Découvrez le système dexploitation des capteurs sans fil TinyOS

Les appareils IoT sont construits sur de nombreux systèmes d'exploitation différents en fonction des applications d'utilisation finale spécifiques.

Les distributions Linux, comme Yocto ou Android Things, sont très populaires auprès des appareils domestiques intelligents. Windows 10 IoT Core est mieux adapté aux appareils IoT Edge au niveau du serveur (tout matériel qui contrôle le flux de données à la frontière entre deux réseaux). Et bien entendu, le système d'exploitation Raspbian est recommandé pour une utilisation régulière sur le Raspberry Pi .

Ici, l'article abordera TinyOS qui, en termes essentiels, est très utile pour les réseaux de capteurs de faible consommation.

Qu’est-ce que TinyOS ?

TinyOS est un système d'exploitation open source basé sur BSD qui utilise le langage de programmation nesC pour contrôler et gérer les réseaux de capteurs sans fil (WSN). Les capteurs (appelés motes) dans de tels réseaux se caractérisent par une faible consommation, une mémoire limitée et un format très compact.

TinyOS a été écrit pour la première fois par Jason Hill de l'Université de Berkeley en 2000. Il s'agit d'un logiciel entièrement gratuit et open source.

Compte tenu de son utilisation finale, TinyOS est un système d'exploitation populaire pour les capteurs de faible consommation qui contrôlent la lumière, l'accélération, la température, la pression et les objets acoustiques. TinyOS est souvent utilisé dans les applications de l'industrie 4.0.

Pourquoi TinyOS est-il utile pour les réseaux de capteurs sans fil ?

Les capteurs de faible puissance, en raison des limites de leur portée, nécessitent une utilisation efficace des ressources. TinyOS est essentiellement construit sur une architecture basée sur des composants, pour réduire la taille du code à environ 400 à 500 octets, et sur une conception basée sur les événements, éliminant ainsi le besoin d'un shell de commande.

L'architecture basée sur les composants utilise nesC, un langage de programmation C conçu pour interconnecter les systèmes embarqués. Chaque extrait de code se compose de fonctions simples placées dans des composants et de fonctions complexes qui intègrent tous les composants ensemble.

L'exemple d'extrait de code suivant basé sur les composants NesC montre l'intégration de différents composants tels que des minuteries, des horloges et la messagerie.

TinyOS utilise également une conception basée sur les événements, dont l'objectif est de mettre le processeur dans un état de repos lorsqu'il n'y a aucune tâche en attente. Un événement peut ressembler au déclenchement d’une alarme lorsque la température d’ un thermostat augmente ou diminue au-dessus d’une certaine valeur. Dès que l'événement se termine, les particules du capteur peuvent passer en état de « veille ».

La nécessité d’une conception telle que TinyOS est impérative dans des applications telles que les transports intelligents et les usines intelligentes. Comme il existe des milliers de capteurs, il est important d’avoir une très petite empreinte mémoire pour réduire les besoins en énergie.

Où TinyOS est-il utilisé ?

Actuellement, TinyOS compte plus de 35 000 téléchargements. Ses principales applications résident dans tous les types d’appareils utilisant des réseaux de capteurs sans fil.

• Surveillance de l'environnement : étant donné que chaque système TinyOS peut être intégré dans un petit capteur, ils sont utiles pour surveiller la pollution de l'air, les incendies de forêt et la prévention des catastrophes naturelles.
• Véhicules intelligents : Les véhicules intelligents sont autonomes et peuvent être compris comme un réseau de capteurs. Ces capteurs communiquent via des réseaux sans fil à faible consommation (LPWAN), ce qui rend TinyOS parfait.
• Villes intelligentes : TinyOS est une solution viable pour les besoins de détection de faible consommation pour les services publics, les réseaux électriques, l'infrastructure Internet et de nombreuses autres applications de villes intelligentes.

• Surveillance de l'état des machines : les applications machine à machine (M2M) disposent de plusieurs interfaces de capteurs. Il n'est pas possible de spécifier un environnement informatique complet pour chaque capteur. TinyOS peut assurer la sécurité, la gestion de l'alimentation et le débogage des capteurs.

Où en savoir plus sur TinyOS ?

Toutes les informations de téléchargement sur TinyOS sont accessibles depuis sa page officielle GitHub (voir : https://github.com/tinyos/tinyos-main ). En plus de BSD, TinyOS prend également en charge Mac OS X.

La plus grande source d'informations complète sur TinyOS est disponible sur le wiki de l'Université de Stanford (voir : http://tinyos.stanford.edu/tinyos-wiki/index.php/Main_Page ). Cette source contient des informations sur l'installation du programme, des instructions détaillées et un grand index de codes fourni par de nombreuses autres personnes.

TinyOS est un exemple de système d'exploitation conçu pour les réseaux de capteurs sans fil à faible coût et à faible consommation. Mais ce n'est pas la seule option. D'autres exemples de systèmes d'exploitation similaires incluent Contiki, OpenWSN, FreeRTOS et RIOT.