Scuola Superiore Sant`Anna

Scuola Superiore Sant’Anna
Wireless Sensor Networks e Sistemi Operativi
Real-Time
Antonio Romano
Torino, 3 Novembre 2006
Stato dell’arte
• Utilizzo delle WSN per scopi, quasi esclusivamente, di
monitoraggio ambientale;
• uso di sistemi operativi non Real-Time( TinyOS);
(nessun vincolo temporale stringente)
– Vantaggi TinyOS:
• open source;
• protocolli di comunicazione disponibili;
• minima occupazione di memoria.
– svantaggi TinyOS:
task 1
task 2
3 Novembre 2006
Sensori wireless ed integrazione di sistema per applicazioni ubique in ambito ospedaliero
Obiettivi
• Uso di un Sistema Operativo Real-Time nei nodi
di una WSN;
– Vantaggi:
• Possibile utilizzo delle WSN in:
– Controllo vibrazionale (Golden Gate San. Francisco USA);
– diagnostica medica;
– automotive (sistemi antinebbia).
task 11
task
task 22
task
politica di schedulazione a priorità con preemption
3 Novembre 2006
Sensori wireless ed integrazione di sistema per applicazioni ubique in ambito ospedaliero
ERIKA Embedded Real tIme Kernel Architecture II
•
•
•
•
standard OSEK/VDX (in uso presso sistemi Automotive);
modello a memoria comune;
schedulazione a priorità;
completamente configurabile in base ai servizi richiesti
dall’applicazione;
• architettura stratificata;
– Kernel layer;
– Hardware abstraction layer:
• MCU Layer;
• CPU Layer;
• Board Layer.
3 Novembre 2006
Applicazione
Kernel Layer
Hardware Abstraction Layer
CPU Layer
MCU Layer
Board Layer
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ERIKA Embedded Real tIme Kernel Architecture II
• Kernel:
• FP ( Fixed Priority);
• EDF (Earliest Deadline First).
• HAL:
• Monostack;
• Multistack.
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Microcontrollore AVR ATmega128
• Dispositivo a 8-bit che consente di avere un throughput massimo di
1 MIPS per Mhz (16 Mhz max);
• utilizzato sui mote della seria mica della Crossbow;
• utilizza una archittura harvard;
• singolo livello di pipelining;
• memoria Flash da 128 KByte;
• memoria SRAM da 4 KByte (espandibile);
• memoria EEPROM da 4 KByte;
• 32 registri generali direttamente accesibili dalla cpu;
• 6 modi operativi a consumo ridotto;
• diverse sorgenti di interruzione.
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In corso d’opera:
Sviluppo dello stack di protocolli di comunicazione
aderente allo standard IEEE 802.15.4 (ZigBee)
per il Sistema Operativo ERIKA.
(disponibile a fine dicembre 06).
3 Novembre 2006
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ZigBee Vs Bluetooth
• A comune:
– utilizzano la frequenza radio ISM a 2,45 GHz;
– raggio di copertura fino a 10 m.
• Bluetooth:
– garantisce una banda di 1 MByte/s;
– connessioni limitate a 8 dispositivi.
• ZigBee:
– garantisce una banda di 250 Kbit/s;
– Connette fino a 255 dispositivi;
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Sensori wireless ed integrazione di sistema per applicazioni ubique in ambito ospedaliero
GRAZIE PER LA CORTESE ATTENZIONE!
3 Novembre 2006
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