[发明专利]无线传感器网络节点任务调度方法

摘要

无线传感器网络节点任务调度方法，该方法基于无线传感器网络专用操作系统实现，所述的专用操作系统包括一种二进制代码翻译工具和一种操作系统内核，其中二进制代码翻译工具运行在基站节点上，提供对应用程序的预处理；操作系统内核运行在传感节点上，提供一系列内核服务；两者共同作用，实现传感节点中的抢占式多任务调度；本发明克服现有技术的不足，在传感节点这样的硬件条件下，实现类似于传统操作系统的分时、并发、抢占式多任务调度功能。每个任务在执行时有独立的时间片，时间片信息由操作系统进行维护，任务无需主动让出执行权，操作系统自动将时间片用完的任务挂起，并切换到其他任务，从而满足应用程序的多任务需求。

主权项

无线传感器网络节点任务调度方法，其特征在于：该方法基于无线传感器网络专用操作系统实现，所述的专用操作系统包括一种二进制代码翻译工具和一种操作系统内核，其中二进制代码翻译工具运行在基站节点上，提供对应用程序的预处理；操作系统内核运行在传感节点上，提供一系列内核服务；两者共同作用，实现传感节点中的抢占式多任务调度；其主要步骤如下：(1)对无线传感器网络应用程序进行编译，生成二进制执行代码和符号表；(2)将上述生成的二进制执行代码和符号表集中到基站节点上进行代码分析和翻译，所述的代码分析和翻译过程如下：(2.1)二进制代码翻译工具通过分析符号表，识别每个应用程序所包含的二进制执行代码和内联数据，并对二进制执行代码和内联数据进行分离；(2.2)对二进制执行代码进行反编译，扫描其指令序列，识别所有可能改变CPU执行流程的敏感指令，包括跳转和调用指令、内联数据读写指令、休眠指令和中断指令，并将上述敏感指令修改为调用内核服务的指令；(3)将经过分析和翻译的所有应用程序与操作系统内核共同进行链接，形成二进制代码映像文件，并分发至传感节点开始运行，运行阶段包括下列步骤：(3.1)应用程序的执行实例被称为任务，当任务执行到被修改的跳转和调用指令时，调用相应的内核服务，内核服务统计每个任务的时间片，判断是否需要切换任务，若不需要进行任务切换，则恢复任务的执行，否则，进行下一步；(3.2)内核服务挂起当前任务，自动保存当前任务的状态信息，并恢复即将执行的任务的状态信息，切换到该任务；(3.3)当任务执行到被修改的内联数据读写指令时，内核服务动态计算其内联数据的实际地址，并进行读写访问；(3.4)当任务执行到被修改的休眠指令时，内核服务会挂起当前任务，选择其他任务继续执行，直到没有合适的任务可以运行时，将传感节点置于休眠状态；(3.5)当执行过程中发生中断时，内核服务依次调用每个任务的中断处理例程。