第四章 基本操作

1.3 tinyos2.x消息缓冲抽象

Tinyos2.x 用message_t代替了tinyos1.x的 TOS_Msg，作为底层数据结构。 tos/types/message.h
typedef nx_struct message_t { nx_uint8_t header[sizeof(message_header_t)]; nx_uint8_t data[TOSH_DATA_LENGTH]; //有效载荷区 nx_uint8_t footer[sizeof(message_footer_t)]; nx_uint8_t metadata[sizeof(message_metadata_t)]; } message_t;
基本通信接口




Packet ：提供了对message_t抽象数据类型的基本访问。这 个接口的命令有：清空消息内容，获得消息的有效载荷区长 度，获得消息有效载荷区的指针。 Send ：提供基本的自由地址的消息发送接口。这个接口提供 的命令有：发送消息，取消未成功发出的消息。接口还提供 了事件来指示一条消息是否成功发送。它也提供了一些便利 的函数，来获得消息的最大有效载荷区长度以及消息有效载 荷区的指针。 Receive ：提供最基本的消息接收接口。这个接口提供了接 收消息后的事件。它也提供了些命令，可以方便地获得消息 的有效载荷区长度以及消息有效载荷区的指针。 PacketAcknowledgements ：提供了一种机制来要求对每个 信息包的确认。 RadioTimeStamping ：为无线电发射和接受提供时间标记信 息。
1.1 主动消息概述

主动消息模式是一个面向消息通信的高性 能高性能通信模式


主动消息的设计和实现 主动消息的缓存管理机制

保存一个固定尺寸且预先分配的缓存队列 每次消息发送后，接受方发送有一个同步的确认信 息

主动消息的显式确认机制

1.2 通信接口和组件




TinyOS 提供了很多的接口来抽象底层的通信 服务，以及提供或实现这些接口的组件。 所有的接口和组件使用了一个共同的消息缓冲 抽象，称为 message_t. message_t可以通过nesC 的结构体来实现 （类似于C语言中的结构体struct）。 message_t的成员是不透明的，因此不能直接 访问。
STEP 6 ：修改配件里的implementation 区，增加相 应的组件说明。


STEP 7 ：连接接口，从使用者到提供者。
implementation { ... components new AMReceiverC(AM_BLINKTORADIO); ... }
implementation { ... App.Receive -> AMReceiverC; }

STEP3：需要声明新的变量，增加这些接口和组件 的初始化和开始/停止的代码。
event void AMControl.startDone(error_t err) { if (err == SUCCESS) { call Timer0.startPeriodic(TIMER_PERIOD_MILLI); } else { call AMControl.start(); } } event void AMControl.stopDone(error_t err) { }
typedef nx_struct BlinkToRadioMsg { nx_uint16_t nodeid; nx_uint16_t counter;
} BlinkToRadioMsg;
在类型名字前的nx_前缀（如 nx_uint16_t）指出将以大字端 字节序的格式排序。相反，nxle_前缀则是小字端格式。
主动消息接口




由于经常有多个服务需要使用相同的无线电来交流， TinyOS 提供了活动消息（active message，缩写AM） 来实现多渠道访问无线电。 AM type在功能上类似于以太网的数据帧、IP 协议以及 UDP 端口，所有这些都是为了达到多路访问一个通信 服务的目的。 AMPacket ：类似Packet，提供对message_t抽象数据 类型的基本的AM 访问。这个接口提供的命令有：获得 节点的AM 地址，AM信息包的目标地址以及 AM信息包 的类型。除此之外还有，设置 AM信息包目标地址和类 型，检查目标地址是否为本地节点。 AMSend ： 类似Send，提供了基本的活动消息发送接 口。AMSend 与Send 之间的关键区别是，AMSend 在 其发送命令里带有AM目标地址参数。


