基于TinyOS的嵌入式無線傳感器網絡設計
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2．3 通信模塊
無線收發模塊主要完成傳感器節點之間、節點與無線傳感器網絡網關之間的數據交換功能，這里采用Nordic公司的nRF24E1芯片。nRF24E1內部集成了2．4 GHz的nRF2401無線收發器，其增強型8051內核和9輸入的10位A／D轉換器無線收發模塊能夠實現點對點、點對多點的無線通信，具有體積小，功耗低和外圍電路簡單等特點。對于無線傳感器網絡中的一些只實現數據采集和傳送功能的節點可以由nRF24E1內嵌的8051單片機進行控制處理，所以可直接采用nRF24E1和傳感器模塊構成傳感器節點。然而，對于數據處理要求高，功能復雜，計算量大，要為通信協議、功能協調、應用處理等提供硬件支持的節點(如網關節點)，則采用MSP430作為處理器，nRF24E1作為無線通信模塊，其連接圖如圖3所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/163620.htm
通過配置特殊寄存器，可使nRF24E1工作在ShockBurst無線方式。數據低速輸入高速發送，功耗極低，并可通過軟件控制開關進一步降低能耗。用 MSP430的P1口控制nRF24E1，通過配置CE，PWR，CS三個控制管腳，使芯片工作在不同的模式。當nRF24E1工作在發送方式時，接口引腳為CE，CLK1和DATA；當CPU請求發送數據時，置CE為高電平。此時，將接收機地址和有效載荷數據送入nRF24E1，置CE為低電平，激活 ShockBurst發射；當nRF24E1工作在接收方式時，接口引腳為CE，DR1，CLK1和DATA。在正確設置射頻包輸入載荷的地址和大小后，置CE為高電平。此后，nRF24E1監測信息輸入，若收到有效數據包，則給處理器一個中斷，并置DR1為高電平，使處理器將有效載荷數據取走，待系統收到全部數據后再置DR1為低。此時，如果CE保持高電平，則等待新的數據包；若CE置低電平，則開始其他工作流程。
2．4 電源模塊
傳感器網絡能量有限，目前主要解決節約電能的方法是采用休眠機制，即節點在沒有事件發生時盡快進入休眠狀態；而在有事件發生時及時自動醒來，并喚醒鄰居節點，形成數據轉發的拓撲結構。在光線充足的地方采用太陽能電池代替化學電池，使節點有更長的工作時間。
3 嵌入式操作系統的設計與實現
無線傳感器網絡是由大量節點組成的網絡系統，每個節點可看作一個微型的嵌入式平臺。現有的嵌入式操作系統大多是實時操作系統，很少考慮能源供應，而且占用空間很大。由于無線傳感器網絡節點處理能力、電源及存儲能力有限，采用 TinyOS嵌入式系統，并引入輕線程、主動消息、事件驅動和組件化編程。TinyOS是一種專門為嵌入式操作系統設計的基于組件的操作系統，由nesC 語言實現，主要應用于無線傳感器網絡。TinyOS根據嵌入應用可以輕易增減控制執行的功能，而且編譯器可避免數據競爭的現象，可節省硬件資源，并能執行多個快速響應的控制操作。
3．1 組件
TinyOS操作系統一般由Main組件(初始化硬件并執行調度程序)、應用組件(實現具體應用功能)、系統組件(為應用層組件提供服務)、HPL(硬件描述層)構成。這種體系結構使得TinyOS非常方便用戶使用，增加了操作系統的移植性和軟件的復用性。
3．2 接口
這里的接口是一個雙向通道，它具有的功能和事件通知能力是雙向的，向調用者提供命令和實現命令者進行事件通告。代碼如下：
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