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分享:ZigBee空中下载技术研究及其优化设计

来源:    编辑:    发布时间:2016-05-16 08:57:10    浏览量:

  无线传感网络是由大量体积小,供电资源有限,并配置一定计算能力和无线通讯能力的传感节点组成。对于传感网络系统,一定存在程序代码更新和维护的需求,但由于传感节点分散部署的特点,使得网络远程节点的程序升级变得异常困难。为此,空中下载(over the air, OTA)提供了一种有效的更新手段。本文首先先容基于 ZigBee协议的OTA系统,并在CC2530F256 硬件平台作出验证。最后,在Z-Stack协议栈中,设计出一种镜像页请求的OTA更新方式,并通过实验测试,与原有的镜像块请求方式进行了比较分析。实验结果表明,镜像页请求方式可以大大减少网络的更新流量,从而提高节点的更新效率。

  引言

  近年来,由于硬件成本的下降以及制造工艺的进步,无线传感网络技术逐步取得大规模商业应用,如医疗监控,智能电网和智能家居[1]。对于任何一个嵌入式计算机系统,都存在程序代码升级的需要。在无线传感网络的应用环境中,由于大量节点分散性部署,节点的回收工作变得异常困难,使传统的物理连接的程序更新手段不再适用。对此,一种有效的解决方案是OTA技术。

  空中下载技术起源于移动电话网络,能够通过移动通信网络(如GSM)对SIM卡数据进行远程管理与更新[2]。借鉴于移动通信网络,空中下载技术也能应用于无线传感网络。与网络层的路由协议[3]不同,代码分发协议[4]是支撑OTA的核心技术。前者关注的是如何迅速高效地中转网络中的数据信息,后者关注的是如何向各节点完整无误地传递更新代码[5]。目前,成熟的代码分发协议已经提出,典型的如基于TinyOS系统的Xnp[6]与Deluge[7],前者提出了单跳网络的更新方案,后者支撑多跳网络更新功能,但都需要具体的硬件平台支撑。

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原理图如下图结构:







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