了解 TinyOS 無線感測器的作業系統

根據特定的最終用途應用，物聯網設備建構在許多不同的作業系統上。

Linux 發行版（例如 Yocto 或 Android Things）在智慧家庭設備中非常受歡迎。Windows 10 IoT Core最適合伺服器級 IoT 邊緣裝置（控制兩個網路之間邊界資料流的任何硬體）。當然，建議在Raspberry Pi上常規使用 Raspbian 作業系統。

在這裡，本文將討論 TinyOS，從本質上講，它對於低功耗感測器網路非常有用。

TinyOS是什麼？

TinyOS是一個基於BSD的開源作業系統，使用nesC程式語言來控制和管理無線感測器網路（WSN）。此類網路中的感測器設備（稱為微塵）具有低功耗、有限記憶體和非常緊湊的外形等特性。

TinyOS最初由伯克利大學的Jason Hill於2000年編寫。它是完全免費的開源軟體。

考慮到其最終用途，TinyOS 是一種流行的低功耗感測器作業系統，可控制光、加速度、溫度、壓力和聲學物件。 TinyOS 經常用於工業 4.0 應用程式。

為什麼 TinyOS 對於無線感測器網路有用？

低功耗感測器由於其範圍有限，需要有效利用資源。 TinyOS 本質上是基於基於元件的架構構建的，可將程式碼大小減少到大約 400 到 500 字節，並且基於事件的設計，消除了對命令 shell 的需要。

基於組件的架構使用nesC，這是一種旨在互連嵌入式系統的C程式語言。每個程式碼片段都由放置在組件內的簡單函數和將所有組件整合在一起的複雜函數組成。

以下基於 NesC 元件的程式碼片段範例顯示了定時器、時鐘和訊息傳遞等不同元件的整合。

TinyOS也採用基於事件的設計，其目標是在沒有待處理任務時使CPU進入休息狀態。事件可能類似於當恆溫器的溫度升高或降低到特定值以上時觸發警報。一旦事件結束，感測器微塵就會進入「睡眠」狀態。

在智慧交通和智慧工廠等應用中，迫切需要像TinyOS這樣的設計。由於有數千個感測器，因此擁有非常小的記憶體佔用空間以降低功耗非常重要。

TinyOS用在什麼地方？

目前，TinyOS 的下載量已超過 35,000 次。其主要應用在於使用無線感測器網路的所有類型的設備。

• 環境監測：由於每個TinyOS系統都可以嵌入小型感測器中，因此它們可用於監測空氣污染、森林火災和自然災害預防。
• 智慧汽車：智慧汽車是自主的，可以理解為感測器網路。這些感測器透過低功耗無線區域網路 (LPWAN) 進行通信，使 TinyOS 變得完美。
• 智慧城市：TinyOS 是滿足公用事業、電網、網路基礎設施和許多其他智慧城市應用的低功耗感測要求的可行解決方案。

• 機器健康監控：機器對機器（M2M）應用具有多個感測器介面。不可能為每個感測器指定完整的計算環境。 TinyOS 可以執行感測器的安全性、電源管理和調試。

哪裡可以了解 TinyOS？

TinyOS 的所有下載資訊都可以從其官方 GitHub 頁面存取（請參閱： https: //github.com/tinyos/tinyos-main）。除了 BSD 之外，TinyOS 還支援 Mac OS X。

有關 TinyOS 的最大的全包資訊來源可在史丹佛大學 wiki 上找到（請參閱：http://tinyos.stanford.edu/tinyos-wiki/index.php/Main_Page）。該來源包含有關安裝程式的資訊、大量說明以及許多其他人貢獻的大量程式碼索引。

TinyOS 是專為低成本、低功耗無線感測器網路設計的作業系統的一個範例。但這不是唯一的選擇。其他類似作業系統的範例包括 Contiki、OpenWSN、FreeRTOS 和 RIOT。