Scuola Superiore SantAnna Wireless Sensor Networks e Sistemi Operativi Real-Time Antonio Romano.

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Scuola Superiore Sant’Anna Wireless Sensor Networks e Sistemi Operativi Real-Time Antonio Romano Torino, 3 Novembre Torino, 3 Novembre 2006 2006

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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

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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

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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

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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!