[發(fā)明專利]一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點遠程升級方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610169358.6
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN105573810A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付蔚;謝磊;鄒鵬舉;廖海波;賴宜榮;任麗娟
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445;H04L12/24;H04W84/18
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信、計算機及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點遠程升級方 法及裝置。

背景技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)的革命性發(fā)展，其價值 在于讓物體也擁有了“智慧”，實現(xiàn)了人與物、物與物之間的溝通。它具有滲透性強、帶動作 用大、綜合效益好的特點。推進物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用，有利于促進生產(chǎn)、生活和社會管理方 式向智能化、精細化、網(wǎng)絡(luò)化方向轉(zhuǎn)變，對于提高國民經(jīng)濟和社會生活信息化水平，提升社 會管理和公共服務(wù)水平，帶動相關(guān)學科發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新能力增強，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展 方式轉(zhuǎn)變具有重要意義，目前被正式列為國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，也將是下一 個推動世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”，是繼通信網(wǎng)之后的另一個萬億級市場。目前，在全 球范圍內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)正處于起步發(fā)展階段，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用具有廣闊的前景和難得的 機遇。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可分為監(jiān)控型(物流監(jiān)控、污染監(jiān)控)，查詢型(智能檢索、遠程抄表)， 控制性(智能交通、智能家居、路燈控制)，掃描型(手機錢包、高速公路不停車收費)等。

物聯(lián)網(wǎng)由三個層次組成：感知層，即以二維碼、RFID、傳感器為主，實現(xiàn)對“物”的識 別；傳輸層，即通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng)絡(luò)等實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；應(yīng)用層， 把感知和傳輸來的信息進行分析和處理，做出正確的控制和決策，實現(xiàn)智能化的管理、應(yīng)用 和服務(wù)。其中，感知層用于識別物體、采集信息，包括物理量、標示、音頻、視頻等數(shù)據(jù)。 它處于三層架構(gòu)的最底層，是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)，具有物聯(lián)網(wǎng)全面感知的核心能力。 感知層一般包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)短距離傳輸兩部分，即首先通過傳感器、攝像頭等設(shè)備采集 外部物理世界的數(shù)據(jù)，通過藍牙、紅外、ZigBee、工業(yè)現(xiàn)場總線等短距離有線或無線傳輸技 術(shù)進行協(xié)同工作或者傳遞數(shù)據(jù)到網(wǎng)關(guān)設(shè)備。也可以只有數(shù)據(jù)的短距離傳輸這一部分，特別是 在僅傳遞物品的識別碼的情況下。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)屬于感知層，它負責將空間一系列分散的節(jié)點單元通過自組織的無線網(wǎng) 絡(luò)進行連接，從而將各自采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)進行傳輸匯總，以實現(xiàn)對空間分散范圍內(nèi) 的物理或環(huán)境狀況的協(xié)作監(jiān)控，并根據(jù)這些信息進行相應(yīng)的分析和處理。具有較大范圍、低 成本、高密度、靈活布設(shè)、實時采集、全天候工作的特點。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛地應(yīng)用于智能家居、交通物流、公共安全、環(huán)境保護、智能消 防、工業(yè)監(jiān)測、商業(yè)應(yīng)用、醫(yī)療健康等各種領(lǐng)域。節(jié)點的功能常隨著應(yīng)用需求的變化，需要 對節(jié)點程序進行升級。常用節(jié)點升級辦法是通過ISP方式，將新程序下載到節(jié)點中。ISP (In-SystemProgramming)在系統(tǒng)編程，上位機軟件通過串口或SPI方式將可執(zhí)行文件寫入 單片機的存儲區(qū)。其優(yōu)勢是不需要編程器就可以對程序更新，芯片可以直接焊接到電路板上， 免去可調(diào)試時頻繁插入取出芯片的不便。但完成新程序的下載實現(xiàn)過程必須借助PC機本地進 行。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點因其布設(shè)靈活、范圍廣使得傳統(tǒng)的有線ISP更新方式變得艱難甚至 不可行。

IAP(In-ApplicationProgramming)在應(yīng)用編程，將單片機存儲區(qū)分為兩塊，一塊被稱 為BOOT區(qū)，另外一塊被稱為功能程序區(qū)。片內(nèi)FLASH也可根據(jù)實際的需求劃分為多塊。BOOT 區(qū)運行Bootloader程序，用于執(zhí)行節(jié)點的IAP功能；功能區(qū)運行節(jié)點功能代碼。單片機上電后 運行在BOOT區(qū)，通過串口或SPI方式接收新程序，接收完畢后再通過FLASH編程技術(shù)將接收的 文件數(shù)據(jù)寫入功能程序區(qū)FLASH，再引導(dǎo)程序指針跳轉(zhuǎn)執(zhí)行新寫入的程序即實現(xiàn)了新程序的下 載與運行。通過IAP方式，借助現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)或者移動網(wǎng)，可實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的固件 遠程升級，節(jié)省大量的人力和財力，對于推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有積極意義。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于針對在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用到家居、 交通、醫(yī)療、環(huán)境、工業(yè)等生活中各個領(lǐng)域，而物聯(lián)網(wǎng)底層大量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點程序更 新困難的背景下，提出的一種低成本、易操作的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點遠程升級的方法，該方 法克服了傳統(tǒng)的本地下載升級方式存在的不足，即需要技術(shù)人員用PC機有線連接節(jié)點、使用 專業(yè)上位機軟件下載新程序，在遠程主機上下發(fā)節(jié)點新固件即可完成節(jié)點的固件升級。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：