基于TOSThreads的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(wireless sensor network)是由分布在給定區(qū)域內(nèi)足夠多的無線傳感器節(jié)點構成的一種新型信息獲取系統(tǒng)。每一個傳感器節(jié)點具有一種或多種數(shù)據(jù)感知器，并具有一定的計算能力，各節(jié)點之間通過網(wǎng)絡協(xié)議實現(xiàn)信息的交流、匯聚和處理。TinyOS操作系統(tǒng)被認為是目前無線傳感器網(wǎng)絡事實上的標準，它是一款基于事件驅動模型的操作系統(tǒng)，提供組件化編程框架，充分考慮了無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點資源有限的特點，更有利于應用開發(fā)和提高資源利用率

2、。TOSThreads機制是TinyOS2.1.1版本操作系統(tǒng)新增加的線程化編程技術，在保持TinyOS操作系統(tǒng)高并發(fā)的特點基礎上，TOSThreads提出了同等優(yōu)先級相互可搶占的用戶級線程概念，擴展了TinyOS的并發(fā)特點，更加有利于應用開發(fā)和系統(tǒng)優(yōu)化以提高整個應用開發(fā)部署的效率和節(jié)點資源利用率。
　　本文在研究了TOSThreads技術的基礎上，針對其擁有的用戶級線程可以相互搶占以支持TinyOS操作系統(tǒng)高并發(fā)的特點，使用TO

3、SThreads機制提供的編程框架提出了一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計方案，整體系統(tǒng)包括底層TinyOS系統(tǒng)層，提供阻塞性封裝的TOSThreads系統(tǒng)庫支持層，節(jié)點中間件層和上層數(shù)據(jù)感知應用層，系統(tǒng)中使用了通過阻塞性封裝的CTP協(xié)議及相關接口作為整個系統(tǒng)的消息傳遞協(xié)議，上層數(shù)據(jù)感知模塊感知到數(shù)據(jù)后會將數(shù)據(jù)交給節(jié)點中間件層進行處理并發(fā)送，最后由匯聚節(jié)點接收消息并通過串口發(fā)送到用戶終端系統(tǒng)，由用戶進行分析相關數(shù)據(jù);系統(tǒng)的節(jié)點中間件層包括兩大部分，一

4、部分是數(shù)據(jù)信息處理模塊，另一部分是命令控制模塊。其中數(shù)據(jù)信息處理模塊主要包括了網(wǎng)絡信息的獲取以及協(xié)調(diào)用戶級多線程并發(fā)執(zhí)行所需要的數(shù)據(jù)緩存的設計，命令控制部分就是對系統(tǒng)中的各應用模塊的運行狀態(tài)進行管理，根據(jù)具體需求開啟或者關閉相關應用功能，提高節(jié)點能量利用率。
　　文章的主要貢獻是利用TOSThreads機制的多線程編程框架設計并實現(xiàn)了一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，充分理解并應用TOSThreads機制的用戶級多線程模式設計了多個子模塊，并成功