Lär dig mer om operativsystemet för TinyOS trådlösa sensorer

IoT- enheter är byggda på många olika operativsystem beroende på de specifika slutanvändningsapplikationerna.

Linux-distributioner, som Yocto eller Android Things, är mycket populära bland smarta hemenheter. Windows 10 IoT Core är bäst lämpad för IoT-kantenheter på servernivå (all hårdvara som styr dataflödet vid gränsen mellan två nätverk). Och naturligtvis rekommenderas Raspbian-operativsystemet för regelbunden användning på Raspberry Pi .

Här kommer artikeln att diskutera TinyOS som i väsentliga termer är mycket användbart för sensornätverk med låg effekt.

Vad är TinyOS?

TinyOS är ett BSD-baserat operativsystem med öppen källkod som använder programmeringsspråket nesC för att styra och hantera trådlösa sensornätverk (WSN). Sensorenheter (kallade motes) i sådana nätverk kännetecknas av låg effekt, begränsat minne och mycket kompakt formfaktor.

TinyOS skrevs först av Jason Hill vid University of Berkeley år 2000. Det är helt gratis och öppen källkod.

Med tanke på dess ultimata användning är TinyOS ett populärt operativsystem för lågeffektsensorer som styr ljus, acceleration, temperatur, tryck och akustiska objekt. TinyOS används ofta i industri 4.0-applikationer.

Varför är TinyOS användbart för trådlösa sensornätverk?

Lågeffektsensorer kräver effektiv användning av resurser på grund av begränsningar i deras räckvidd. TinyOS är i huvudsak byggt på en komponentbaserad arkitektur, för att minska kodstorleken till cirka 400 till 500 byte, och en händelsebaserad design, vilket eliminerar behovet av ett kommandoskal.

Den komponentbaserade arkitekturen använder, nesC, som är ett C-programmeringsspråk designat för att koppla samman inbäddade system. Varje kodsnutt består av enkla funktioner placerade i komponenter och komplexa funktioner som integrerar alla komponenter tillsammans.

Följande exempel på kodavsnitt baserat på NesC-komponenter visar integrationen av olika komponenter som timers, klockor och meddelanden.

TinyOS använder också en händelsebaserad design, vars mål är att sätta CPU:n i viloläge när det inte finns några väntande uppgifter. En händelse kan vara något som att utlösa ett larm när temperaturen på en termostat ökar eller sjunker över ett visst värde. Så snart händelsen slutar kan sensormotes gå in i ett "sleep"-tillstånd.

Behovet av en design som TinyOS är absolut nödvändigt i applikationer som smarta transporter och smarta fabriker. Eftersom det finns tusentals sensorer är det viktigt att ha ett mycket litet minnesutrymme för att minska strömbehovet.

Var används TinyOS?

För närvarande har TinyOS mer än 35 000 nedladdningar. Dess huvudsakliga tillämpningar ligger i alla typer av enheter som använder trådlösa sensornätverk.

• Miljöövervakning : Eftersom varje TinyOS-system kan bäddas in i en liten sensor, är de användbara för att övervaka luftföroreningar, skogsbränder och förebyggande av naturkatastrofer.
• Smarta fordon : Smarta fordon är autonoma och kan förstås som ett nätverk av sensorer. Dessa sensorer kommunicerar via trådlösa nätverk med låg effekt (LPWAN) vilket gör TinyOS perfekt.
• Smarta städer : TinyOS är en gångbar lösning för avkänningskrav med låg effekt för kraftverk, elnät, internetinfrastruktur och många andra smarta stadsapplikationer.

• Maskintillståndsövervakning : Maskin-till-maskin-applikationer (M2M) har flera sensorgränssnitt. Det är inte möjligt att ange en komplett datormiljö för varje sensor. TinyOS kan utföra säkerhet, energihantering och felsökning av sensorer.

Var kan man lära sig om TinyOS?

All nedladdningsinformation på TinyOS är tillgänglig från dess officiella GitHub-sida (se: https://github.com/tinyos/tinyos-main ). Förutom BSD stöder TinyOS även Mac OS X.

Den största allomfattande informationskällan om TinyOS finns på Stanford Universitys wiki (se: http://tinyos.stanford.edu/tinyos-wiki/index.php/Main_Page ). Den här källan innehåller information om att installera programmet, omfattande instruktioner och ett stort kodindex från många andra.

TinyOS är ett exempel på ett operativsystem som är designat för billiga trådlösa sensornätverk med låg effekt. Men det är inte det enda alternativet. Andra exempel på liknande operativsystem inkluderar Contiki, OpenWSN, FreeRTOS och RIOT.