本系統(tǒng)中的接口一般指一系列聲明的有名函數(shù)的集合，同時，接口也是連接不同組件的紐帶。組件的接口通常是雙向的，這種接口實際上是提供者組件和使用者組件之間的一個多功能交互通道。接口的提供者所實現(xiàn)的接口的一組功能函數(shù)稱為命令；接口的使用者需要實現(xiàn)的一組功能函數(shù)稱為事件。

組件是nesC程序的基本單元，組件可分為模塊與配件兩種。    

其中模塊是組件的邏輯功能實體，主要包括命令、事件、任務(wù)的具體實現(xiàn)。在TinyOS中，命令都是非阻塞的，它們完成后會通知相關(guān)的事件調(diào)用。一般情況下，命令調(diào)用都是向下的，即應(yīng)用組件調(diào)用那些與硬件緊密結(jié)合的組件，事件調(diào)用則正好相反。一些特殊的基本事件的調(diào)用必須綁定在硬件中斷上。nesC語言中還有一類特殊的函數(shù)稱為任務(wù)。在TinyOS系統(tǒng)中，任務(wù)是一個可以被調(diào)度的實體，類似于傳統(tǒng)操作系統(tǒng)中的進程或線程概念。

配件通常可通過一系列其他組件來實現(xiàn)一個組件規(guī)范，它主要實現(xiàn)組件間的相互訪問方式。配件包括組件列表和連接說明，組件列表定義了實現(xiàn)配件的組件，連接通常可將定義的元素(接口、命令、事件等)聯(lián)系在一起，以完成組件之間功能的調(diào)用。

4 TinyOS系統(tǒng)的工作原理

為了適應(yīng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點，TinyOS操作系統(tǒng)使用了四個主要技術(shù)，組件化編程、輕量級線程、主動消息通信和事件驅(qū)動模型。

4.1  組件模型

TinyOS操作系統(tǒng)中的組件有四個相互關(guān)聯(lián)的部分：一組命令處理程序句柄、一組事件處理程序句柄、一個經(jīng)過封裝的私有數(shù)據(jù)幀和一組簡單的任務(wù)。任務(wù)、命令和事件處理程序在私有數(shù)據(jù)幀的上下文中執(zhí)行并切換幀的狀態(tài)。TinyOS操作系統(tǒng)中的組件通常分為硬件抽象組件、合成組件、高層次的軟件組件三類。其中硬件抽象組件用于將物理硬件映射成為TinyOS操作系統(tǒng)中的組件，無線發(fā)送模塊是這種組件的代表，它可提供命令以操縱與射頻收發(fā)器相連的各個單獨的I／O引腳，并且發(fā)信號給事件以將數(shù)據(jù)位的發(fā)送和接收通知其他組件，圖3所示是天線傳感器應(yīng)用程序的組件結(jié)構(gòu)：合成組件可以模擬高級硬件的行為，這種組件的一個例子是圖3中的Radio Byte組件，它以字節(jié)為單位與上層組件交互，并以位為單位與下層無線發(fā)送模塊組件交互，最后將無線接口映射到UART設(shè)備接口上；高層次的軟件組件可完成控制、路由以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽瑘D3中的主動消息處理模塊是這種組件的代表，它可履行在傳輸前填充包緩存區(qū)以及將收到的消息分發(fā)給相應(yīng)的任務(wù)的功能。

4.2  輕量級線程

在TinyOS操作系統(tǒng)中，一般的輕量級線程task(即TinyOS操作系統(tǒng)中的任務(wù))可按照FIFO方式進行調(diào)度，輕量級線程之間不允許搶占。任務(wù)一旦執(zhí)行，就必須執(zhí)行完畢，不能被其他任務(wù)中斷。而硬件處理線程(即中斷處理線程)則可以打斷用戶的輕量級線程和低優(yōu)先級的中斷處理線程，故可對硬件中斷快速響應(yīng)。

4.3  主動消息通信

主動消息通信是一個面向消息通信的高性能通信模型。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中采用主動消息機制的主要目的是使無線傳感器節(jié)點的計算能力和通信重疊。為使主動消息更適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的需求，主動消息提供了三個最基本的通信機制，其一是帶確認的消息傳遞，其二是有明確的消息地址，其三是消息分發(fā)。在TinyOS操作系統(tǒng)中，主動消息通信被視為一個系統(tǒng)組件，它屏蔽了下層各種不同的通信硬件，從而為上層提供了一致的通信原語，可方便開發(fā)人員實現(xiàn)各種功能的高層通信組件。

在TinyOS的主動通信中，當(dāng)數(shù)據(jù)到達傳感器節(jié)點時，首先進行緩存，然后由主動消息把緩存中的數(shù)據(jù)分發(fā)到上層應(yīng)用。TinyOS操作系統(tǒng)不支持動態(tài)內(nèi)存分配，所以要求每個應(yīng)用程序在其所需的消息被釋放后，要能夠返回一塊未使用的消息緩存，以用于接收下一個將要來到的消息。因為在TinyOS操作系統(tǒng)中，各個應(yīng)用程序之間的執(zhí)行是不能搶占的，所以不會出現(xiàn)多個未使用的消息緩存發(fā)生沖突，因此，TinyOS操作系統(tǒng)的主動消息通信組件只需要維持一個額外的消息緩存以用于接收下一個消息。如果一個應(yīng)用程序需要同時存儲多個消息，則需要在其私有數(shù)據(jù)幀上靜態(tài)分配額外的空間以保存消息。