CPS(物理信息系统)是建立在嵌入式计算、无线传感器网络、网络化控制等技术融合基础上的新一代系统,具有重要而广泛的应用前景,其相关技术的研究已成为目前计算机领域的研究热点之一。其中,CPS节点操作系统作为研究的基本要素,用于支持和执行复杂的任务调度和资源管理。由于CPS对实时性需求较高,并且传感器节点计算能力及硬件资源极其受限,因此研究并设计满足节点资源限制及调度目标的调度系统,是构建操作系统的首要目标。基于对现有节点操作系统调度机制的研究与分析,本文总结出节点操作系统的调度目标为：实时性,灵活性,并发性,可预测性与低开销。为了提高调度的灵活性和编程的便利性,本文实现了一种混合编程模型,并以此为基础,结合实时调度理论以及CPS的自身特点,设计了混合调度机制,使得事件驱动机制与多线程机制共存成为可能。同时提出PTS-SRP调度策略,在尽可能低的开销下提高系统的实时性。本文首先深入分析了传统的事件驱动编程模型与多线程编程模型的本质区别,提出了一种混合编程模型,从底层实现了两种模型的融合。其次,本文构建了事件与多线程共存的混合调度机制,将事件调度器封装在线程中,和线程调度器一起由内核调度器调度。同时为了充分提高系统的可预测性与实时性,本文在线程机制中加入嵌入式实时调度抢占式优先级与抢占阈值的理念,基于此建立了CPS节点操作系统的任务模型。再次,本文在深入分析抢占阈值调度算法和SRP资源访问控制协议的基础上,针对节点操作系统的需求,对二者做出合理的结合,提出了PTS-SRP调度策略,运用level-i活跃期方法推导出PTS-SRP调度策略可调度性判定公式,并证明最大阈值分配方案能最小化内存消耗,实现了PTS-SRP调度策略下的最大阈值分配算法。最后,通过理论分析和实验评估,比较了本文设计的调度系统与传统节点操作系统调度系统的性能,证明本文设计的调度系统基本满足了设计目标和CPS节点操作系统的需要,具有进一步研究和应用的价值。