计算机系统，由于它的特殊性，致其对操作系统的需求相对于传统计算机系统有较大的差异。因此，需要针对感器网络应用的多样性、硬件功能有限、资源受限、节点微型化和

6、分布式任务作等特点，研究和设计新的基于传感器网络的操作系统和相关软件⑺。这就决定了网络节点的操作系统设计应满足如下要求：(1)小代码量。由于节点的内存有限，因此操作系统核心代码量必须比较小，使其可以在有限的空间中具备高效管理硬件的能力。(2)模块化。无线传感器网络设计的趋势是针对特定的应用而并不是普遍的应用,毕业设计（论文）开题报告不同的应用所需要的硬件平台是不相同的。随着无线传感器网络的广泛应用，节点构成的变化是巨大的。在特定的破件平台上，根据不同的应用快速便利地结合软件模块实现应用是非常重要的。（3）低功耗。WSN的大多数节点采用电池供电。由于节点数量

7、众多以及节点被散布的环境使更换节点的电池是不可行的，甚至是不可能的，因此低功耗的操作将延长整个网络的牛命周期，是操作系统设计必须满足的条件。（4）并发操作性。在传感器网络的节点上存在着大量的并发操作，如数据采样、数据处理、数据转发可能同时进行。操作系统需要具备支持严格并发操作的能力。（5）健壮性。WSN节点数量众多以及运行环境特殊，要求运行在单个节点上的操作系统不但健壮，而且应该便利地适应于可靠的分布式应用的发展。这些操作系统主要面向嵌入式领域相对复杂的应用，其功能也比较复杂，系统代码尺寸相对较大。而传感器网络破件等资源极为有限，上述操作系统目前很难在这样

8、的破件资源上止常运行[刃（6）容错性。传感器网络中的传感器经常会由