Desarrollo y validación de un bootloader para aplicaciones de carga remota en entornos inalámbricos 802.15.4 y Zigbee

摘要

En el entorno hostil que suele representar una red inalámbrica de sensores (WSN): escenarios con alta densidad de dispositivos, equipos instalados en localizaciones de difícil acceso, comunicaciones de alta latencia sobre canales ruidosos con numerosas interferencias, etcétera, se hace necesario un mecanismo que posibilite la actualización del firmware de los componentes del sistema. De esta forma se podrían corregir errores de funcionamiento, modificar parámetros de comportamiento o simplemente añadir nuevas funcionalidades a los dispositivos de la red. La tecnología ZigBee, diseñada para la intercomunicación inalámbrica de dispositivos de reducida capacidad, tamaño, consumo y coste, se plantea como una de las más apropiadas para cubrir la mayoría de las necesidades demandadas en el campo de las redes de sensores. Sin embargo ni el estándar ZigBee, ni los perfiles superiores de aplicación que funcionan sobre él, especifican el procedimiento que han de seguir los dispositivos para actualizar su firmware, dejando que cada fabricante plantee su solución propietaria para los productos que introduce en el mercado. Así pues, el objetivo de este proyecto será desarrollar un cargador de arranque (bootloader) capaz de sustituir el firmware en ejecución en dispositivos ZigBee por otro que previamente una aplicación de carga remota ha recibido y almacenado en una memoria auxiliar. Para ello, será necesario familiarizarse previamente con el entorno de desarrollo (CodeWarrior) y las librerías IEEE 802.15.4 y ZigBee que suministra uno de los principales fabricantes de chips en la banda de frecuencias de 2,4GHz, Freescale, para una vez adquirida la capacidad de crear nuevas aplicaciones sobre ellas y entender el funcionamiento de las diferentes capas, programar el bootloader. Puesto que el procedimiento interno de actualización del firmware de un dispositivo ZigBee es muy dependiente de los componentes (chip, memoria, bus, etc.) que integre, será necesario estudiar también, a lo largo del desarrollo del proyecto, el caso concreto de los circuitos de los equipos que pretenden soportar esta aplicación. Finalmente, puesto que el bootloader debe ser capaz de actualizar equipos ZigBee de forma independiente del modo en que la nueva imagen llegue hasta la memoria auxiliar, será imprescindible elaborar una aplicación auxiliar (cargador RS232) capaz de transmitir el nuevo firmware al dispositivo. La elaboración de este cargador permitirá depurar y validar el funcionamiento del bootloader además de evaluar el formato óptimo de almacenamiento de la nueva imagen de firmware en la memoria auxiliar. ______________________________________________________________________________