TinyOS Programming

Cover......Page 1
Half-title......Page 3
Title......Page 5
Copyright......Page 6
Contents......Page 7
Code examples......Page 13
Preface......Page 19
Acknowledgements......Page 21
Programming hints, condensed......Page 23
Part I TinyOS and nesC......Page 25
1.1 Networked, embedded sensors......Page 27
1.1.1 Anatomy of a sensor node (mote)......Page 28
1.2 TinyOS......Page 29
1.2.1 What TinyOS provides......Page 30
1.3 Example application......Page 31
1.5 The rest of this book......Page 32
2.1 Hello World!......Page 34
2.2 Essential differences: components, interfaces, and wiring......Page 37
2.3 Wiring and callbacks......Page 39
2.4 Summary......Page 40
Part II Basic programming......Page 43
3.1 Component signatures......Page 45
3.1.1 Visualizing components......Page 46
3.1.2 The “as” keyword and clustering interfaces......Page 47
3.2 Interfaces......Page 48
3.2.1 Generic interfaces......Page 51
3.2.2 Bidirectional interfaces......Page 52
3.3 Component implementations......Page 53
3.3.1 Modules......Page 54
3.3.2 A basic configuration......Page 55
3.3.3 Module variables......Page 56
3.3.4 Generic components......Page 57
3.4 Split-phase interfaces......Page 58
3.5 Module memory allocation, avoiding recursion, and other details......Page 60
3.5.1 Memory ownership and split-phase calls......Page 62
3.5.2 Constants and saving memory......Page 65
3.5.3 Platform-independent types......Page 66
3.5.4 Global names......Page 68
3.5.5 nesC and the C preprocessor......Page 70
3.5.6 C libraries......Page 71
3.6 Exercises......Page 72
4 Configurations and wiring......Page 73
4.1 Configurations......Page 74
4.1.1 The −> and <− operators......Page 75
4.1.2 The operator......Page 76
4.1.3 Namespace management......Page 77
4.1.4 Wiring rules......Page 78
4.1.5 Wiring shortcuts......Page 80
4.2 Building abstractions......Page 81
4.2.1 Component naming......Page 82
4.2.2 Component initialization......Page 83
4.3 Component layering......Page 84
4.3.2 Hardware specificity......Page 85
4.4 Multiple wirings......Page 87
4.4.1 Fan-in and fan-out......Page 88
4.4.2 Uses of multiple wiring......Page 89
4.4.3 Combine functions......Page 90
4.5.1 Generic components, revisited......Page 92
4.6 Exercises......Page 94
5.1 Overview......Page 95
5.2 Tasks......Page 96
5.2.1 Task timing......Page 98
5.3.1 Hardware versus software......Page 99
5.3.2 Tasks and call loops......Page 100
5.4 Exercises......Page 102
6.1 The basics: timing, LEDs, and booting......Page 103
6.1.1 Deadline-based timing......Page 105
6.2 Sensing......Page 107
6.2.1 Simple sampling......Page 108
6.2.2 Sensor components......Page 109
6.2.3 Sensor values, calibration......Page 110
6.2.4 Stream sampling......Page 111
6.3 Single-hop networking......Page 113
6.3.1 Sending packets......Page 114
6.3.2 Receiving packets......Page 117
6.3.3 Selecting a communication stack......Page 118
6.4 Multi-hop networking: collection, dissemination, and base stations......Page 119
6.4.1 Collection......Page 120
6.4.3 Wiring collection and dissemination......Page 121
6.4.4 Base station for collection and dissemination......Page 122
6.5 Storage......Page 125
6.5.1 Volumes......Page 126
6.5.2 Configuration data......Page 127
6.5.3 Block and Log storage......Page 129
6.6 Exercises......Page 135
7.1 Basics......Page 136
7.1.1 Serial communication stack......Page 137
7.2 Using mig......Page 138
7.2.1 Sending and receiving mig-generated packets......Page 140
7.3 Using ncg......Page 142
7.4 Packet sources......Page 143
7.5 Example: simple reliable transmission......Page 144
7.5.2 Reliable transmission in Java......Page 145
7.6 Exercises......Page 149
Part III Advanced programming......Page 151
8.1 Generic components review......Page 153
8.2 Writing generic modules......Page 155
8.2.1 Type arguments......Page 156
8.2.2 Abstract data types as generics......Page 157
8.2.3 ADTs in TinyOS 1.x......Page 158
8.3 Parameterized interfaces......Page 159
8.3.1 Parameterized interfaces and configurations......Page 161
8.3.2 Parameterized interfaces and modules......Page 163
8.3.3 Defaults......Page 165
8.4 Attributes......Page 166
8.5 Exercises......Page 168
9.1 unique() and uniqueCount()......Page 169
9.1.1 unique......Page 170
9.1.3 Example: HilTimerMilliC and VirtualizeTimerC......Page 171
9.2.1 TimerMilliC......Page 174
9.2.2 CC2420SpiC......Page 176
9.2.3 AMSenderC......Page 180
9.2.4 BlockStorageC......Page 184
9.3 Reusable component libraries......Page 186
9.4 Exercises......Page 189
Intent......Page 190
Applicable when......Page 191
Structure......Page 192
Consequences......Page 193
Intent......Page 194
Applicable when......Page 195
Participants......Page 196
Related patterns......Page 197
Applicable when......Page 198
Related patterns......Page 200
Motivation......Page 201
Sample code......Page 202
Motivation......Page 204
Participants......Page 205
Related patterns......Page 206
Motivation......Page 207
Participants......Page 208
Motivation......Page 210
Applicable when......Page 211
Consequences......Page 212
Motivation......Page 213
Known uses......Page 214
Related patterns......Page 215
11.1.1 The async keyword......Page 216
11.1.2 The cost of async......Page 217
11.1.3 Atomic statements and the atomic keyword......Page 219
11.1.5 Example: CC2420ControlP......Page 221
11.1.6 Tasks, revisited......Page 223
11.2.1 Example lock need: link-layer acknowledgements......Page 224
11.2.2 Split-phase locks......Page 225
11.2.3 Lock internals......Page 226
11.2.4 Energy management......Page 227
11.2.6 Example: MSP430 USART......Page 228
11.3 Exercises......Page 229
12.1 Portability and the hardware abstraction architecture......Page 230
12.1.1 Examples......Page 232
12.2 Device drivers......Page 234
12.2.1 Access control......Page 235
12.2.2 Access control examples......Page 236
12.2.3 Power management......Page 239
12.2.4 Microcontroller power management......Page 242
12.3 Fitting in to the HAA......Page 243
13.1 SoundLocalizer design......Page 245
13.1.1 Time synchronization......Page 246
13.1.2 Implementing SoundLocalizer in TinyOS......Page 247
13.2 SynchronizerC......Page 249
13.3 DetectorC......Page 254
13.4 MicrophoneC......Page 257
13.5 Wrap-up......Page 261
Part IV Appendix and references......Page 263
A.2 Communication......Page 265
A.2.1 Single-hop......Page 266
A.2.2 Multi-hop collection......Page 267
A.2.3 Multi-hop dissemination......Page 268
A.4 Sensing......Page 269
A.5 Storage......Page 270
A.6.2 QueueC......Page 271
A.6.4 PoolC......Page 272
A.7.2 Leds......Page 273
A.7.4 Printf......Page 274
A.8 Low power......Page 275
References......Page 276
Index......Page 278