TinyOS在CC2430平台上的移植与实现-答辩稿

TinyOS在CC2430平台上的移植与实现,1 无线传感器网络的特点,相对于传统无线网络，无线传感器网络具有一些明显的特征：网络中的传感器节点数量众多、密度高 ；节点能量有限 ；网络节点间采用自组织的通信方式 ；网络拓扑易变化 ；网络应具备容错能力 。,2无线传感器网络操作系统的特点,小代码量 模块化 低功耗 并发操作性 健壮性 容错性,3 TinyOS的特点,采用模块化设计，所以核心尺寸小(一般来说核心代码和数据大概在400Bytes左右)，可突破WSN存储资源少的限制；基于可重用组件的体系结构；使用事件驱动模型，通过事件触发来唤醒CPU工作；单一任务栈；内核非常简单，甚至在严格意义上说，称不上内核；没有进程管理和虚拟存储这些特点使得Tiny0S非常适合WSN的需求所以它得到了广泛应用。,4 硬件平台CC2430,根据传感器节点的特性：能量有限、低成本、微型化、扩展性和灵活性强、安全、稳定，要求系统功耗相当低、体积小，而对传输距离和传输速率没有太多限制，所以选择Chipcon公司的CC2430。CC2430是一颗真正的系统芯片(SoC)CMOS解决方案。这种解决方案能够提高性能并满足以ZigBee为基础的2.4GHz ISM波段应用，及对低成本，低功耗的要求。它结合一个高性能2.4GHz DSSS(直接序列扩频)射频收发器核心和一颗工业级小巧高效的8051控制器。,5 TinyOS 与 CC2430,组建一个性能完善的无线传感器网络的关键就是选择好嵌入式操作系统和硬件平台，而如何将操作系统移植到硬件平台上则是关键的关键。而CC2430基于增强型8051内核并不支持TingOS，所以只有将TingOS成功的移植到CC2430上才能为后续的应用程序设计实现工作奠定基础。将基于TinyOS的nesC代码程序移植到CC2430中则需要解决gcc不支持8051的问题，以及一些系统必备的关键文件；并实现CC2430的基本通信功能。通过对nesC编译过程的分析，得知nesC编译器ncc是基于GCC编写的，而GCC本身不支持MCS一51系列单片机的交叉编译，所以设计难点在于使其支持MCS一51的交叉编译工具及编写CC243O硬件支持组件。,6 问题与解决方案,问题一：无线传感器网络软件环境解决方案 TinyOS可以安装在windows下，也可以安装在Linux下，因为绝大多数人比较习惯使用windows操作系统，所以安装在windows下。安装的过程：,问题二：TinyOS的移植,解决方案 编译过程：,第一步：组件文件(.nc文件)分析与转化。此阶段通过调用Tiny0S自带的编译器ncc，对.nc源文件进行语法、文法分析，同时检测共享数据缓冲区。再根据各个组件及接口对该文件使用的函数和变量进行名字扩展，使其具备全局唯一性。最后把函数和变量整合到一个主函数中，生成相应的app.c文件。这个文件便是普通的C语言程序。以上替换过程由ncc核心程序nesc1.exe完成。,第二步：生成app.c文件后，ncc调用avr