3 嵌入式操作系統的設計與實現

　　無線傳感器網絡是由大量節點組成的網絡系統，每個節點可看作一個微型的嵌入式平臺。現有的嵌入式操作系統大多是實時操作系統，很少考慮能源供應，而且占用空間很大。由于無線傳感器網絡節點處理能力、電源及存儲能力有限，采用 TinyOS嵌入式系統，并引入輕線程、主動消息、事件驅動和組件化編程。TinyOS是一種專門為嵌入式操作系統設計的基于組件的操作系統，由nesC 語言實現，主要應用于無線傳感器網絡。TinyOS根據嵌入應用可以輕易增減控制執行的功能，而且編譯器可避免數據競爭的現象，可節省硬件資源，并能執行多個快速響應的控制操作。

　　3．1 組件

　　TinyOS操作系統一般由Main組件(初始化硬件并執行調度程序)、應用組件(實現具體應用功能)、系統組件(為應用層組件提供服務)、HPL(硬件描述層)構成。這種體系結構使得TinyOS非常方便用戶使用，增加了操作系統的移植性和軟件的復用性。

　　3．2 接口

　　這里的接口是一個雙向通道，它具有的功能和事件通知能力是雙向的，向調用者提供命令和實現命令者進行事件通告。代碼如下：

　　TinyOS應用程序還要使用testSM，GenericComm等組件實現無線傳感器網絡的邏輯功能。test5M提供接口的命令，并實現對調用接口事件的響應；GenericComm通過調用其他組件實現從消息包到主動消息、位級數據傳送到無線電收發模塊的功能。為了能將TinyOS移植到節點平臺上，需要根據節點平臺設計修改TinyOS中的初始化代碼，編寫自己的BSP程序，達到移植操作系統的目的。

　　GenericComm提供了256個消息收發接口，采用CSMA／AD的MAC協議，消息到達組件test5M中，receive事件就會立刻調用。因此在這個事件中實現不同消息的轉換，從而實現通信雙方的握手：

　　4 結 語

　　在分析無線傳感器網絡體系結構的基礎上，設計以超低功耗單片機MSP430為核心，并結合了無線收發模塊nRF24E1的無線傳感器網絡節點。軟件開發平臺采用TinyOS操作系統，從硬件、軟件等方面對無線傳感器網絡的節點進行了設計。

參考文獻:

[1].MSP430datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/MSP430_490166.html.
[2].nRF24E1datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/nRF24E1_1085635.html.
[3].nRF2401datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/nRF2401_521030.html.