TinyOS işletim sisteminin vf-1a genel amaçlı telsiz algılayıcı düğüm üzerine uyarlanması
Posting TinyOS operating system to vf-1a general purpose wireless sensor node
Yazar: HALUK ÖRNEK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. A. GÖKHAN YAVUZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
İlk olarak askeri uygulamalarda savunma amaçlı kullanılmaya başlanan telsiz algılayıcı ağlar, mikro-elektromekanik sistemler (MEMS) ve telsiz haberleşme sistemlerindeki gelişmeler sonucunda, günümüzde birçok alanda kullanılmaya başlanmıştır. Bu uygulama alanlarından en yaygın olanları; doğal yaşam alanlarının izlenmesi, tarım ürünlerinin gelişimlerinin izlenmesi, endüstriyel kontrol ve takip sistemleri, erken uyarı sistemleri, kapalı ve açık alanların güvenliğinin sağlanmasıdır.Telsiz algılayıcı ağlar, çevreden bilgi toplayabilen, aldığı bilgiyi bir başka düğüme veya merkeze aktarabilen düğümlerden oluşur. Telsiz algılayıcı düğümler, çevreden bilgi almayı sağlayan çeşitli sayıda ve türde algılayıcılar, algılayıcılardan alınan bilginin saklanması için ikincil depolama birimi, düğümlerin birbirleriyle haberleşmesini sağlayan telsiz haberleşme birimi, enerji ihtiyacının karşılanmasını sağlayan besleme (güç) birimi ve tüm bu işlemlerin gerçekleştirilmesinden sorumlu olan işlemci biriminden oluşmaktadır.Bu tezde, telsiz algılayıcı ağlarda kullanılmak üzere tasarlanmış varolan bir algılayıcı düğümün üzerine varolan bir işletim sisteminin uyarlanması hedeflenmiştir.Düğüm üzerinde çalışan işletim sistemi yukarıda belirtilen tipteki telsiz algılayıcı ağ uygulamalarının yazılımsal ihtiyaçlarını karşılayacak niteliktedir. Benzeri uygulamalar için geliştirilen donanımlarda yaygın olarak kullanılan işletim sistemleri incelenmiş ve bu doğrultuda fazla işlemci gücü gerektirmeyen ve az enerji harcayan TinyOS işletim sisteminin mevcut telsiz algılayıcı düğüm üzerinde çalışacak şekilde uyarlanmasına karar verilmiştir. İşletim sistemi, algılayıcı düğüm üzerinde bulunan algılayıcıların yazılımsal olarak aktif veya pasif duruma getirilebilmesini desteklemektedir. Telsiz algılayıcı ağlarda bulunan algılayıcıların kullandıkları temel iletişim protokollerinin kütüphaneleri ve algılayıcı düğüm dahilinde bulunan algılayıcılar için oluşturulacak olan sürücüler işletim sistemi içerisine entegre edilmiştir. Düğümün üzerinde mevcut olan algılayıcıların dışında algılayıcı eklendiğinde bu algılayıcıların sorunsuz çalışabilmesi için, yeni sürücüler oluşturulması ve işletim sistemi içerisine entegre edilmesi için gerekli altyapı hazırlanmıştır.Uyarlanan işletim sisteminin telsiz algılayıcı düğüm ile uyumluluğunu test etmek amacıyla örnek bir uygulama gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
As a result of the achievements in Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) and wireless communication systems, wireless sensor networks, which were firstly used for military defense applications, are recently starting to be used almost in any area. The most commonly used applications of wireless sensor networks are tracking of natural life, intelligent agriculture, industrial control and tracking systems, early alert systems and systems for security of open and closed areas.Wireless sensor networks consist of nodes which are capable of collecting data from its envoriment and deliver that data to another node or central node. Wireless sensor nodes consist of a sensor module to gather information from the envoriment, a secondary storage module to store data that is collected from the sensors, a commucation module to communicate with the other nodes, a power management module and a microcontroller to manage all operations.The aim of this project is to port an existing operating system to an existing general purpose wireless sensor node.The operating system of the node fulfills the software requirements of the above mentioned applications. Operating systems of existing wireless sensor nodes are analyzed and it is decided to port the TinyOS operating system which will not require high processing power and is energy-efficient to an existing wireless sensor node. The operating system supports the activation or deactivation of the sensors which are on the sensor node at the software level. Common communication protocols used by sensors and the corresponding drivers for the sensors on the sensor node are integrated into the operating system. For addition of sensors which are not on the sensor node, the required drivers of the sensors can be implemented and integrated into the operating system by using the provided development platform.A test application is developed to test the compatibility of the operating system with the wireless sensor node.