1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是21世紀(jì)備受關(guān)注的研究熱點(diǎn)之一，已廣泛應(yīng)用于軍事國(guó)防、醫(yī)療護(hù)理、城市管理、地震監(jiān)測(cè)、設(shè)備監(jiān)測(cè)、建筑物結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)等明顯帶有實(shí)時(shí)性需求的領(lǐng)域。
　　 本課題來(lái)源于風(fēng)機(jī)設(shè)備健康監(jiān)測(cè)、地震監(jiān)測(cè)和輸油管道泄漏監(jiān)測(cè)三大無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域。由多個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)采樣各種振動(dòng)信息后，通過(guò)自組織無(wú)線多跳的方式轉(zhuǎn)發(fā)給中心基站節(jié)點(diǎn)，最終將信息傳輸給服務(wù)器處理，從而診斷風(fēng)機(jī)故障源、地震P波及輸油管的事故發(fā)生點(diǎn)。每次采樣都需要多個(gè)無(wú)線

2、傳感器節(jié)點(diǎn)達(dá)到高精度的時(shí)間同步，含故障信息的振動(dòng)波具有稍縱即逝、不可再現(xiàn)的特性，因此對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性提出較高要求。
　　 目前，為了提高無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性，主要從五個(gè)方面考慮即無(wú)線傳感器硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、通信協(xié)議和時(shí)間同步算法。本文主要是從無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)專用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)層面進(jìn)行研究，結(jié)合風(fēng)機(jī)健康診斷、地震和輸油管道泄漏監(jiān)測(cè)等三種應(yīng)用需求，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和內(nèi)核相關(guān)服務(wù)如任務(wù)管理、

3、任務(wù)間通信與同步機(jī)制、內(nèi)存管理、調(diào)度機(jī)制、中斷管理、能量管理、時(shí)間管理等進(jìn)行了全面深入的分析和研究，構(gòu)建了一個(gè)適合強(qiáng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)模型。
　　 由國(guó)外開(kāi)發(fā)的運(yùn)用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的小型商業(yè)操作系統(tǒng)大都成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、源代碼不公開(kāi)，并不適合強(qiáng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。而對(duì)于源碼公開(kāi)的TinyOS、T-Kernel和μC/OS-Ⅱ。TinyOS是單任務(wù)內(nèi)核，沒(méi)有搶占機(jī)制，實(shí)時(shí)性無(wú)法保證，而μC/OS-Ⅱ、T-Kernel雖然都是搶占式調(diào)

4、度但內(nèi)存占用空間大，顯然都不適合。因此，急需引入實(shí)時(shí)性強(qiáng)、內(nèi)存開(kāi)銷又小的操作系統(tǒng)。
　　 關(guān)于操作系統(tǒng)體系構(gòu)架設(shè)計(jì)問(wèn)題，本文是通過(guò)分析嵌入式操作系統(tǒng)常用的幾種體系結(jié)構(gòu)組成特點(diǎn)，為達(dá)到高效、簡(jiǎn)單、靈活、安全的要求，在設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)時(shí)選用了層次式體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)采用模塊化的設(shè)計(jì)方法。
　　 為達(dá)到強(qiáng)實(shí)時(shí)目標(biāo)，本文重點(diǎn)研究了調(diào)度機(jī)制和中斷管理機(jī)制。強(qiáng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)任務(wù)可分為軟實(shí)時(shí)任務(wù)和強(qiáng)實(shí)時(shí)任務(wù)。為了使強(qiáng)實(shí)時(shí)任務(wù)能得到及時(shí)調(diào)度，同時(shí)

5、要兼顧到公平性原則，本文提出了一種混合式調(diào)度:軟實(shí)時(shí)任務(wù)采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的調(diào)度算法，強(qiáng)實(shí)時(shí)任務(wù)是采用基于優(yōu)先級(jí)的搶占式調(diào)度。就目前這三種應(yīng)用而言，強(qiáng)實(shí)時(shí)任務(wù)共有四個(gè)優(yōu)先級(jí)，按優(yōu)先級(jí)從高到低排列是能量狀態(tài)監(jiān)測(cè)任務(wù)、傳感采樣任務(wù)、射頻管理任務(wù)和MAC任務(wù)，并且強(qiáng)實(shí)時(shí)任務(wù)都有對(duì)應(yīng)的中斷向量從而減少了任務(wù)切換次數(shù)，提高了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。
　　 針對(duì)中斷管理機(jī)制，因強(qiáng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的中斷響應(yīng)能力要快且穩(wěn)，因此為可屏蔽中斷建立了統(tǒng)一的中斷入口，同時(shí)