contiki系统下无线传感器网络节点远程动态更新

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1、分类号TN915.9密级公开UDC621.39编号10299S1308008硕士学位论文Contiki系统下无线传感器网络节点远程动态更新RemoteupdatefornodeusingContikiOSinWSN指导教师闫述教授作者姓名戴启江申请学位级别硕士学科(专业)通信与信息系统论文提交日期2016.04论文答辩日期2016.06学位授予单位和日期江苏大学2016.06答辩委员会主席_朱娜______评阅人______________独创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的

2、指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果,也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:年月日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存

3、论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致,允许论文被查阅和借阅,同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询,授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生院办理。本学位论文属于不保密□。学位文作者签名:指导教师签名:年月日年月日江苏大学硕士学位论文摘要随着对无线传感器网络(WSN)应用规模的扩大,随着对网络功能要求的不断提高、以及网络系统的升级换代,通过

4、无线方式对WSN节点软件的更新,将成为今后WSN发展中的重要环节。论文根据物联网的发展趋势,选择内置IP协议的Contiki系统作为更新节点的操作系统。论文通过对Contiki操作系统原理和网络协议栈的分析,设计一种结合系统镜像替换和动态模块加载更新方法:编写BOOT固化程序,收到更新指令后,使用新系统镜像替换原有系统并跳转执行,实现系统更新;分析Contiki的动态加载原理,完成模块加载过程中与STM32相关的部分,包括确定重定位类型和对应机器指令以及进程加载,实现模块动态加载更新。设计了6l

5、owpan网络下传输层文件传输协议,引入否定应答机制(NACK)提高更新数据传输的可靠性;采用组播技术实现节点分组传输;通过丢包率决定重传时机,减少因频繁丢包增加的重传次数。此外,为了缩小更新模块体积,针对Contiki动态加载器和STM32,设计一种压缩模块的属性字段的方法,重新组织模块结构,给出节点端压缩模块的重构方法。最后,将系统内核和时钟、文件系统、串口Shell等模块移植到STM32f103微控制器(MCU),将主要开发环境从Linux迁移到IAR集成开发平台。实验节点上所进行的系统更

6、新和模块更新测试结果表明,新系统与模块都成功运行。对模块压缩方法的压缩率进行测试,结果表明,本文的方法可以有效压缩功能模块。文件分组传输协议性能由Cooja仿真器测试,对比不同大小文件传输时间可知,通过丢包率控制重传时机确实可以缩短因丢包重传而延长的传输时间。关键字:无线传感器网络,Contiki操作系统,远程更新,文件传输协议,模块压缩,动态加载IContiki系统下无线传感器网络节点远程动态更新AbstractWiththeexpansionofscaleofwirelesssensorne

7、tworks’(WSN)applications,thecontinuousimprovementofnetworkfunctionrequirements,andupgradingofthenetworksystemwireless,updateofWSNnode’ssoftwarewillbecomeanimportantpartofthedevelopmentofWSN.AccordingtothedevelopmenttrendofIOT,thepaperusesContikibuilt

8、-IPprotocolasoperatingsystemofupdatenode.BytheanalysisforContikiOSandnetworkprotocolstack,combinedwithreplacementofsystemimagewithloadingofdynamicalmodules,thepaperdesignsamethodforremoteupdateincludingprogrammingofBOOTtoupdatesystemafterreceivingupd

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