تعتمد أجهزة إنترنت الأشياء على العديد من أنظمة التشغيل المختلفة اعتمادًا على تطبيقات الاستخدام النهائي المحددة.
تحظى توزيعات Linux، مثل Yocto أو Android Things، بشعبية كبيرة لدى الأجهزة المنزلية الذكية. يعد Windows 10 IoT Core هو الأنسب لأجهزة IoT edge على مستوى الخادم (أي جهاز يتحكم في تدفق البيانات عند الحدود بين شبكتين). وبالطبع، يوصى باستخدام نظام التشغيل Raspbian للاستخدام المنتظم على Raspberry Pi .
هنا، ستناقش المقالة نظام TinyOS الذي يعد، من الناحية الأساسية، مفيدًا جدًا لشبكات الاستشعار منخفضة الطاقة.
ما هو TinyOS؟
TinyOS هو نظام تشغيل مفتوح المصدر يعتمد على BSD ويستخدم لغة برمجة nesC للتحكم في شبكات الاستشعار اللاسلكية (WSN) وإدارتها. تتميز أجهزة الاستشعار (وتسمى motes) في مثل هذه الشبكات بطاقة منخفضة، وذاكرة محدودة، وعامل شكل مضغوط للغاية.
تم كتابة TinyOS لأول مرة بواسطة جيسون هيل في جامعة بيركلي في عام 2000. وهو برنامج مجاني تمامًا ومفتوح المصدر.

بالنظر إلى استخدامه النهائي، يعد TinyOS نظام تشغيل شائعًا لأجهزة الاستشعار منخفضة الطاقة التي تتحكم في الضوء والتسارع ودرجة الحرارة والضغط والأشياء الصوتية. غالبًا ما يتم استخدام TinyOS في تطبيقات الصناعة 4.0.
لماذا يعد TinyOS مفيدًا لشبكات الاستشعار اللاسلكية؟
تتطلب أجهزة الاستشعار منخفضة الطاقة، بسبب القيود المفروضة على نطاقها، استخدامًا فعالاً للموارد. تم بناء TinyOS بشكل أساسي على بنية قائمة على المكونات، لتقليل حجم التعليمات البرمجية إلى حوالي 400 إلى 500 بايت، وتصميم قائم على الأحداث، مما يلغي الحاجة إلى غلاف الأوامر.
تستخدم البنية القائمة على المكونات nesC، وهي لغة برمجة C مصممة لربط الأنظمة المدمجة. يتكون كل مقتطف تعليمات برمجية من وظائف بسيطة موضوعة ضمن المكونات ووظائف معقدة تعمل على دمج جميع المكونات معًا.
يوضح مثال مقتطف التعليمات البرمجية التالي المستند إلى مكونات NesC تكامل المكونات المختلفة مثل أجهزة ضبط الوقت والساعات والرسائل.
![تعرف على نظام التشغيل لأجهزة الاستشعار اللاسلكية TinyOS تعرف على نظام التشغيل لأجهزة الاستشعار اللاسلكية TinyOS]()
يستخدم TinyOS أيضًا تصميمًا قائمًا على الأحداث، هدفه هو وضع وحدة المعالجة المركزية في حالة سكون عندما لا تكون هناك مهام معلقة. يمكن أن يكون الحدث بمثابة إطلاق إنذار عندما ترتفع درجة حرارة منظم الحرارة أو تنخفض فوق قيمة معينة. بمجرد انتهاء الحدث، يمكن أن تدخل حركات المستشعر في حالة "السكون".
إن الحاجة إلى تصميم مثل TinyOS أمر حتمي في تطبيقات مثل النقل الذكي والمصانع الذكية. ونظرًا لوجود الآلاف من أجهزة الاستشعار، فمن المهم أن يكون لديك مساحة صغيرة جدًا من الذاكرة لتقليل متطلبات الطاقة.
أين يتم استخدام TinyOS؟
حاليًا، يحتوي TinyOS على أكثر من 35000 عملية تنزيل. تكمن تطبيقاته الرئيسية في جميع أنواع الأجهزة التي تستخدم شبكات الاستشعار اللاسلكية.
- المراقبة البيئية : نظرًا لأنه يمكن تضمين كل نظام TinyOS في مستشعر صغير، فهو مفيد في مراقبة تلوث الهواء وحرائق الغابات والوقاية من الكوارث الطبيعية.
- المركبات الذكية : المركبات الذكية مستقلة ويمكن فهمها على أنها شبكة من أجهزة الاستشعار. تتواصل هذه المستشعرات من خلال شبكات المنطقة اللاسلكية منخفضة الطاقة (LPWAN) مما يجعل نظام TinyOS مثاليًا.
- المدن الذكية : يعد TinyOS حلاً قابلاً للتطبيق لمتطلبات الاستشعار عن الطاقة المنخفضة للمرافق وشبكات الطاقة والبنية التحتية للإنترنت والعديد من تطبيقات المدن الذكية الأخرى.
![تعرف على نظام التشغيل لأجهزة الاستشعار اللاسلكية TinyOS تعرف على نظام التشغيل لأجهزة الاستشعار اللاسلكية TinyOS]()
- مراقبة صحة الآلة : تحتوي تطبيقات آلة إلى آلة (M2M) على واجهات استشعار متعددة. لا يمكن تحديد بيئة حوسبة كاملة لكل مستشعر. يمكن لـ TinyOS أداء الأمان وإدارة الطاقة وتصحيح أجهزة الاستشعار.
أين يمكنك التعرف على TinyOS؟
يمكن الوصول إلى جميع معلومات التنزيل على TinyOS من صفحة GitHub الرسمية (انظر: https://github.com/tinyos/tinyos-main ). بالإضافة إلى BSD، يدعم TinyOS أيضًا نظام التشغيل Mac OS X.
يتوفر أكبر مصدر شامل للمعلومات حول TinyOS على ويكي جامعة ستانفورد (انظر: http://tinyos.stanford.edu/tinyos-wiki/index.php/Main_Page ). يحتوي هذا المصدر على معلومات حول تثبيت البرنامج، وتعليمات شاملة، وفهرس رموز كبير ساهم به العديد من الآخرين.
يعد TinyOS أحد الأمثلة على نظام التشغيل المصمم لشبكات الاستشعار اللاسلكية منخفضة التكلفة ومنخفضة الطاقة. لكنه ليس الخيار الوحيد. تشمل الأمثلة الأخرى لأنظمة التشغيل المشابهة Contiki وOpenWSN وFreeRTOS وRIOT.