基于Contiki的WSN節(jié)點重編程技術(shù)研究與設(shè)計.pdf

1、無線傳感網(wǎng)絡(luò)概念自被提出以來，在MAC、路由層協(xié)議、功耗、組網(wǎng)等方面獲得長足的研究與發(fā)展，并在工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控、無線抄表、智能建筑、智能家居等場景下有廣泛應(yīng)用。與實驗階段的節(jié)點不同的是，安裝在實際應(yīng)用場景下的節(jié)點會因為客觀環(huán)境影響以及人造因素等產(chǎn)生與設(shè)計需求相偏離的變化，并且在一些環(huán)境下硬件更換的難度較大、成本較高，節(jié)點的軟件生命周期受限于外界因素而縮短，研究對已部署的節(jié)點進(jìn)行功能更新的重編程方法成為迫切而重要的課題。
　　隨著嵌入式

2、軟件設(shè)計方法的不斷進(jìn)步，針對無線傳感網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)也越來越多受到關(guān)注與重視。首先，本文對無線傳感網(wǎng)絡(luò)的各操作系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的比較與分析，并對現(xiàn)有的重編程方式以及無線代碼分發(fā)協(xié)議進(jìn)行了介紹與對比。本文選取事件驅(qū)動型的微內(nèi)核操作系統(tǒng)Contiki作為研究對象，重點深入研究了其采用的Protothread線程原型，對該線程的優(yōu)缺點進(jìn)行了總結(jié)分析。另外簡要介紹Contiki提供的一個完整的軟件平臺包括可以運用在無線網(wǎng)絡(luò)的Rime通信協(xié)議棧，基于

3、Flash存儲器的微日志文件系統(tǒng)Coffee，以及能夠運行在8位微控制器上的微型TCP/IP協(xié)議棧uIP。
　　其次，本文主要設(shè)計了重編程的兩種方案，一種是整體重編程，另一種動態(tài)加載的重編程。整體重編程是傳統(tǒng)的IAP，該方式是將嵌入式生產(chǎn)力工具生成的二進(jìn)制可執(zhí)行文件完整覆蓋替代舊存儲區(qū)的裝載域文件，并重新引導(dǎo)系統(tǒng)啟動而完成升級。第二種動態(tài)加載模式采用了Contiki集成的ELF loader工具進(jìn)行可重入目標(biāo)模塊的解析、加載和運行