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.     

无线传感器网络操作系统TinyOS综述

TinyOS是无线传感器网络专用的操作系统。本文首先分析TinyOS操作系统的关键技术——组件化结构、调度机制、通讯模型及能量管理方式,然后将TinyOS与另外两个操作系统μCOS-II、μT-Kernel在内核大小、时间可确定性、低功耗等方面进行简要对比,最后总结TinyOS操作系统的缺点和存在的问题,为学习使用TinyOS提供指导。     

无线传感器网络操作系统TinyOS的研究

无线传感器网络（Wireless Sensor Network,简称WSN）综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络、无线通信技术及分布式信息处理技术。本文介绍了无线传感器网络及无线传感器网络操作系统的特点,分析了具有代表性的无线传感器网络操作系统TinyOS,最后指出TinyOS调度策略的不足,提出一点改进的意见。     

开源无线传感器网络操作系统MansOS研究

对开源无线传感器网络操作系统MansOS体系结构、核心技术及关键特性进行了分析,与TinyOS、Contiki、Mantis等无线传感器网络操作系统进行了对比研究,阐述了MansOS应用开发所涉及的开发环境构建、程序设计、调试与测试等技术,供应用和研究MansOS作参考.     

无线传感器网络操作系统调度策略研究*

针对无线传感器网络的特点,分析了无线传感器网络对于任务调度的特殊需求,提出了一种基于反馈控制的动态集成调度算法。该算法将简单反馈控制与任务准入/回归控制、可达/夭折等策略相结合,设计了新的动态调度框架。该框架适用于对任务的多种特征参数的综合。最后从截止期错失率、对关键任务的优先执行能力和CPU有效利用率三个方面分析了算法的性能。实验结果表明,该算法在无线传感器网络环境下与最早截止期优先和固定优先级算法相比具有更好的性能。     

无线传感器网络操作系统TinyOS的移植

TinyOS系统以其组件结构模型、事件驱动、简易的编程环境等优点成为目前最受关注的无线传感器网络操作系统,而CC2430以其高性能、低成本、低功耗被广泛应用于无线传感器网络节点,但TinyOS不支持CC2430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CC2430的TinyOS及NesC语言的移植方法,完成了NesC语言、CC2430的Timer组件、Uart组件、ADC组件和RF组件的移植,并测试了各组件的移植效果。在移植的基础上,进行了基于优先级的任务调度机制的改进和星形网的组建。实验测试结果表明,两项扩展应用均已开发成功。     

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。     

TinyOS内核调度机制及改进策略

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。从模拟仿真及在实际系统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。     

无线传感器网络操作系统现状分析

操作系统技术是无线传感器网络的支撑技术之一,无线传感器网络的独特性对操作系统提出新的需求,操作系统必须充分考虑无线传感器系统的独特性,高效地组织和管理硬件资源,满足不同传感器网络应用在功能和性能方面的特殊需求。本文研究了两大类无线传感器网络操作系统,事件驱动单线程系统（Event．driven system）和多线程系统（Multithread system）,并且进行了比较,为进一步优化系统架构的设计打下基础。     

无线传感器网络中TinyOS的研究

无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,能够实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息;传统的嵌入式操儋作系统由于各种原因不能满足无线传感器网络的需求,为此深入研究了加州大学伯克利分校设计的TinyOS;该文介绍了TinyOS基于组件架构的体系结构;深入地阐述了TinyOS的调度策略、能量管理机制以及并发模型;展望了TinyOS在无线传感器网络中广阔的应用前景.     

一种无线传感器网络节点操作系统设计

无线传感器网络节点操作系统是无线传感器网络的控制核心,与传统的嵌入式操作系统相比有着很大的不同。阐述了无线传感器网络的特点及其对操作系统的要求,介绍了操作系统SOS,并与当前最流行的操作系统之一TinyOS做了对比分析;并在本实验室设计的用于研究月球车等移动目标定位导航的无线传感器网络节点上设计了基于SOS内核的操作系统。     

事件驱动的无线传感器网络嵌入式操作系统研究

相比于一般的嵌入式系统,无线传感器网络节点对操作系统的能量利用率、实时性和多任务并发等方面提出了更高的要求,针对这些特点,提出了基于事件驱动的无线传感器网络嵌入式实时操作系统;采用分层结构的设计思想,构建内存管理、事件管理和任务管理等模块化的操作系统组件,利用内存控制块动态链表,实现简易高效的内存管理;基于事件驱动和任务优先级,实现系统低功耗和抢占式的任务调度;实验结果表明,系统功耗低,响应速度快,实时性好.     

基于TinyOS的无线传感网络温湿度采集系统

无线传感器网络在智能家居系统中有广泛的应用前景,温度和湿度是影响室内舒适度的两个重要参数。提出了基于TinyOS的无线传感网络温湿度数据采集系统,设计了无线节点模块以及传感模块,分析了TinyOS的运行机制和开发步骤,开发了基于 TinyOS 的底层硬件驱动程序和上位机系统,组成了多跳网络。实验研究表明系统运行良好,达到了预期的设计要求。     

无线传感器网络中近似事件检测节点调度问题

在异构的无线传感器网络中,组成事件的不同类型的数据之间具有较强的相关性.为了减少能量的消耗,可以通过收集组成事件的部分感知数据来近似地检测该事件.提出近似事件检测的节点调度问题.将网络中的节点分成若干个集合,每个集合轮流工作,在保证收集到的部分数据能够有效地近似检测目标事件的同时,最大化网络的生命周期.证明了近似事件检测的节点调度问题是NP完全问题,并给出了基于贪心策略的近似比为1/2的近似算法.实验结果表明,方法能够有效延长网络的生命周期.     

一种无线传感器网络链路调度模型与算法

研究无线传感器网络最小空间重用链路调度（MSRLS）模型,提出一种求解一般网络下MSRLS问题的分步式近似算法MSRLS-D。该算法同时考虑无线传感器网络带宽需求分布和通信过程中的无线信道干扰,更适用于真实网络。通过理论分析和仿真实验,对该算法的性能进行论证和比较。     

基于无线传感器网络路由协议的安全机制研究

针对无线传感器网络中现有部分路由协议考虑安全需求不够的问题,提出一种基于路由协议的安全机制(RPSS).该安全机制把节省节点能耗和增强路由安全性作为设计目标,采用低能量密钥管理方案和减少转发节点计算量的方法,有效地降低节点的耗能.通过预设密钥和证书,在路由建立阶段增加安全机制,得到一种较优的安全路由方案.经过安全性分析和性能分析,该安全机制可防御虚假路由信息、Sybile和确认欺骗等攻击;还具有适用面广、耗能低和计算量小的优势.