基于Contiki的WSN节点重编程技术研究与设计
[Abstract]:Since the concept of wireless sensor network (WSN) was proposed, it has gained considerable research and development in Mac, routing layer protocol, power consumption, networking and so on, and has been widely used in industrial field monitoring, wireless meter reading, intelligent building, smart home and so on. Different from the nodes in the experimental stage, the nodes installed in the practical application scenarios will deviate from the design requirements because of the objective environment and artificial factors, and the hardware replacement is more difficult in some environments. Because the cost is high and the software life cycle of nodes is limited by external factors, it becomes an urgent and important issue to study the reprogramming method for updating the functions of deployed nodes. With the development of embedded software design, more and more attention has been paid to the operating system of wireless sensor network. Firstly, the operating systems of wireless sensor networks are compared and analyzed in detail, and the existing reprogramming methods and wireless code distribution protocols are introduced and compared. In this paper, the event-driven microkernel operating system Contiki is selected as the research object, and the Protothread thread prototype is deeply studied, and the advantages and disadvantages of the thread are summarized and analyzed. In addition, a complete software platform provided by Contiki is briefly introduced, including Rime protocol stack which can be used in wireless network, micro log file system Coffeebased on Flash memory, and micro TCP / IP protocol stack uIPs which can run on 8-bit microcontroller. Secondly, this paper mainly designs two schemes of reprogramming, one is whole reprogramming and the other is dynamic loading reprogramming. Whole reprogramming is the traditional IAPs, which completely overwrites the load domain file instead of the old storage area by the binary executable generated by the embedded productivity tool, and reboots the system to complete the upgrade. The second dynamic loading mode uses the Contiki integrated ELF loader tool to parse, load and run the reentrant target module. Based on the K64F hardware platform, the software framework is designed and tested for two reprogramming methods, and the upgrade granularity and depth are compared. At the same time, this paper designs and implements the reliability of file transmission security and data integrity in the process of reprogramming to improve the fault tolerance of image file upgrade. Finally, the research of this paper is summarized, and some problems and shortcomings in the implementation of the design are put forward. In terms of portability, dynamic loading can not be transplanted to microprocessors with non-ELF relocatable files, which makes clear the direction of the next research stage.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP212.9;TN929.5
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,本文编号:2131577
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