TinyOS中基于优先级的软实时任务调度

TinyOS是一个开源的构件化操作系统,它采用构件化描述语言NesC进行开发,主要针对资源非常有限的无线传感器网络节点而设计。本文分析了具有代表性的无线传感器网络操作系统TinyOS的调度机制并指出其不足。在此基础上提出了改进方案并实现了基于优先级的调度策略。针对其在实时应用领域的调度缺陷,设计了一种软实时任务调度构件。从实际系统GAINS节点中应用的结果可知,该改进方法能很好地改善无线传感器网络通信性能。     

TinyOS集成开发环境的设计与实现

TinyOS是针对资源非常有限的无线传感器网络节点而设计的构件化操作系统,采用构件化描述语言nesC进行开发。由于采用基于构件的软件工程（CBSE）技术,TinyOS可以看成是一个构件库,简化了无线传感器节点上的应用程序设计,但目前缺乏系统配套的构件管理工具和高效集成开发环境(IDE)。分析了构件化描述语言nesC和TinyOS的开发过程,设计并实现了一种构件化集成开发环境及其构件管理器。根据分析和实际使用,该开发环境能有效地简化开发流程并提高开发效率。     

无线传感器网络操作系统TinyOS研究

介绍一种专门针对无线传感器网络设计的开源嵌入式操作系统TinyOS,分析TinyOS与其它常见操作系统显著不同的三个特点,深入研究TinyOS的任务调度策略、程序模型以及通信模型.     

TinyOS中DSA调度策略的研究

针对TinyOS任务调度采用非剥夺的先来先服务调度策略,而产生的系统紧急任务不能及时得到响应及节点吞吐量下降情况,该文提出一种新的可抢占时限短作业调度策略——DSA。在绝对时限前执行硬实时任务,满足了系统对实时任务的响应要求,提高处理器的响应速度,对软实时任务实行短作业优先调度策略,提高系统的吞吐量。在TinyOS上测试表明,DSA策略在不影响TinyOS原有性能的情况下,改进了传感器网络承担实时性任务的运行效果。     

基于软件总线的星载系统软件结构的研究与设计

针对目前国内外星载系统软件可重构性较差的问题,提出了一种基于软件总线的星载系统软件结构。首先，介绍了软件总线和软构件的结构。其次，阐述了星载实时多任务操作系统中混合任务调度算法的设计。最后，对这个混合任务调度算法的正确性给出了证明。     

基于TinyOS的无线工业控制网络节点设计

针对工业控制环境对无线数据通信提出的苛刻要求，设计了一个基于实时嵌入式操作系统TinyOS的无线工业控制网络节点。简要介绍了所使用的硬件并给出了WICN前端节点设计结构和硬件连接示意图；在介绍了TinyOS的基础上，分析了系统平台和节点应用实现的设计过程，最后给出了应用的软件结构和程序流程图。该节点能有效地运行在无线工业控制网络环境中，满足了工业现场的要求。     

基于Linux任务优先级的实时性改进的研究

针对嵌入式系统对嵌入式操作系统的要求，本文分析了基于Linux任务优先级的调度策略中实时性能的不足，提出了一种嵌入式Linux任务调度模型，将任务的相对截止期和空闲时间这两个特征参数结合起来，综合设计任务的优先级，而且任务的优先级由相对截止期和空闲时间惟一确定，从而提高任务调度的成功率，增强了系统的实时性能。     

任务分解、任务调度与并行算法设计

针对ＭＩＭＤ结构的并行计算机对Ｊｏｂ－Ｓｈｏｐ问题设计实时调度的并行算法，通过对采用不同的任务分解方法和任务调度方案设计并行算法的分析，以两种任务分解为例，说明了任务分解与任务调度在并行算法中的重要作用。     

基于AutoCAD的协同设计框架的研究与实现

计算机支持协同工作（CSCW）使得设计信息的交流、检索、共享和使用更加方便，对提高设计效率，增强决策能力，减少设计成本有重要的意义。针对计算机支持协同工作系统的实时要求，结合软件开发中构件化设计思想，提出了针对AutoCAD的实时协同设计框架实现模型。分析了同步协同代理层和数据交互代理层，并提出了一个AutoCAD数据交换协议模型来提高设计数据的传输效率。     

