發(fā)布時間：2024-10-04 19:48

　　隨著對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)應(yīng)用規(guī)模的擴大,隨著對網(wǎng)絡(luò)功能要求的不斷提高、以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的升級換代,通過無線方式對WSN節(jié)點軟件的更新,將成為今后WSN發(fā)展中的重要環(huán)節(jié)。論文根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢,選擇內(nèi)置IP協(xié)議的Contiki系統(tǒng)作為更新節(jié)點的操作系統(tǒng)。論文通過對Contiki操作系統(tǒng)原理和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的分析,設(shè)計一種結(jié)合系統(tǒng)鏡像替換和動態(tài)模塊加載更新方法:編寫B(tài)OOT固化程序,收到更新指令后,使用新系統(tǒng)鏡像替換原有系統(tǒng)并跳轉(zhuǎn)執(zhí)行,實現(xiàn)系統(tǒng)更新;分析Contiki的動態(tài)加載原理,完成模塊加載過程中與STM32相關(guān)的部分,包括確定重定位類型和對應(yīng)機器指令以及進程加載,實現(xiàn)模塊動態(tài)加載更新。設(shè)計了6lowpan網(wǎng)絡(luò)下傳輸層文件傳輸協(xié)議,引入否定應(yīng)答機制(NACK)提高更新數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?采用組播技術(shù)實現(xiàn)節(jié)點分組傳輸;通過丟包率決定重傳時機,減少因頻繁丟包增加的重傳次數(shù)。此外,為了縮小更新模塊體積,針對Contiki動態(tài)加載器和STM32,設(shè)計一種壓縮模塊的屬性字段的方法,重新組織模塊結(jié)構(gòu),給出節(jié)點端壓縮模塊的重構(gòu)方法。最后,將系統(tǒng)內(nèi)核和時鐘、文件系統(tǒng)、串口Shell等模塊移植到STM32f...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究工作
第二章 Contiki操作系統(tǒng)
    2.1 Contiki內(nèi)核剖析
        2.1.1 進程
        2.1.2 進程控制塊
        2.1.3 進程調(diào)度
        2.1.4 事件驅(qū)動機制
        2.1.5 時鐘
    2.2 6lowpan網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧
        2.2.1 IPv6協(xié)議
        2.2.2 鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議
        2.2.3 RPL路由
        2.2.4 6lowpan適配層
        2.2.5 6lowpan的分組與重組
        2.2.6 6lowpan的包頭壓縮
    2.3 本章小結(jié)
第三章 節(jié)點遠程動態(tài)更新與文件傳輸
    3.1 系統(tǒng)更新方法
        3.1.1 系統(tǒng)鏡像格式
        3.1.2 系統(tǒng)更新實現(xiàn)
    3.2 模塊動態(tài)加載更新方法
        3.2.1 動態(tài)加載中重定位功能的實現(xiàn)
        3.2.2 系統(tǒng)符號的生成
        3.2.3 進程加載的實現(xiàn)
    3.3 6lowpan網(wǎng)絡(luò)下文件傳輸協(xié)議的設(shè)計
        3.3.1 節(jié)點分組
        3.3.2 數(shù)據(jù)包格式
        3.3.3 文件傳輸過程
    3.4 本章小結(jié)
第四章 更新模塊的壓縮與重構(gòu)
    4.1 Contiki功能模塊格式的研究
    4.2 模塊的壓縮方法
        4.2.1 模塊壓縮原理
        4.2.2 ELF文件頭壓縮
        4.2.3 節(jié)區(qū)頭壓縮
        4.2.4 符號表壓縮
        4.2.5 重定位表壓縮
    4.3 壓縮模塊的重構(gòu)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)移植與測試
    5.1 開發(fā)平臺
        5.1.1 硬件平臺
        5.1.2 軟件開發(fā)平臺
    5.2 Contiki系統(tǒng)的移植
        5.2.1 IAR環(huán)境設(shè)置
        5.2.2 系統(tǒng)時鐘的移植
        5.2.3 rtimer時鐘的移植
        5.2.4 Coffee文件系統(tǒng)的移植
        5.2.5 cc2520無線收發(fā)模塊的移植
        5.2.6 串口模塊與Shell命令的移植
        5.2.7 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧移植
    5.3 更新系統(tǒng)測試
        5.3.1 更新測試
        5.3.2 模塊壓縮測試
        5.3.3 文件傳輸協(xié)議測試
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的學術(shù)論文和科研情況



本文編號：4007074