Contiki的低功耗电源管理的设计与实现

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低功耗研究是无线传感器网络研究的一个热点,对于无线传感网络中的节点这样的电池供电系统,如何降低功耗已经成为系统设计的一个关键问题。低功耗研究从硬件和软件两个层面进行研究。本论文将从软件层面,结合低功耗的技术背景从操作系统的角度,研究典型传感器网络操作系统在低功耗管理方面所采取的策略,基于操作系统Contiki设计并实现针对该系统低功耗电源管理方案,并应用于网络融合测试平台工程项目中。  在本论文中,将设计一种更适合于资源有限的小设备的电源管理方案。在软件层面设计一种框架,并能将各种节能方法纳入其中。尽可能使其具备可移植性,能够尽量少修改代码而移植到不同的操作系统以及不同的软硬件平台中。  本课题要设计的电源管理在系统无用户进程需调度的情况下,让系统进入睡眠模式,降低工作频率,以便最大限度节省电量。在方案中,设计一个类似Linux中的Idle进程,当系统空闲时进入Idle进程的运行。在Idle进程中,根据自进入本进程运行起到当前时刻所经历的时间长短,让CPU进入睡眠模式(或深度睡眠模式,降低CPU运行频率),或者仅仅是关闭部分外部设备,从而达到省电的目的。由于所采用的硬件平台发送数据时需要频繁申请释放内存块,为此论文中设计并实现了一套内存管理系统用于内存分配。在文章结尾处,给出了所设计的电源管理软件在工程项目中的硬件电路上运行的结果,实验结果表明所设计的软件可以使得系统功耗降低,达到节能目的。
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