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无线网络传感器及其微型操作系统的研究

作　者: 王万里
导　师: 郑扣根
学　校: 浙江大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 普适计算无线网络传感器微型操作系统组件模型事件驱动 ZUSensor ZUOS AntC JavaCC
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 498次
引　用: 2次
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内容摘要

计算范例已经经历了主机计算模式(Mainframe Computing)时代和桌面计算模式(Desktop Computing)时代，并开始跨入普适计算模式时代(Ubiquitous／Pervasive Computing)。普适计算所适用的硬件设备范围非常广泛，其中，集传感器、控制器、计算能力、通信能力于一身的无线网络传感器(Wireless Networked Sensors)将会得到大量应用。无线网络传感器具有小尺寸、低功耗、密集的并发操作、有限的控制层次、面向具体应用的设计和健壮的运行要求等区别于传统计算设备的典型特性，同时，这也使得应用于其上的系统软件的设计颇具挑战。本文以普适计算的迅速发展为背景，在现有嵌入式系统和普适计算技术的基础上，分析了作为普适计算硬件平台重要组成部分的无线网络传感器的基本特性和结构，研究了这些特性对设计运行于无线网络传感器之上系统软件的影响；并重点讨论了架构在无线网络传感器硬件平台ZU Sensor上的微型操作系统ZUOS的组件结构、事件驱动模型和通信协议的实现方法。无线网络传感器是网络嵌入式系统的一个应用实例。由于网络嵌入式系统应用的复杂多样，硬件平台的千差万别，因此如何有效进行系统的设计和开发成为了一个十分关键的问题。本文讨论了作为网络嵌入式系统设计的编程语言AntC的相关问题，包括AntC的设计原则，AntC编译器的工作流程，AntC编译器的实现工具，AntC语言的词法和语法特点，以及AntC对网络嵌入式系统应用中的系统组件结构和事件驱动模型的支持等。本文的研究内容得到了国家高技术研究发展计划(863计划)的资助，项目编号2003AA1Z2080。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
图表目录  7-8
第一章综述  8-14
  1．1 普适计算的概念  8-11
  1．2 无线网络传感器的研究概况  11-14
第二章无线网络传感器硬件平台ZUSensor  14-25
  2．1 无线网络传感器硬件平台的典型特性  14-15
  2．2 ZUSensor的微控制器ATMEL AT90S1200  15-21
    2．2．1 AT90S1200的I／O空间  17-18
    2．2．2 AT90S1200的中断处理  18-20
    2．2．3 AT90S1200的数据访问  20-21
  2．3 ZUSensor的基本结构  21-25
第三章架构于无线网络传感器上的微型操作系统ZUOS  25-39
  3．1 ZUOS的基本设计要求  25-26
  3．2 ZUOS的组件化设计  26-31
  3．3 ZUOS的调度模块和系统原语  31-32
  3．4 ZUOS的通讯协议  32-33
  3．5 ZUOS的内部实现举例  33-39
第四章网络嵌入式系统程序设计语言AntC  39-61
  4．1 AntC的设计原则  39-42
  4．2 AntC的编译流程  42-45
  4．3 AntC的实现工具JavaCC  45-46
  4．4 AntC的词法结构  46-50
    4．4．1 字符集  46-47
    4．4．2 注释  47
    4．4．3 单词  47-50
  4．5 AntC的语法结构  50-54
    4．5．1 基本数据类型  50
    4．5．2 表达式  50-51
    4．5．3 语句  51-54
  4．6 AntC对组件设计思想的支持  54-56
    4．6．1 基本的类处理  54-55
    4．6．2 类作为成员变量的处理  55
    4．6．3 类成员访问权限的处理  55
    4．6．4 静态类成员的处理  55-56
    4．6．5 函数名重载的处理  56
  4．7 AntC对任务调度的支持  56-61
    4．7．1 FIFO任务调度  57-58
    4．7．2 优先级任务调度  58-61
第五章总结和展望  61-62
参考文献  62-65
致谢  65

无线网络传感器及其微型操作系统的研究

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