随着嵌入式系统的应用越来越多地渗透到当今社会生产、生活的方方面面,依赖嵌入式系统的软件开发也面临着新的挑战。嵌入式操作系统作为嵌入式系统发展到一定阶段的产物,不仅大大提高了嵌入式系统的开发效率,也增强了嵌入式应用软件的可移植性,这些都令嵌入式软件的开发更加科学。但也要清醒地看到,随着嵌入式产品在各式各样场合的应用和普及,传统通用的操作系统平台显然已经不适用。因此,有必要在原有的基础上,引入软件工程中的开发方法,如构件化的开发方法,去尝试构造可适应不同场合需求的嵌入式操作系统。目前,物联网在我国的发展方兴未艾,传感器网络作为物联网产业链条的核心一环也越来越得到人们的重视。作为传感器网络节点处理单元的重要组成部分,传感器网络操作系统值得进一步地深入研究。由于无线传感器网络节点资源受限,且节点构成各不相同,这就要求传感器网络节点操作系统在设计时考虑到节点硬件平台的多样性,而采用构件化的设计方法正是为了满足传感器网络的相应特点,正因为这样有必要对构件化的开发技术和基于此技术的嵌入式实时操作系统进行全面的分析和研究。本论文对现有的基于构件技术的嵌入式操作系统进行了分类总结,跟踪了国内外该领域的研究进展,重点介绍了无线传感器网络操作系统中的TinyOS操作系统,尤其针对其构件策略和调度机制深入地进行了研究。虽然在软件工程领域构件化的开发技术已经提出了多年,也已有很多应用于工程实践的研究成果,但对嵌入式操作系统构件化的研究还处在探索阶段。因此,本文旨在通过对一种典型的构件化嵌入式操作系统TinyOS的研究,包括对其体系结构、构件模型、有特色的编程语言nesC以及调度策略等的研究,并结合实际应用总结嵌入式操作系统构件化的一般方法。本论文的主要工作和创新之处在于:(1)深入研究基于构件架构的无线传感器网络操作系统TinyOS,在此基础上提出了操作系统构件化设计和实现的基本原则。(2)重点分析了构件化编程语言nesC、主动消息通信、事件驱动模式等TinyOS设计实现的关键技术,实现并讨论了基于TinyOS的Blink应用,并对Blink的各个构件进行了细致的源码分析工作。(3)研究分析了TinyOS的内核调度机制,在次基础上实现了基于事件驱动的Sense应用,并针对这个实际应用在TOSSIM中进行了仿真,加深了对调度机制中硬件中断部分的理解。