RTLinux实时任务调度机制的剖析及改造

RTLinux是应用于硬实时应用的操作系统。对RTLinux实时任务调度机制进行了剖析，并且对实时任务调度模块进行了测试，针对测试中所发现的问题对实时任务调度模块进行了改造，并编写测试程序进行了验证。     

基于Markov模型的WSN汇聚树路由协议

根据工业监控无线传感器网络(WSN)的可靠性和实时性需求,采用跨层优化方法,提出一种基于介质访问控制层Markov模型的汇聚树协议MM-CTP。利用IEEE 802.15.4 WSN链路层动力学Markov模型对单簇网络进行数据帧传输性能分析,改进汇聚树协议的链路质量评估方法,通过计算最优路由梯度,建立网络拓扑,在保证较高数据到达率的同时,使网络延迟最小,以满足工业监控网络的数据传输需求。     

TinyOS下基于MSP430平台的EEPROM驱动程序设计

无线传感器网络节点需要非易失性的外部存储器来保存自身采集的数据、路由信息等传感器数据。这就需要节点上的微处理器能够访问外部存储器。在专门为传感器网络设计的微型操作系统TinyOS中,没有支持对串行EEPROM进行相关操作的底层驱动程序。根据实际需求,在分析了串行EEPROMAT24C512B的功能和TinyOS下硬件抽象体系结构的基础上,设计了基于I2C总线的EEPROM硬件抽象组件体系,实现了TinyOS下基于MSP430平台的串行EEPROM驱动程序,同时满足了应用开发的灵活性与传感器节点功耗低两方面的需求。     

无线传感器网络实时传输协议的研究与实现

无线传感器网络能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息,并对他们进行处理,然后传送到用户。在该过程中,数据的实时传输协议对应用的成功起着至关重要的作用。基于TinyOS1.1.11平台对SPEED协议进行了实现,解决了反向压力和拥塞后的恢复问题,并对其进行了测试,最后提出了能更好地满足实时无线传感器网络应用的一些思路。     

基于TinyOS的HRRF调度策略

针对传感器网络操作系统TinyOS采用非剥夺的先来先服务调度策略,系统紧急任务不能得到及时响应及节点吞吐量下降的情况,提出了一种可抢占HRRF(Highest-Response-Ratio First)作业调度策略。HRRF算法采用对于实时性较强的任务优先调度策略,满足了系统对实时任务的响应,提高了处理器的响应速度;对于软实时任务采用高响应比(任务等待时间/需运行时间)调度策略,提高了系统的效率。在TinyOS上的测试表明,HRRF策略在不影响TinyOS原有性能的情况下极大改善了传感器网络承担实时性任务的运行效果。     

TinyOS中多优先级任务队列调度策略研究

针对TinyOS先来先服务调度策略中重要任务不能及时响应的不足,提出一种基于多优先级任务队列的调度策略。该调度策略将原来一个任务队列增加为三个优先级队列并引入抢占机制,最高优先级队列中的任务在满足抢占原则时才可以抢占其他队列正在执行的任务,任务只能在不同队列之间发生抢占,这样既减少了上下文切换,又保证了重要任务的优先执行。实验结果表明,该调度策略在不影响原有系统性能的情况下,提高了TinyOS对重要任务的响应性能。     

无线传感器网络煤矿监测系统的设计与实现

为了减小矿难发生的可能性,利用无线传感网络技术设计了一个新型的煤矿安全监测与预警系统;该系统基于TinyOS嵌入式操作系统和S-MAC协议实现了信道接人,并将采集到的CO、CH4、温度、湿度等传感器数据经过处理后利用多跳路由传送到监控台,进而实现了对矿井工作面环境参数的实时安全监控.     

STM32和CC2520的TinyOS移植与驱动分析

TinyOS系统以其组件结构模型、事件驱动、并发型等优点成为目前最受关注的无线传感器网络操作系统。但Ti-nyOS不支持STM32和CC2520芯片。因此在分析TinyOS基本原理、NesC编程语言实现机制及其编译过程的基础上,介绍了基于STM32和CC2520的TinyOS移植方法,完成了STM32的I/O组件、Timer组件、USART组件、SPI组件和CC2520芯片驱动的移植。在实现CC2520的基本通信功能基础上,实现简单MAC协议。最后测试了各组件的移植效果。实验测试结果表明,节点可以稳定可靠地通信。