第3章_传感器技术v1.1幻灯片.pptVIP

常用微处理器及其关键特性 设计需求回顾 低成本与微型化 低功耗 灵活性与扩展性 鲁棒性 无线传感器组成 传感器 微处理器 无线通信芯片 电池 3.5 硬件平台 设计需求回顾 低成本与微型化 低功耗 灵活性与扩展性 鲁棒性 无线传感器组成 传感器 微处理器 无线通信芯片 电池 通信芯片 通信芯片是无线传感节点中重要的组成部分 ，在一个无线传感节点的能量消耗中，通信芯片通常消耗能量最多 ，在目前常用的TelosB节点上，CPU在工作状态电流仅500uA，而通信芯片在工作状态电流近20mA。 低功耗的通信芯片在发送状态和接收状态时消耗的能量差别不大 ，这意味着只要通信芯片开着，都在消耗差不多的能量 3.5 硬件平台 设计需求回顾 低成本与微型化 低功耗 灵活性与扩展性 鲁棒性 无线传感器组成 传感器 微处理器 无线通信芯片 电池 通信芯片（续） 通信芯片的传输距离是选择传感节点的重要指标。发射功率越大，接受灵敏度越高，信号传输距离越远。 常用通信芯片： CC1000：可工作在433MHz，868MHz和915MHz；采用串口通信模式时速率只能达到19.2Kbps CC2420：工作频率2.4GHz，是一款完全符合IEEE 802.15.4协议规范的芯片 ；传输率250Kbps 常用通信芯片及其关键特性 设计需求回顾 低成本与微型化 低功耗 灵活性与扩展性 鲁棒性 无线传感器组成 传感器 微处理器 无线通信芯片 电池 3.1 传感器概述 3.2 传感器技术发展史 3.3 典型应用 3.4 设计需求 3.5 硬件平台 3.6 操作系统 操作系统是传感器节点软件系统的核心 本章内容 节点操作系统VS其他操作系统 节点操作系统区别于传统操作系统的主要特点是：其硬件平台资源极其有限 由图可得，节点操作系统是极其微型化的。 节点操作系统发展史 节点操作系统区别于传统操作系统的主要特点是：其硬件平台资源极其有限 节点操作系统功能： 硬件驱动 资源管理 任务调度 编程借口 TinyOS TinyOS由加州伯克莱分校开发,是目前无线传感网络研究领域使用最为广泛的OS () TinyOS开发语言：nesC nesC语言是专门为资源极其受限、硬件平台多样化的传感节点设计的开发语言 使用nesC编写的应用程序是基于组件的 组件之间的交互必须通过使用接口 用nesC编写的应用程序一般有一个最顶层的配置文件 TinyOS代码举例 // BlinkC.nc module BlinkC { uses interface TimerTMilli as Timer; uses interface Leds; uses interface Boot; } implementation { event void Boot.booted() { call Timer.startPeriodic( 250 ); } event void Timer.fired() { call Leds.led0On(); } } 左侧代码中： BlinkC就表示一个组件，它使用了三个接口：Timer，Leds，Boot。 在其实现部分，它可以调用这些接口提供的服务，如Timer.startPeriodic启动一个以250ms周期触发的时钟，而Leds.led0Toggle使节点上第一个灯亮起。 在上面的代码中，注意的是，event关键字表示BlinkC组件处理的系统事件。 TinyOS代码举例 左侧代码显示了一个典型的nesC配置文件。它必须指定当前程序使用了哪些组件。例如该程序使用了MainC，BlinkC（即代码1显示的组件），LedsC和TimerC组件。 BlinkC组件中使用的接口到底是由哪个组件提供的，例如，BlinkC组件使用的Boot接口由MainC组件提供；BlinkC组件使用的Timer接口由TimerC组件提供；BlinkC组件使用的Leds接口由LedsC组件提供。 // BlinkCApp.nc configuration BlinkAppC {} implementation { components MainC, BlinkC, LedsC; components new TimerMilliC() as TimerC; BlinkC - MainC.Boot; BlinkC.Timer - TimerC; BlinkC.Leds - LedsC; } 节点操作系统功能： 硬件驱动 资源管理 任务调度 编程借口 TinyOS（续） TinyOS任务调度 TinyOS核心使用了事件驱动的单线程任务调度机制，这和传统OS的多线程调度机制截然不同 任何一个时刻，处理器只能执行一