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社区首页 >专栏 >​Shimmer3 TinyOS应用开发指南​

​Shimmer3 TinyOS应用开发指南​

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Scivaro_科采通
发布2025-08-20 16:25:02
发布2025-08-20 16:25:02
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1. 开发环境概述

Shimmer Research基于TinyOS操作系统提供了一系列开源应用示例,主要支持两类通信方式:

  • 蓝牙传输​:适用于实时数据监控(BioMOBIUS协议)
  • 802.15.4射频​:用于多设备同步组网

📌 ​硬件兼容性​:支持Shimmer2/Shimmer2r/Shimmer3系列设备

2. 核心应用目录

2.1 基础传感器应用

应用名称

功能描述

数据输出

SimpleAccel

三轴加速度计实时传输

蓝牙

SimpleGSR

皮肤电信号采集

蓝牙

TestGPS

GPS模块测试

串口

TestTiltSwitch

倾斜开关检测

蓝牙

2.2 高级功能应用

  • ​**BtStream**​:全功能蓝牙传输应用(支持多传感器配置)
  • ​**SDLog**​:SD卡数据记录(带时间同步功能)
  • ​**SyncedRadioTx**​:802.15.4射频同步传输

3. 典型开发流程

3.1 编译部署示例

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bashbash复制bash复制# 进入目标应用目录
cd apps/SimpleAccel

# 编译Shimmer3版本
make shimmer3

# 通过底座烧录程序
make shimmer3 reinstall,0 bsl,/dev/ttyUSB0

​**3.2 数据包格式解析

BioMOBIUS协议数据结构(以加速度计为例):

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cc复制c复制#pragma pack(1)
typedef struct {
  uint16_t header;    // 0x0A0D
  uint8_t  packet_id; // 递增计数器
  int16_t  accel_x;   // X轴加速度(LSB)
  int16_t  accel_y;   // Y轴加速度
  int16_t  accel_z;   // Z轴加速度
  uint16_t crc;       // CRC校验
} accel_packet_t;

4. 关键技术实现

4.1 低功耗设计(GpsSleep示例)​

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nescnesc复制nesc复制event void Boot.booted() {
  // 关闭GPS模块电源
  call GpsControl.stop();
  
  // 配置加速度计唤醒
  call Accel.setPowerState(POWER_LOW);
  call Accel.setWakeupThreshold(100); // 100mg阈值
}

4.2 多设备同步(SyncedRadioTx)​

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nescnesc复制nesc复制// 主节点广播同步信标
task void sendBeacon() {
  radio_beacon_t msg;
  msg.source = TOS_NODE_ID;
  msg.seq = beacon_counter++;
  call RadioSend.send(AM_BROADCAST_ADDR, &msg, sizeof(msg));
}

5. 应用场景扩展

5.1 运动康复监测

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mermaid图片代码图片代码graph TD
  A[Shimmer3-IMU] -->|802.15.4| B(Sync Coordinator)
  C[Shimmer3-EMG] -->|802.15.4| B
  B --> D[SD卡存储]#svgGraph_light_35028142514453{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#svgGraph_light_35028142514453 .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#svgGraph_light_35028142514453 .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#svgGraph_light_35028142514453 .error-icon{fill:#552222;}#svgGraph_light_35028142514453 .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#svgGraph_light_35028142514453 .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#svgGraph_light_35028142514453 .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#svgGraph_light_35028142514453 .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#svgGraph_light_35028142514453 .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#svgGraph_light_35028142514453 .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#svgGraph_light_35028142514453 .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#svgGraph_light_35028142514453 .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#svgGraph_light_35028142514453 .marker.cross{stroke:#333333;}#svgGraph_light_35028142514453 svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#svgGraph_light_35028142514453 p{margin:0;}#svgGraph_light_35028142514453 .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#svgGraph_light_35028142514453 .cluster-label text{fill:#333;}#svgGraph_light_35028142514453 .cluster-label span{color:#333;}#svgGraph_light_35028142514453 .cluster-label span p{background-color:transparent;}#svgGraph_light_35028142514453 .label text,#svgGraph_light_35028142514453 span{fill:#333;color:#333;}#svgGraph_light_35028142514453 .node rect,#svgGraph_light_35028142514453 .node circle,#svgGraph_light_35028142514453 .node ellipse,#svgGraph_light_35028142514453 .node polygon,#svgGraph_light_35028142514453 .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#svgGraph_light_35028142514453 .rough-node .label text,#svgGraph_light_35028142514453 .node .label text,#svgGraph_light_35028142514453 .image-shape .label,#svgGraph_light_35028142514453 .icon-shape .label{text-anchor:middle;}#svgGraph_light_35028142514453 .node .katex path{fill:#000;stroke:#000;stroke-width:1px;}#svgGraph_light_35028142514453 .rough-node .label,#svgGraph_light_35028142514453 .node .label,#svgGraph_light_35028142514453 .image-shape .label,#svgGraph_light_35028142514453 .icon-shape .label{text-align:center;}#svgGraph_light_35028142514453 .node.clickable{cursor:pointer;}#svgGraph_light_35028142514453 .root .anchor path{fill:#333333!important;stroke-width:0;stroke:#333333;}#svgGraph_light_35028142514453 .arrowheadPath{fill:#333333;}#svgGraph_light_35028142514453 .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#svgGraph_light_35028142514453 .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#svgGraph_light_35028142514453 .edgeLabel{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#svgGraph_light_35028142514453 .edgeLabel p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);}#svgGraph_light_35028142514453 .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#svgGraph_light_35028142514453 .labelBkg{background-color:rgba(232, 232, 232, 0.5);}#svgGraph_light_35028142514453 .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#svgGraph_light_35028142514453 .cluster text{fill:#333;}#svgGraph_light_35028142514453 .cluster span{color:#333;}#svgGraph_light_35028142514453 div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#svgGraph_light_35028142514453 .flowchartTitleText{text-anchor:middle;font-size:18px;fill:#333;}#svgGraph_light_35028142514453 rect.text{fill:none;stroke-width:0;}#svgGraph_light_35028142514453 .icon-shape,#svgGraph_light_35028142514453 .image-shape{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#svgGraph_light_35028142514453 .icon-shape p,#svgGraph_light_35028142514453 .image-shape p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);padding:2px;}#svgGraph_light_35028142514453 .icon-shape rect,#svgGraph_light_35028142514453 .image-shape rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#svgGraph_light_35028142514453 :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;}802.15.4802.15.4Shimmer3-IMUSync CoordinatorShimmer3-EMGSD卡存储

5.2 环境感知网络

代码语言:javascript
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运行
复制
nescnesc复制nesc复制configuration MultiHopApp {
  provides {
    interface SensorData;
  }
  uses {
    interface RadioPacket as Comm;
  }
}

6. 问题排查指南

现象

检查步骤

蓝牙连接失败

1. 确认TestBluetooth示例运行2. 检查设备MAC地址绑定

数据包丢失

1. 降低采样率2. 检查CRC校验配置

SD卡写入错误

1. 格式化FAT322. 检查JustFATLogging基础功能

7. 资源推荐

  • TinyOS编程手册
  • Shimmer硬件接口规范
  • BioMOBIUS协议文档

关键词: Shimmer TinyOS, 无线传感网络, 生物信号采集, 802.15.4, nesC编程

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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