TinyOS是基于一種組件架構(gòu)方式的開(kāi)源的嵌入式操作系統(tǒng),，一個(gè)應(yīng)用程序可以通過(guò)連接配置文件(a wiring specification)將各種組件連接起來(lái),，以完成它所需要的功能。TinyOS的應(yīng)用程序都是基于事件驅(qū)動(dòng)模式的,，采用事件觸發(fā)去喚醒傳感器工作,。tasks一般用在對(duì)于時(shí)間要求不是很高的應(yīng)用中，且tasks之間是平等的,，即在執(zhí)行時(shí)是按先后順序,，一般為了減少tasks的運(yùn)行時(shí)間，要求每一個(gè)task都很短小,，能夠使系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)較輕；events一般用在對(duì)于時(shí)間要求很嚴(yán)格的應(yīng)用中,，而且它可以優(yōu)先于tasks和其他events執(zhí)行,，可以被一個(gè)操作完成或是來(lái)自外部環(huán)境的事件觸發(fā)，在TinyOS中一般由硬件中斷處理來(lái)驅(qū)動(dòng)事件,。在TinyOS中由于tasks之間不能互相占先執(zhí)行,，所以TinyOS沒(méi)有提供任何阻塞操作，為了讓一個(gè)耗時(shí)較長(zhǎng)的操作盡快完成,，一般都是將對(duì)這個(gè)操作的需求及其完成分開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn),，以便獲得較高的執(zhí)行效率。由于在Tiny-OS中沒(méi)有進(jìn)程管理的概念,，它對(duì)任務(wù)是按簡(jiǎn)單的FIFO隊(duì)列進(jìn)行處理的,，對(duì)資源采取預(yù)先分配,，且這個(gè)隊(duì)列里最多只能有7個(gè)未解決的任務(wù)。我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí),，主要處理三類事件,，即串口接收數(shù)據(jù)事件、無(wú)線接收數(shù)據(jù)事件和定時(shí)器事件,。

①串口接收數(shù)據(jù)事件,。每次節(jié)點(diǎn)從串口接收到一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)將觸發(fā)該事件。對(duì)于信息采集任務(wù)來(lái)說(shuō),，其信息是定時(shí)采集的,。同時(shí)，CAN總線的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無(wú)線傳輸的速率,。因此,，在節(jié)點(diǎn)開(kāi)辟了一段較大的緩存區(qū)，對(duì)CAN總線傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存,。該緩存區(qū)的大小取決于無(wú)線傳輸?shù)乃俾室约癈AN總線在一個(gè)定時(shí)采集周期的數(shù)據(jù)量大小,。假設(shè)無(wú)線傳輸?shù)乃俾蕿閂、緩存區(qū)大小為Mem,、采集周期為T,、每個(gè)采集周期的數(shù)據(jù)量為Data，注意V為傳輸有效數(shù)據(jù)的速率,，即要去掉協(xié)議開(kāi)銷以及管理和控制開(kāi)銷,，則至少滿足V×T≥Data，Mem≥Data,。為提高無(wú)線傳輸?shù)男?，不是每次從串口接受到一個(gè)字節(jié)就從無(wú)線接口發(fā)走，而是每次緩存的字節(jié)數(shù)達(dá)到無(wú)線傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包的大小時(shí),，啟動(dòng)任務(wù)一UARTRcvdTask,。這種采用任務(wù)的方式進(jìn)行實(shí)際的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸可以避免阻塞其他event事件。

②無(wú)線接受數(shù)據(jù)事件,。每次節(jié)點(diǎn)從無(wú)線接口接受到一個(gè)數(shù)據(jù)包將觸發(fā)該事件,。事件處理程序主要從協(xié)議數(shù)據(jù)包中獲取傳輸數(shù)據(jù)，并且緩存于接受緩存區(qū),，具體地怎么處理無(wú)線接受的數(shù)據(jù)的工作,，通過(guò)啟動(dòng)任務(wù)——RadioRcvdTask來(lái)完成，以避免阻塞其他event事件,。

③定時(shí)器事件,。該事件定時(shí)觸發(fā)。該事件處理程序主要定時(shí)判斷串口接受數(shù)據(jù)緩存區(qū)是否有數(shù)據(jù)，如果有的話,，則啟動(dòng)任務(wù)——UARTRcvdTask,，以避免到串口收到的數(shù)據(jù)不足一個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)包時(shí)，會(huì)長(zhǎng)期滯留在串口接受數(shù)據(jù)緩存區(qū)中,。

4 性能分析和實(shí)驗(yàn)

整個(gè)系統(tǒng)的性能主要取決于無(wú)線傳輸?shù)乃俾?。無(wú)線CC1000使用頻率為14.745 MHz的晶振作為驅(qū)動(dòng)，在該驅(qū)動(dòng)下面CC1000可以提供的最大數(shù)據(jù)傳輸率為19.2 KB／s,?？紤]無(wú)線傳輸協(xié)議消耗，無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)報(bào)的格式如下：



其中TOSH_DATA_LENGTH=29,，故協(xié)議的理論有效數(shù)據(jù)比率約為70％,。同時(shí)，為提高無(wú)線傳輸?shù)男?，不是每次從串口接受到一個(gè)字節(jié)就從無(wú)線接口發(fā)走,，而是每次緩存的字節(jié)數(shù)達(dá)到無(wú)線傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包的大小時(shí)，才啟動(dòng)發(fā)送任務(wù),，故無(wú)線有效傳輸速率約為13.4 KB／s,,，對(duì)于本系統(tǒng)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，CAN總線的采樣周期為10 s,，每次采樣數(shù)據(jù)為1 K數(shù)據(jù),。雖然，CAN總線速率相對(duì)來(lái)說(shuō)較高,，但是通過(guò)緩存完全可以滿足需求,。在性能測(cè)試中，該系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行20多個(gè)小時(shí),，收發(fā)均無(wú)問(wèn)題,。

5 結(jié) 論

本文基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)給出一種連接CAN總線的無(wú)線通道設(shè)計(jì)，主要包括CAN總線無(wú)線接入控制模塊電路設(shè)計(jì)以及無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的通信協(xié)議設(shè)計(jì)等內(nèi)容,。目前,，該系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，實(shí)際使用效果良好,。本文內(nèi)容對(duì)于一般的信息采集無(wú)線傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有較好的借鑒意義,。