[发明专利]无线传感器网络测试平台程序自动烧录系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种程序烧录技术，特别涉及一种无线传感器网络测试平台程序自动烧录系统及方法。

背景技术

无线传感器网络（wireless sensor networks WSN）是由部署在监测区域内的大量微型传感器节点通过无线的形式连接形成的一个多跳的自组织的网络系统，随着无线传感器网络（以下简称WSN）理论与技术的不断成熟，WSN的应用已经从国防军事领域向包括环境监测、交通管理、医疗健康、工商服务等诸多民用领域扩展。目前，WSN在可靠性、效率和使用寿命等方面还存在着许多的问题，仍需要开展大量的研究工作。在使用实验系统进行诸如路由协议、网络诊断、网络拓扑、链路特性、时间同步等实验时，会因实验内容的不同需要使用不同的实验程序，因此在实验部署过程中的节点程序更新便成为了一个重要的问题。

一般情况下，我们是采用手动烧录的方法完成实验部署过程中节点程序的更新，当WSN规模较小时，这种方法简单、有效。但是当网络规模增大时，这种方法存在包括部署时间长、人为错误增多和节点损坏等问题。由哈佛大学开发的MoteLab测试平台，目前该平台能够支持190个节点的在线编程。由阿姆斯特丹自由大学开发的KonTest测试平台，指出实现节点程序自动烧录是实验需求之一，但是没有给出具体的解决方案。西安交通大学和北京邮电大学的研究人员提出一种大规模无线传感器网络平台节点程序的自动烧录方法，使用计算机PCI插槽扩展USB接口，将网络中所有节点通过USB接口与PC机相连，从而实现程序的自动烧录，这种方法对服务器硬件资源的依赖性较大，当网络规模达到了PC机可以外挂USB接口的上限时，该方法便无法一次完成网络中节点程序的烧录。

发明内容

本发明是针对现在无线传感器网络中大量节点的程序更新费时，损坏多的问题，提出了一种无线传感器网络测试平台程序自动烧录系统及方法，提高烧录效率，降低损坏。

本发明的技术方案为：一种无线传感器网络测试平台程序自动烧录系统，客户端通过服务器到测试平台局域网向节点模块发送烧录指令，节点模块由射频及主控电路板、传感器板以及扩展电路板组成，扩展电路板包括串口以太网数据转换接口、POE供电、扩展按键电路，节点模块中微处理器单元通过扩展电路板中串口以太网数据转换接口接入测试平台局域网，传感器板将传感器的信号送入信号调理电路转换后，送入射频及主控电路板中的微处理器单元，

一种无线传感器网络测试平台程序自动烧录方法，包括无线传感器网络测试平台程序自动烧录系统，用户预先在节点模块的微处理器中烧录BootLoader程序，并将节点模块部署在无线传感器网络测试平台中，并接入测试平台的局域网中；用户在客户端执行PC端烧写程序，设置通信端口号后，扫描局域网中的节点，并选择需要烧录的节点及需要烧录的应用程序镜像，然后执行烧录即可对无线传感器网络测试平台中的节点进行程序更新。

所述节点模块程序烧录包括以下步骤：将节点微处理器的内存单元划分为BootLoader区和应用程序区，所述内存单元是指用于存放程序的非易失存储器的存储单元；节点上电后即开始执行BootLoader程序，当判断内存中应用程序镜像有效时程序会延时一段时间并检测以太网接口是否有烧录应用程序的指令，如果接收到烧录指令则等待服务器传送应用程序镜像并进行应用程序镜像的烧录；如果收到执行应用程序的指令或延时溢出则禁止硬件中断并清除烧录的相关配置，然后跳转到应用程序开始地址并重启系统执行应用程序；当应用程序镜像无效时则等待上位机传送烧写应用程序镜像的指令并烧录应用程序镜像，当完成应用程序镜像的烧写后重启系统。

本发明的有益效果在于：本发明无线传感器网络测试平台程序自动烧录系统及方法，可通过局域网实现在大规模无线传感器网络测试时节点程序的更新，无需手动插拔节点，解决了实验过程中人工更新节点程序带来的部署时间长、人为错误增多和节点损坏严重等问题，能够显著提高试验工作的效率。

附图说明

图1为本发明无线传感器网络测试平台程序自动烧录系统结构示意图；

图2为本发明无线传感器网络测试平台程序自动烧录系统中节点模块系统结构图；

图3为本发明串口-以太网转换模块的结构框图；

图4为本发明串口-以太网转换模块与节点模块的主控芯片之间的连接关系图；

图5为本发明BootLoader程序的程序流程图；

图6为本发明PC端程序工作流程。

具体实施方式