[發明專利]無線傳感器網絡節點軟件高效遠程更新方法

有效

• 申請號: 201310204754.4
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103324501A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 劉沖;張志新;顏廷萌;徐征;任同群;王立鼎;梁幫偉;宋麗青;周闖
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445;H04L29/08;H04W84/18
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞

技術領域

本發明屬于無線傳感器網絡的嵌入式節點軟件遠程更新領域，尤其涉及一種適合Flash型單片機軟件的遠程更新。

背景技術

無線傳感器網絡是由部署在監測區域內的大量傳感器節點通過以自組織和多跳方式構成的無線通信網絡。無線傳感器網絡無需繁瑣的布線，使用方便靈活，可以實現對重大裝備、交通運輸及人工難以實現監控的危險區域中關鍵指標進行監測、安全預警等功能，有著廣泛的應用前景。

無線傳感器網絡中的節點可以實現實時監測監控對象的物理信息，并完成數據采集、處理、通信等功能，處于無線傳感器網絡的前端。無線傳感器網絡中節點一般是被隨機部署到惡劣環境中，不易取回。但由于節點軟件的設計研究不可能是一步到位的，需根據使用者的需求及時的對節點軟件進行更新，傳統的更新方法是取回節點，通過下載器對節點軟件進行更新，該方法受設備、更新地點和操作人員的限制。現有的較先進的更新技術是通過物理總線與無線設備協同作業將編譯器生成的程序文件直接寫入MCU的ROM中。目前采用此方法存在可靠性低、傳輸效率不高得到問題。

發明內容

本發明為解決目前遠程更新存在的可靠性低，更新效率不高的難題，發明了一種無線傳感器網絡節點軟件高效遠程更新方法，該方法基于無線傳感器網絡節點原有設備，無需本地下載器，通過軟件方式實現對無線傳感器網絡節點軟件高效高可靠性更新。

本發明采用的技術方案是一種無線傳感器網絡節點軟件高效遠程更新方法，該方法將節點MCU程序存儲器劃分為一個更新引導程序存儲區和多個應用程序存儲區，在節點出廠前將更新引導程序和原始應用程序燒錄入節點ROM中；需要對節點的應用程序進行更新時，查詢節點工作狀態和應用程序版本信息和應用程序首地址，進而判斷選擇強制更新模式或正常更新模式對節點軟件進行更新；在正常更新模式中，根據用戶需求，依據節點應用軟件首地址生成新的程序文件，通過節點應用軟件版本信息檢索到節點應用程序文件，通過對新舊程序文件的差異比較生成下載版本的程序文件；通過變格式傳輸將程序文件中的程序數據發送至節點，由節點寫入本身的程序存儲器中。具體更新方法如下：

步驟一：無線傳感器網絡節點在出廠前按設定分配地址，通過本地下載器燒錄入更新引導程序和多個原始應用程序；

步驟二：用戶欲更新節點應用程序時，首先通過上位機查詢節點應用程序運行正常，如果節點工作正常，則查詢節點應用程序版本信息和程序存儲的首地址，并執行步驟三，否則執行步驟四；

步驟三：根據節點應用程序版本信息檢索到節點正在運行的應用程序文件，并在上位機將新的程序通過編譯器生成新的應用程序文件，對新舊應用程序文件進行差異比較，刪除相同的程序數據，保留不同的程序數據，并根據應用程序首地址計算剩余的程序數據對應的在節點程序存儲器中的地址，生成下載版本的應用程序文件；

步驟四：在上位機將新的應用程序通過編譯器生成新的應用程序文件。上位機遠程設置節點無線通信模塊控制節點強制更新的GPIO口的電平狀態為強制更新狀態；

步驟五：上位機利用無線傳感器網絡通過節點的無線通信模塊遠程復位節點MCU；

步驟六：節點MCU復位后，首先檢測強制更新引腳的狀態，如果強制更新狀態，則節點MCU直接進入更新函數；否則節點MCU檢測更新標志位，如果更新標志位為更新模式則進入更新函數，否則跳過更新，執行相應的應用程序。

步驟七：進入更新函數后，節點MCU通過節點無線通信裝置向上位機索要程序文件數據，上位機通過變格式數據傳輸將程序數據下發至節點。

步驟八：節點MCU在更新函數中接收并解析程序數據，寫入ROM的相應位置。如果由于無線傳感器網絡不穩定等原因導致在規定時間節點MCU未完成更新，則節點MCU判斷更新失敗，直接跳入其余應用程序。如果更新成功，節點修改更新標志位，回復上位機節點更新成功，節點跳入并執行新的應用程序，上位機記錄更新版本號與更新文件。

所述的一種無線傳感器網絡節點軟件高效遠程更新方法，其特征在于，該方法中，當多個應用程序內容完全一致時，則這些應用程序為相互備份的關系；當多個應用程序內容不一致時，則節點有不同的功能；對下載版本的節點程序文件進行無線傳輸時，對含有特殊字符的程序數據單獨標識，并采用合適的數據格式讀取并傳輸至節點，對不含有特殊字符的程序數據采用不同的數據格式讀取并傳輸至節點。