引 言

无线传感器网络是由一个个具有数据采集、计算和通信能力的传感器节点，通过自组织网络形成的一个动态、自适应的分布式计算平台。每个传感器都是典型的嵌入式系统，具有存储容量小、运算能力差、功耗低、易失效的特点。因此，它对传统嵌入式应用开发者提出了更高的要求，迫切需要系统软件的精心设计，以满足其可靠性和持久性的要求。无线传感器网络的特点决定了尽可能地降低系统功耗成为系统设计的核心要素之一。为此，在目前开发的一些传感器网络操作系统中，都把功耗管理作为一个重要的模块来设计。例如美国加州大学伯克利分校的TinyOS，加州大学纽约分校的SOS和美国科罗拉多大学的MantisOS等专为传感器网络节点设计的操作系统都有自己的低功耗管理策略。

本文主要从软件的角度研究降低无线传感器网络系统功耗的机制与策略，提出了基于μC／OS-11的低功耗改进策略。这对于延长无线传感器网络系统生存周期和普及应用有着重要意义。

1 低功耗软件系统设计原理

嵌入式系统中，在硬件平台已经确定的情况下，软件系统主要从CPU和外部设备两方而来降低功耗。

CPU相关的功耗管理可以通过控制CPU的工作模式来实现。CPU一般有运行模式、空闲模式、休眠模式、睡眠模式和掉电模式，分别对应CPU内部的不同工作频率。它们之间的转化关系以及功耗消耗顺序如图1所示。省电的原则就是处理器只有在有用户操作或任务处理时才处于运行模式，其他时间都处于睡眠模式，以最大程度地提高电源效率。

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