[发明专利]无线传感器网络节点软件高效远程更新方法

说明书

技术领域

本发明属于无线传感器网络的嵌入式节点软件远程更新领域，尤其涉及一种适合Flash型单片机软件的远程更新。

背景技术

无线传感器网络是由部署在监测区域内的大量传感器节点通过以自组织和多跳方式构成的无线通信网络。无线传感器网络无需繁琐的布线，使用方便灵活，可以实现对重大装备、交通运输及人工难以实现监控的危险区域中关键指标进行监测、安全预警等功能，有着广泛的应用前景。

无线传感器网络中的节点可以实现实时监测监控对象的物理信息，并完成数据采集、处理、通信等功能，处于无线传感器网络的前端。无线传感器网络中节点一般是被随机部署到恶劣环境中，不易取回。但由于节点软件的设计研究不可能是一步到位的，需根据使用者的需求及时的对节点软件进行更新，传统的更新方法是取回节点，通过下载器对节点软件进行更新，该方法受设备、更新地点和操作人员的限制。现有的较先进的更新技术是通过物理总线与无线设备协同作业将编译器生成的程序文件直接写入MCU的ROM中。目前采用此方法存在可靠性低、传输效率不高得到问题。

发明内容

本发明为解决目前远程更新存在的可靠性低，更新效率不高的难题，发明了一种无线传感器网络节点软件高效远程更新方法，该方法基于无线传感器网络节点原有设备，无需本地下载器，通过软件方式实现对无线传感器网络节点软件高效高可靠性更新。

本发明采用的技术方案是一种无线传感器网络节点软件高效远程更新方法，该方法将节点MCU程序存储器划分为一个更新引导程序存储区和多个应用程序存储区，在节点出厂前将更新引导程序和原始应用程序烧录入节点ROM中；需要对节点的应用程序进行更新时，查询节点工作状态和应用程序版本信息和应用程序首地址，进而判断选择强制更新模式或正常更新模式对节点软件进行更新；在正常更新模式中，根据用户需求，依据节点应用软件首地址生成新的程序文件，通过节点应用软件版本信息检索到节点应用程序文件，通过对新旧程序文件的差异比较生成下载版本的程序文件；通过变格式传输将程序文件中的程序数据发送至节点，由节点写入本身的程序存储器中。具体更新方法如下：

步骤一：无线传感器网络节点在出厂前按设定分配地址，通过本地下载器烧录入更新引导程序和多个原始应用程序；

步骤二：用户欲更新节点应用程序时，首先通过上位机查询节点应用程序运行正常，如果节点工作正常，则查询节点应用程序版本信息和程序存储的首地址，并执行步骤三，否则执行步骤四；

步骤三：根据节点应用程序版本信息检索到节点正在运行的应用程序文件，并在上位机将新的程序通过编译器生成新的应用程序文件，对新旧应用程序文件进行差异比较，删除相同的程序数据，保留不同的程序数据，并根据应用程序首地址计算剩余的程序数据对应的在节点程序存储器中的地址，生成下载版本的应用程序文件；

步骤四：在上位机将新的应用程序通过编译器生成新的应用程序文件。上位机远程设置节点无线通信模块控制节点强制更新的GPIO口的电平状态为强制更新状态；

步骤五：上位机利用无线传感器网络通过节点的无线通信模块远程复位节点MCU；

步骤六：节点MCU复位后，首先检测强制更新引脚的状态，如果强制更新状态，则节点MCU直接进入更新函数；否则节点MCU检测更新标志位，如果更新标志位为更新模式则进入更新函数，否则跳过更新，执行相应的应用程序。

步骤七：进入更新函数后，节点MCU通过节点无线通信装置向上位机索要程序文件数据，上位机通过变格式数据传输将程序数据下发至节点。

步骤八：节点MCU在更新函数中接收并解析程序数据，写入ROM的相应位置。如果由于无线传感器网络不稳定等原因导致在规定时间节点MCU未完成更新，则节点MCU判断更新失败，直接跳入其余应用程序。如果更新成功，节点修改更新标志位，回复上位机节点更新成功，节点跳入并执行新的应用程序，上位机记录更新版本号与更新文件。

所述的一种无线传感器网络节点软件高效远程更新方法，其特征在于，该方法中，当多个应用程序内容完全一致时，则这些应用程序为相互备份的关系；当多个应用程序内容不一致时，则节点有不同的功能；对下载版本的节点程序文件进行无线传输时，对含有特殊字符的程序数据单独标识，并采用合适的数据格式读取并传输至节点，对不含有特殊字符的程序数据采用不同的数据格式读取并传输至节点。