TinyOS消息通讯机制以和TOSBase无线-串口通讯组件分析.pdfVIP

TinyOS 消息通讯机制以及TOSBase 无线－串口通讯组 件分析 张帆 , 李文锋 , 汉理工大学自动化学院, 430063 武汉理工大学物流工程学院, 430063 E-mail: zhang666ufo@ E-mail: liwf_cn@126.com 摘 要： TinyOS 一个开源的嵌入式操作系统，主要针对传感器网络的特性设计。因此基 于事件的处理，休眠和并发处理 这个系统的特点。TinyOS 使用NesC 语法编程，类似与C 语言的开发。实现概念上基于组件的可重构模块式开发，再由ncc 编译器将代码转换成标准 的C 语言程序，并调用C 编译器编译连接生成最终的机器码。目前，在我们的实验平台MICAz 上使用的 linux 下的AVR 单片机C 语言编译器avr-gcc。我们基于PC 机+M ICAz 节点所 的无线传感器节点通信实验，分析了 TinyOS 的内部消息结构，并结合一个应用程序组件 TOSBase 分析了TinyOS 的通讯机制。 键词：TinyOS MICAz TOSBase 无线传感器网络 1. 言 目前无线通信和电子技术的进步促进了低成本、低功耗、多功能无线传感器的发展。无 线传感器体具有积小，感知处理数据和短距离通信的能力，与传统的传感器相比 现在的无 线传感器网络具有明显的先进性与智能性。传感器网络具有广泛的应用前景，范围涵盖医疗、 军事和家庭等很多领域。在军事、医疗、商业等行业；在控制、通信、计算、智能监测、勘 测等专业领域方面 到不可替代的作用。 美国加州大学伯克利分校创立的开源项目专门针对现代无线传感器的特性与需求设计 了TinyOS 操作系统。以其全部开放源码与设计的方式吸引了这一领域众多研究者的参与。 TinyOS 是一个基于组件的模块化操作系统，结构简单。一个组件就是一个模块，通过接口 与外部联系，互相调用内部封装实现过程。应用程序也以组件的形式存在，可以通过提供接 口被别的程序使用。本文主要分析了TinyOS 的消息通讯机制，并对一个实现串口-无线数据 收发的应用程序TOSBase 组件进行了实验与分析。 2. TinyOS 消息通讯机制 2.1 TinyOS 的消息结构 2.1.1 消息的声明 TinyOS 的消息默认 40 个字节组成，用一个结构体对象维护，称为活动消息(Active - 1 - Message, AM) 。之所以称为活动消息是因为包含了addr, type, group 信息， 有此定义消息就 可以 在 节点 与 节 点字节 传 输 。在头 文 件 tos/types/AM.h( 对于 MICAz 在 tos/platform/micaz/AM.h) 中定义: typedef struct TOS_Msg { // The following fields are transmitted/received on the radio. uint 16_t addr; uint8_t type; uint8_t group; uint8_t length; int8_t data [TOSH_DATA_LENGTH]; uint 16_t crc; / * The following fields are not actually transmitted or received * on the radio ! They are used for internal accounting only. * The reason they are in this structure is that t