無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在線升級的研究和實現(xiàn)

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1、摘要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量的微型網(wǎng)絡(luò)傳感節(jié)點構(gòu)成，這些節(jié)點被用于測試、傳感、收集、處理被觀測對象，節(jié)點收集的信息被發(fā)送到遠端用戶。對這樣大量長時間部署的節(jié)點的應(yīng)用很可能會變化，因此，需要節(jié)點有能力對已部署的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行升級。本文依托國家發(fā)改委“IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點”項目和電子科技大學青年基金“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠程配置和在線升級”項目設(shè)計了支持在線升級無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行機制，并實現(xiàn)了該機制的功能。多數(shù)嵌入式環(huán)境的操作系統(tǒng)、系統(tǒng)庫和在系統(tǒng)之上運行的應(yīng)用程序等軟件環(huán)境由一個映像構(gòu)成。對這樣的系統(tǒng)進行升級就需要對整個系統(tǒng)進行升級，因此升

2、級的能量消耗很高，這樣的系統(tǒng)不適合目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。本文通過設(shè)計并實現(xiàn)了支持操作系統(tǒng)程序動態(tài)升級的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由內(nèi)核、可動態(tài)加載的模塊、消息和功能注冊的結(jié)構(gòu)和機制實現(xiàn)。本文首先介紹了WSN操作系統(tǒng)，并對WSN在線升級技術(shù)進行了分析，包括操作系統(tǒng)層面、代碼發(fā)布協(xié)議層面和中間件技術(shù)。最后提出可升級的操作系統(tǒng)框架和相關(guān)機制、給出相關(guān)實現(xiàn)細節(jié)并通過模擬平臺對該機制進行驗證。該機制提供運行時加載、卸載和升級應(yīng)用的能力。由于只需要對應(yīng)用模塊進行操作而不是修改整個系統(tǒng)，因此在能耗和傳輸開銷將比一般的操作系統(tǒng)更換減少很多。本文設(shè)計了支持操作系統(tǒng)和應(yīng)用程

3、序升級的系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)。建立了應(yīng)用程序模塊之間通信的消息結(jié)構(gòu)和通信機制，并根據(jù)支持模塊升級的需要，設(shè)計的模塊功能注冊機制，并通過實驗驗證了這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，在線升級，操作系統(tǒng)，模塊AbstractWirelessSellsornetworksalecomposedoflargenumbersoftinynetworkedSerL．qOrdevices．Theyc趾beusedfortesting,sensing,collectingandprocessinginformationofmonitoredobjectsandtransf

4、erringtheprocessedinformationtons廿'sremotely．Foranumberofreasons，thereislikelytobeasignificantneedtobeabletoremotelyupdatetheapplicationsin船11sornodesaRerlongtermsofdeployment．Consideringtheneedsforupdatewireless∞r(nóng)lsornetwork,thisthesisdesignsawirelessseRsornetworkoperatingsyste

5、mstructurecansuportupdateprocessandaccomplishedthemechanismfunctiomThisthesisrelyonnation’sNationalCommitteeofDevelopmentandRevolutionproject”IPV6wirelesssensornetworknode”TaraxOSandUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinayouthfundof‘‘reaaaoteconfigurationandonlineupdat

6、eofWSN'’．Mostoperatingsystemsforernbeddedsystemsrequiredacompletebinaryimageoftheentiresystem．Thebinaryincludestheoperatingsystem,systemlibraries，andtheactualapplicationsrunningontopofthesystem．Updatethoseoperatingsystemsrequirechangingmostofthesystemcode，whichenergycosty．Thetex

7、tpresentsamechanismforoperatingsystemsupportforonlinedynamicloadingandreplacementofindividualprogramsandservices．Themechanismisbuiltbyaeonmaonkernel，providesdynamicallyloadedmodules，messagingandfunctionregistrafiomFirstly,acomprehensivesurveyofwirelessSerLqOrnetworkoperatingsyst

8、emandrelativeworkaboutthenodecodeupdatingtechno