🌊 水质监测 · RTOS调度
30章
📚 风格 · 任务卡片
01
RTOS基础概念
什么是RTOS · 裸机区别 · FreeRTOS/uCOS/RT-Thread
02
任务与调度
任务状态机 · 优先级 · 抢占式/时间片轮转
03
水质监测需求分析
pH/浊度/溶解氧/温度 · 采样频率 · 上报周期
04
系统任务划分
传感器采集 · 数据处理 · 通信上报 · 看门狗监控
05
任务间通信
队列 · 信号量 · 事件标志组选择与应用
06
传感器驱动任务
ADC采样 · I2C/SPI读取 · 数据滤波
07
数据处理任务
滑动平均滤波 · 异常值剔除 · 数据打包
08
通信任务设计
UART/RS485 · MQTT封装 · NB-IoT/4G驱动
09
看门狗与系统监控
独立看门狗(IWDG) · 任务健康检查 · 复位策略
10
任务优先级分配策略
RMS · DMS · 水质监测应用
11
任务同步机制
互斥锁(Mutex) · 递归锁 · 共享资源保护
12
内存管理
静态/动态分配 · 内存碎片 · FreeRTOS heap方案
13
时间管理
软件定时器 · 时间片调度 · 系统Tick配置
14
低功耗设计
Tickless模式 · 任务休眠 · 传感器间歇供电
15
任务堆栈配置
堆栈估算 · 溢出检测 · MPU保护
16
多传感器融合任务
多路协同 · 时间戳同步 · 数据融合算法
17
数据存储任务
Flash/EEPROM · 环形缓冲区 · 掉电保护
18
远程升级任务
OTA固件升级 · Bootloader · 版本管理
19
系统启动流程
硬件初始化 · RTOS内核启动 · 任务创建顺序
20
调试与日志任务
SEGGER RTT · 任务监控 · CPU负载统计
21
任务超时处理
任务看门狗 · 超时重传 · 异常恢复
22
中断与任务交互
上半部/下半部 · 中断延迟 · 临界区保护
23
任务间数据流设计
生产者-消费者 · 数据管道 · 背压处理
24
系统可靠性设计
冗余任务 · 故障切换 · 数据校验(CRC)
25
性能优化
动态优先级 · CPU负载均衡 · 缓存优化
26
多核/多处理器方案
AMP/SMP · 核间通信 · 任务迁移
27
安全与加密任务
TLS/SSL · 固件签名 · 安全启动
28
系统测试与验证
Unity/Cmock · 时序分析 · 压力测试
29
实际案例：河流水质站
任务分配 · 调度策略 · 问题复盘
30
未来趋势
RTOS+AI · 边缘计算 · Rust语言应用