节点与电脑（mote-PC）通信的基本抽象就 是信息源（packet source）。 信息源的确切定义是：信息包源是一种通信 媒介，应用程序可以通过它接收来自节点的 信息包，也可以发送信息包到节点。 大多数的TinyOS通信工具带有 –comm的选 项参数，可以允许用一个字符串指明信息包 源。例如：
无线电发送消息


STEP1：首先需要认识一些接口和组件，它们能提 供对无线电访问，并允许操作message_t数据类型。 STEP2：接下来必须修改BlinkToRadioC.nc中的规 范说明，增加 uses所需接口的语句。 module BlinkToRadioC { ... uses interface Packet; uses interface AMPacket; uses interface AMSend; uses interface SplitControl as AMControl; }

STEP 8 ：应用程序的实际测试。
2、节点与PC的串口通信


介绍信息包源的概念 如何测试串口，监听工具Listen 如何使用PC 和节点通信 MIG 消息接口生成工具 SerialForwarder 工具 TinyOS打印库 常见的串口通信故障
2.1 信息源和端口测试


注意：header , footer , metadata 都是不透明的，不能直接访问。值得 注意的是，要访问 message_t 必须通过Packet , AMPacket和其他的一 些接口，将会在下面的BlinkToRadio实例里演示。
1.4 通过无线电发送消息


将编写一个简单的应用程序，一个定时器， 一个计数值，用无线电发送这个计数值。另 一个节点接收无线电显示计数值在LED上。 修改Blink为B事件处理程序（非初始化）。
event message_t* Receive.receive(message_t* msg, void* payload, uint8_t len) { if (len == sizeof(BlinkToRadioMsg)) { BlinkToRadioMsg* btrpkt = (BlinkToRadioMsg*)payload; call Leds.set(btrpkt->counter); } return msg; }
封装


TinyOS支持多平台，每个平台都可以实现对无线电 的驱动。所有平台的无线驱动统一封装为 ActiveMessageC组件。 ActiveMessageC组件可以实现接口与底层特定硬件 的连接。提供了1.2节提到的大多数通信接口。



ActiveMessageC（eyesIFX平台）由 Tda5250ActiveMessageC组件实现； ActiveMessageC（intelmote2, micaz, telosa和telosb平台） 由 CC2420ActiveMessageC组件实现； ActiveMessageC（mica2平台）由 CC1000ActiveMessageC组件实现。

创建BlinkToRadio文件夹 编写BlinkToRadioC. nc文件 编写BlinkToRadio.h头文件 编写BlinkToRadioAppC. Nc配件 编写makefile文件
定义消息结构

不能直接用数据读写message_t的有效载荷区， 而是使用一种结构体去操纵有效载荷区，结构如 下：

STEP5：实现这些使用到的接口的事件。
event void AMSend.sendDone(message_t* msg, error_t error) { if (&pkt == msg) { busy = FALSE; } }

STEP6：对配件BlinkToRadioAppC.nc里的实现部分进行 修改，增加相关组件的声明。
implementation { ... components ActiveMessageC; components new AMSenderC(AM_BLINKTORADIO); ... }

STEP7，在配件里连接从使用者到提供者的所有接口。 implementation { ... components BlinkToRadioC as App; ... App.Packet -> AMSenderC; App.AMPacket -> AMSenderC; App.AMSend -> AMSenderC; App.AMControl -> ActiveMessageC; }
implementation { bool busy = FALSE; message_t pkt; ... } event void Boot.booted() { call AMControl.start(); }

STEP4：增加针对这些接口的所需命令。
event void Timer0.fired() { ... if (!busy) { BlinkToRadioMsg* btrpkt = (BlinkToRadioMsg*) (call Packet.getPayload(&pkt, NULL)); btrpkt->nodeid = TOS_NODE_ID; btrpkt->counter = counter; if (call AMSend.send(AM_BROADCAST_ADDR, &pkt, sizeof(BlinkToRadioMsg)) == SUCCESS) { busy = TRUE; } } }