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Scuola Superiore Sant’Anna
Wireless Sensor Networks e Sistemi Operativi Real-Time
Antonio Romano
Torino, 3 Novembre 2006Torino, 3 Novembre 2006
3 Novembre 2006 Sensori wireless ed integrazione di sistema per applicazioni ubique in ambito ospedalieroSensori wireless ed integrazione di sistema per applicazioni ubique in ambito ospedaliero
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 ospedalieroSensori 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 1
task 2
task 1
task 2
politica di schedulazione a priorità con preemption
3 Novembre 2006 Sensori wireless ed integrazione di sistema per applicazioni ubique in ambito ospedalieroSensori 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.
Hardware Abstraction Layer
MCU Layer Board Layer
Kernel Layer
Applicazione
CPU Layer
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• Kernel:• FP ( Fixed Priority);• EDF (Earliest Deadline First).
• HAL:• Monostack;• Multistack.
ERIKA Embedded Real tIme Kernel Architecture II
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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).
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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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GRAZIE PER LA CORTESE ATTENZIONE!