基于代碼差異的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)重編程方法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSNs)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事戰(zhàn)場(chǎng)、工業(yè)控制等領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。在真實(shí)的WSNs中，通常需要部署成百上千個(gè)節(jié)點(diǎn)。隨著時(shí)間推移和環(huán)境變化，可能需對(duì)運(yùn)行的節(jié)點(diǎn)增加、關(guān)閉一些功能或者修復(fù)軟件中存在的問題，即節(jié)點(diǎn)運(yùn)行的程序需要進(jìn)行重編程以實(shí)現(xiàn)版本更新。傳統(tǒng)手動(dòng)的更新方式效率低下，甚至某些部署在環(huán)境惡劣或人類無法到達(dá)區(qū)域的節(jié)點(diǎn)不能實(shí)現(xiàn)更新，因此研究者提出無線遠(yuǎn)程更新方式。但是，大部分代碼更新操作，新版本程序代碼相對(duì)于舊版本需要更新的

2、部分遠(yuǎn)小于整個(gè)新版本程序代碼。此外，鑒于傳感器節(jié)點(diǎn)自身的資源限制，所以節(jié)點(diǎn)通過無線方式遠(yuǎn)程進(jìn)行更新時(shí)，需要減小重編程過程中分發(fā)的代碼量，提高重編程效率并降低節(jié)點(diǎn)能耗。本文以MeshSPAIS智能精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)為背景對(duì)基于差異的WSNs重編程進(jìn)行深入研究，提出基于代碼克隆檢測(cè)技術(shù)的WSNs重編程方法(RePCCDT)和總體架構(gòu)，主要工作如下：
　　首先，對(duì)WSNs重編程的兩個(gè)部分即代碼分發(fā)協(xié)議和重編程方法進(jìn)行研究，重點(diǎn)分析Delu

3、ge、Zephyr/Hermes、Elon、R2幾種具有代表性的重編程方法，指出它們?cè)诖a分發(fā)量和能耗方面存在的不足及待改進(jìn)之處。
　　其次，針對(duì)基于差異的WSNs重編程的新舊版本程序代碼相似度的保護(hù)問題，提出BGIR代碼相似度保護(hù)方法。該方法從分支、全局變量、間接尋址、相對(duì)跳轉(zhuǎn)四個(gè)方面分別處理其變化所帶來的影響，以提高新舊版本程序的相似性，為后續(xù)差異補(bǔ)丁生成算法生成較小的差異補(bǔ)丁做準(zhǔn)備。通過理論分析和實(shí)例分析驗(yàn)證該方法能夠提高新

4、舊版本程序代碼相似性從而減小差異補(bǔ)丁的大小。
　　然后，針對(duì)基于差異的WSNs重編程的差異補(bǔ)丁生成問題，提出基于代碼克隆檢測(cè)技術(shù)的差異補(bǔ)丁生成算法 CCDTDiff。將基于Token序列的代碼克隆檢測(cè)技術(shù)引入到差異補(bǔ)丁生成算法中，尋找新舊版本程序代碼的公共代碼段，用本文設(shè)計(jì)的差異補(bǔ)丁計(jì)算算法生成最小化的差異補(bǔ)丁。從算法的執(zhí)行效率和差異補(bǔ)丁生成大小兩個(gè)方面分析該算法的性能。
　　最后，設(shè)計(jì)基于代碼克隆檢測(cè)技術(shù)的WSNs重編程總