[發明專利]用于傳感器網絡的傳感器的操作系統以及相關傳感器

在審

• 申請號: 201780010207.9
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN108604198A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 坤明·侯;克里斯托弗·德沃爾克斯;刁勛興;石洪嶺
• 申請（專利權）人: 克萊蒙第二布萊茲帕斯卡大學;國家科研中心
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 徐川;姚開麗

用于傳感器網絡的傳感器的該操作系統(101)配置為除了包括用于虛擬化傳感器的硬件資源的多個通用系統功能，尤其是無線電通信功能(112)和路由功能(114)，還包括多個應用功能(122)，每個功能由軟件角色(124、126)限定，每個軟件角色由有限狀態自動機組成，以預定的調度順序來限定各個角色的執行，該預定的調度順序確定在執行周期期間每個角色的調用時間順序。

技術領域

本發明涉及專用于構成傳感器網絡節點的傳感器的操作系統的技術領域。

背景技術

物聯網(Internet of Things)或物聯網(Web of Things)是當前因特網的擴展，物聯網旨在在因特網和物理環境中存在的設備之間交換信息和數據。

在與因特網的連接將具有工業意義的設備中，存在包括多個傳感器(例如在幾十和幾百個傳感器之間)的傳感器網絡，該多個傳感器放置在環境中以獲取測量。例如，它可以是分布在農場上的傳感器網絡，以便收集與農場管理相關的一組地理定位測量：溫度、濕度和土壤pH、空氣濕度、風速、紫外線指數等。

這種傳感器是智能的，因為它包括存儲裝置(例如存儲器)、計算裝置(例如處理器)、用于連接到一個或更多個檢測器的輸入/輸出接口以及用于連接到網絡的其他節點和因特網的網絡接口，例如通過Wi-Fi、IEEE 802.15.4、NB-IoT(窄帶物聯網)或3G/4G類型的無線連接來連接到網絡的其他節點和因特網。具體地，傳感器存儲器包括適于由處理器執行的計算機程序指令。

此外，這種傳感器是自主的，因為它包括用于傳感器操作的電源裝置，例如電池。

但是，這種連接的設備僅具有有限的計算能力和信息存儲，基本上允許獲得測量和對這些原始測量進行簡單處理的性能，以及將經處理的測量傳輸到連接到因特網的基站。

此外，每個傳感器網絡都是為特定目的而實現的。

因此，網絡的每個傳感器專門為預期用途而開發。

最后，網絡的傳感器必須分布在環境中。因此，它們僅需要低維護是必要的。因此，它們必須具有相當大的自主性和可靠性。

因此，需要為這些傳感器提供操作系統以虛擬化通用傳感器的硬件層，從而開發獨立于所用設備的軟件應用，特別是降低開發成本。

國際申請WO2013/032660描述了一種由多個基本操作系統和主操作系統組成的操作系統。由執行平臺的相關處理器實現的每個基本操作系統包括實現TCP/IP通信協議的核。

主操作系統能夠將軟件應用的任務分解為多個基本過程，并將每個基本過程的執行分配給基本操作系統之一。

具體地，該操作系統允許通過將如下處理器待機來獲得能量改進，該處理器的基本操作系統不被要求執行過程。

但是，這種操作系統在存儲指令以及在其執行期間所需的存儲空間方面都需要太大的存儲量，以便配備通信傳感器。

因此，本發明旨在滿足這些需求。

發明內容

本發明的目的是一種用于傳感器網絡的傳感器的操作系統，其特征在于，操作系統配置為除了包括用于虛擬化傳感器的硬件資源的多個通用系統功能，尤其是無線電通信功能和路由功能，還包括多個應用功能，其中每個功能由軟件角色限定，以及其中每個軟件角色是有限狀態自動機，其中以預定的調度順序來限定不同軟件角色的執行，該預定的調度順序確定在執行周期期間每個角色的調用時間順序。

該操作系統使得可以在通用傳感器上開發軟件應用以便將其配置成用于特定用途。該操作系統還允許對主傳感器的能量消耗進行優化。

通過該操作系統的結構，可以容易地配備服務以使傳感器的操作可靠。