资料介绍
网络节点是构成无线传感器网络的基本单位,无线传感器网络节点有两种常用体系结构:Atmel AVR处理器+TinyOS[1]和MSP430+TinyOS[2]。本文采用 ATmega128L+TinyOS的体系结构。因此,CC2420驱动组件设计应符合TinyOS的硬件抽象体系结构(Hardware AbSTractiON Architecture,HAA)[3].TinyOS中将硬件抽象体系结构分为3层:硬件表示层(Hardware Presentation Layer,HPL)、硬件适配层(Hardware Adapation Layer,HAL)和硬件接口层(Hardware Interface Layer,HIL)。各层功能作用及具体设计原理在本文中作了细致的研究。CC2420是一款基于IEEE 802.15.4协议的低功耗无线收发模块。本文根据硬件抽象体系结构的原则,对CC2420无线收发模块在TinyOS平台下的驱动组件设计作了深入的研究,这使得基于CC2420硬件的无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)应用程序的开发,可以与TinyOS操作系统的组件模型、主动消息、基于事件驱动等机制有效地结合起来,使应用程序具有代码量小、能耗少、并发性高等特点。
1 nesC语言及TinyOS操作系统
早期的面向传感器网络的操作系统TinyOS是用汇编和C语言开发的。但经研究发现,C语言并不能高效地完成传感器网络的应用开发。所以研究人员对C语言进行了一定的扩展,提出了一种新型的编程语言--支持组件化编程的nesC(C language for network embedded Systems)语言[4]。用nesC语言编写的TinyOS[56],将轻量级线程、主动消息通信模型、事件驱动机制和组件化编程等技术相结合,是一种专门为无线传感器网络开发的微型操作系统,使面向传感器网络的操作系统及应用程序开发的复杂度大大降低,使程序的整体性能得到优化,提高了程序的健壮性和安全性。
图1 TinyOS组件模型体系结构
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