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智能寄存柜系统——传感网操作系统

发布时间:2018-03-27点击量:

智能寄存柜系统—传感网操作系统

节点是无线传感器网络中部署到研究区域中用于收集和转发信息、协作完成指定任务的对象。每个节点上运行的程序可以是完全相同的,唯一不同的是其ID.本质上,无线传感器节点就是一个网络化的分布式嵌人式系统,通过无线信道实现网络间的通信。为了减少通信量,在本地完成必要计算进行数据融合,从而协作完成数据的采集。在应用上体现以网络为中心,节点的功能通过网络来体现,并且节点中运行程序存在大量并行和节点协同计算,因此,传统的嵌人式设计思想在无线传感器网络中遇到许多挑战。从对节点结构分析不难看出,虽然无线传感器节点硬件简单,可以直接在硬件上进行编程。但是这在实践中会产生许多问题: 首先,应用程序开发的难度大大增加,程序员必须对硬件十分了解; 其次,程序员无法继承现有的软件成果,延长开发周期; 还有,无法形成规模化开发,改用新的芯片,上层模块必须改写。从现有软件技术来看,无线传感器可以直接使用现有的嵌人式操作系统,但嵌人式操作系统耗能大、容量大是与无限传感网相矛盾的。所以在实际应用中需要以传感网节点特点为基础的操作系统。由于传感器网络的特殊性,需要操作系统能够高效地使用传感器节点有限内存、低功耗的处理器、传感器、低速通信设备、有限的电源,且能够对各种特定应

用提供最大的支持。在面向传感器网络的操作系统支持下,多个应用可以并发地使用系源,如计算、存储和通信等。在传感器网络中,传感器节点有两个很突出的特点: Q并发性很密集。它可能存在多个需要同时执行的逻辑控制,需要操作系统能够有效地满足这种发生频繁、并发程度高、执行过程比较短的逻辑控制流程。2传感器节点模块化程度很高。它要求操作系统能够让应用程序方便地对硬件进行控制,且在保证不影响整体开销的情况下,应用程序中的各个部分能够比较方便地进行重新组合。传感网节点操作系统的一个例子是TinyOS。为满足无线传感器网络的要求,在TinyOS 中引人4 种技术: 轻线程、主动消息、事件驱动和组件化编程。轻线程主要是针对节点并发操作可能比较频繁,且线程比较短。这是针对传统的进程/线程调度无法满足(使用传统调度算法会产生大量能量用在无效的进程互换过程中)的问题提出的。主动消息是并行计算机中的概念。在发送消息的同时传送处理这个消息的相应处理函数ID 和处理数据,接收方得到消息后可立即进行处理,从而诚少通信量。整个系统的运行是因为事件驱动而运行的,没有事件发生时,微处理器整个进人睡眠状态,从而可以达到节能的目的。组件就是对软硬件进行功能抽象。系统是由组件构成的,通过组件提高软件重用度和兼容性,程序员只关心组件的功能和自己的业务逻辑,而不必关心组件的具体实现,从而提高编程效率。