基于TinyOS的WSN節(jié)點控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它結(jié)合了計算、通信、傳感器三項技術(shù)，在軍事領(lǐng)域，環(huán)境監(jiān)測，家庭自動化等多個領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，是當(dāng)前計算機學(xué)的研究熱點之一。
　　無線傳感器節(jié)點是構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本單元。通常，節(jié)點具備成本低廉，便于在復(fù)雜的環(huán)境進(jìn)行大規(guī)模部署的特點。然而，低廉的成本也造成了節(jié)

2、點在計算能力、內(nèi)存容量和電源能量等方面的資源十分有限。因此，對節(jié)點進(jìn)行合理的控制和資源分配，成為了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中一個非常必要的研究方向。
　　針對以上無線傳感器節(jié)點的特點和節(jié)點控制系統(tǒng)在實際應(yīng)用中的必要性，本文將設(shè)計并實現(xiàn)一個基于TinyOS操作系統(tǒng)的無線傳感器節(jié)點控制系統(tǒng)，對節(jié)點上的應(yīng)用組件進(jìn)行合理的控制，進(jìn)而達(dá)到優(yōu)化節(jié)點資源配置的目的。首先，通過對現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)進(jìn)行對比分析，論證了基于TinyOS操作系統(tǒng)對

3、無線傳感器節(jié)點控制系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)的可行性。然后，將控制系統(tǒng)分成靜態(tài)與動態(tài)兩個部分。靜態(tài)部分為應(yīng)用選擇方案，將問題抽象成背包問題模型，并以遺傳算法為基礎(chǔ)，完成了應(yīng)用選擇方案的設(shè)計與實現(xiàn)，實現(xiàn)了對內(nèi)存資源的合理分配。動態(tài)部分為WSN節(jié)點運行時控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對指令和應(yīng)用的控制，實現(xiàn)了節(jié)約電源能量的目的。最后，對已完成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點控制系統(tǒng)進(jìn)行測試。結(jié)果表明，應(yīng)用選擇方案可以有效地利用傳感器節(jié)點的內(nèi)存資源，WSN運行時系統(tǒng)可以有效地控