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基于TinyOS的无线传感器网络任务调度的研究与改进

作　者: 康宁宁
导　师: 刘乃安
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 调度机制 TinyOS 实时性不可抢占式动态优先权
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 45次
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内容摘要

随着无线传感器网络的应用场景越来越广泛,无线传感器网络的相关技术受到了越来越多的关注和研究。由于无线传感器网络的特殊性,如何在资源受限的情况下实时地完成感知、通信、控制和计算工作是无线传感器网络研究面临的主要问题。解决这个问题的关键是研究满足无线传感器网络操作系统的任务调度策略。本文选择在TinyOS操作系统下对调度策略进行研究与改进。通过对无线传感器网络任务调度机制的研究,确定了改进方向和目标。论文接下来详细分析了TinyOS-2.x的任务调度机制,并且指出了其内核调度机制的不足。针对实时性和吞吐量两个不同方面提出了两种改进算法：不可抢占式EDF(Earliest Deadline First)算法和动态优先权算法,并对算法的可调度性进行了分析,最后通过TOSSIM仿真器进行仿真实验,验证了这两种改进算法使系统的性能得到了提升。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 研究背景  7-8
  1.2 论文相关技术研究现状  8-10
    1.2.1 无线传感器网络  8-9
    1.2.2 任务调度算法  9-10
    1.2.3 WSN操作系统  10
  1.3 本文的主要工作和论文安排  10-13
第二章无线传感器网络任务调度机制研究  13-25
  2.1 任务调度模型  13-14
  2.2 任务属性特征  14-15
  2.3 调度机制  15-16
    2.3.1 抢占调度和非抢占调度  15-16
    2.3.2 静态调度和动态调度  16
    2.3.3 固定优先级调度和动态优先级调度  16
  2.4 可调度性分析  16-21
    2.4.1 基于CPU利用率的可调度性分析  17-18
    2.4.2 基于系统响应时间的可调度性分析  18-21
  2.5 WSN操作系统分析  21-23
    2.5.1 SOS  21-22
    2.5.2 Contiki  22-23
    2.5.3 Mantis OS  23
  2.6 本章小结  23-25
第三章基于TinyOS的调度机制研究  25-39
  3.1 TinyOS操作系统的优越性  25
  3.2 TinyOS的结构与运行编译机制  25-30
    3.2.1 TinyOS的结构模型  26-27
    3.2.2 TinyOS的运行机制  27-29
    3.2.3 TinyOS的编译机制  29-30
  3.3 TinyOS的调度机制  30-36
    3.3.1 TinyOS-2.x调度器结构  32-33
    3.3.2 调度器的重要组件  33-36
  3.4 TinyOS内核调度机制的不足  36-37
    3.4.1 内核调度模型特点  36
    3.4.2 TinyOS中的过载现象  36-37
  3.5 本章小结  37-39
第四章改进策略的研究与实现  39-53
  4.1 NP-EDF算法  39-44
    4.1.1 NP-EDF算法思想  39-42
    4.1.2 NP-EDF算法性能评估  42-44
  4.2 DP算法  44-49
    4.2.1 DP调度算法思想  44-46
    4.2.2 DP调度算法性能评估  46-49
  4.3 不同算法节点能耗的比较  49-50
  4.4 改进算法的实现  50-51
  4.5 本章小结  51-53
第五章结束语  53-55
致谢  55-57
参考文献  57-59

基于TinyOS的无线传感器网络任务调度的研究与改进

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