题目：基于大容量闪存的无线传感器时序数据存储系统研究与实现

随着嵌入式系统技术的快速发展与硬件成本的不断下降以及物联网概念的逐渐成熟，无线传感器的应用前景越来越多广阔。然而，传感器网络规模的扩大及传感数据规模的膨胀，使得传统基于路由的传感器网络能耗大、生命周期短的问题凸显。因此，以数据为中心的传感器网络的概念与理论应运而生。但是，目前以数据为中心的传感器网络受限于现有传感器有限的本地存储能力，诸如网内数据融合、数据备份、数据特征提取等问题研究多处于理论或模拟实验阶段。为解决上述传感器本地存储空间有限的问题，本论文研究并实现了基于NAND Flash这一大容量、低能耗、低成本的存储介质的传感器时序数据存储系统。本论文的主要贡献有：1）提出了一种Time-Log Tree（TL-Tree）索引结构和相应的查询算法。通过以NAND Flash页为操作基本单元，结合传感器数据时序性特征，采用顺序数据写入，最旧数据删除等策略，再配合自适应TreeSearch查询算法，成功解决了NAND Flash特殊读写擦除及寿命特性引出的问题；2）利用级联树索引结构和虚拟树查询方式，节省了主存空间的占用，实现了利用有限主存空间支持大容量NAND Flash芯片的目的，成功的解决了传感器主存空间对索引结构及NAND Flash 索引空间的约束问题；3）采用小扇出系数非平衡结构树状索引及顺序写入方式，有效的降低了查询时延和能耗，解决了基于传统B+Tree的索引结构不适用于传感器应用的问题。实验结果表明，与基于传统B+Tree结构的u-Tree及其改进u(n)-Tree索引相比，TL-Tree访问时延和能耗都仅是后两者的三分之一。此外，本研究在真实MicaZ传感器节点上实现了基于东芝1Gb的NAND Flash芯片的数据存储系统，并且该系统的源代码已经被收录到tinyOS-1.x操作系统。