Contiki系統(tǒng)下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點遠程動態(tài)更新.pdf

1、隨著對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)應(yīng)用規(guī)模的擴大，隨著對網(wǎng)絡(luò)功能要求的不斷提高、以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的升級換代，通過無線方式對WSN節(jié)點軟件的更新，將成為今后WSN發(fā)展中的重要環(huán)節(jié)。論文根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢，選擇內(nèi)置IP協(xié)議的Contiki系統(tǒng)作為更新節(jié)點的操作系統(tǒng)。
　　論文通過對Contiki操作系統(tǒng)原理和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的分析，設(shè)計一種結(jié)合系統(tǒng)鏡像替換和動態(tài)模塊加載更新方法：編寫B(tài)OOT固化程序，收到更新指令后，使用新系統(tǒng)鏡像替換原有系統(tǒng)并跳

2、轉(zhuǎn)執(zhí)行，實現(xiàn)系統(tǒng)更新；分析Contiki的動態(tài)加載原理，完成模塊加載過程中與STM32相關(guān)的部分，包括確定重定位類型和對應(yīng)機器指令以及進程加載，實現(xiàn)模塊動態(tài)加載更新。設(shè)計了6lowpan網(wǎng)絡(luò)下傳輸層文件傳輸協(xié)議，引入否定應(yīng)答機制(NACK)提高更新數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?；采用組播技術(shù)實現(xiàn)節(jié)點分組傳輸；通過丟包率決定重傳時機，減少因頻繁丟包增加的重傳次數(shù)。此外，為了縮小更新模塊體積，針對Contiki動態(tài)加載器和STM32，設(shè)計一種壓縮模塊的屬

3、性字段的方法，重新組織模塊結(jié)構(gòu)，給出節(jié)點端壓縮模塊的重構(gòu)方法。最后，將系統(tǒng)內(nèi)核和時鐘、文件系統(tǒng)、串口Shell等模塊移植到STM32f103微控制器(MCU)，將主要開發(fā)環(huán)境從Linux遷移到IAR集成開發(fā)平臺。實驗節(jié)點上所進行的系統(tǒng)更新和模塊更新測試結(jié)果表明，新系統(tǒng)與模塊都成功運行。對模塊壓縮方法的壓縮率進行測試，結(jié)果表明，本文的方法可以有效壓縮功能模塊。文件分組傳輸協(xié)議性能由Cooja仿真器測試，對比不同大小文件傳輸時間可知，通過丟