无线传感器网络节点现场无线程序更新装置及其更新方法

摘要

本发明公开了一种无线传感器网络节点现场无线程序更新装置及其更新方法，所用装置包括用于编译程序的PC机和带有无线通讯模块一且能自组网加入无线传感器网络的数据处理器，数据处理器与PC机相接；所用程序更新方法包括步骤：通过PC机将需要更新的程序编译成可执行文件并传至数据处理器、通过数据处理器选择程序更新模式、数据处理器自组网加入到无线传感器网络中、数据处理器通过自带的无线通讯模块一相应对无线传感器网络全网或指定无线传感器节点进行程序更新。本发明所用装置体积小、重量轻、便于携带且操作简便，所采用更新方法实现方便且速度更新快，能解决现有程序更新装置只能对全网进行更新、缺乏现场机动性等缺陷和不足。

说明书

技术领域

本发明属于无线传感器网络应用技术领域，尤其是涉及一种无线传感器网络节点现场无线程序更新装置及其更新方法。

背景技术

随着无线传感器网络技术的发展，传感器网络在部署之后，往往需要再次进行功能扩展或者实验测试，这就需要现场对无线传感器网络进行程序更新，或者是更改某一个或几个传感器节点的任务，而现在的OTAP(Over-the-Air-Provisioning的简称)、Deluge等技术，都是针对无线传感器网络全网进行程序更新的，其更新程序需要提前设定好，因而缺乏现场机动性，所以需要一种现场的无线程序更新装置及其配套使用的程序更新方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种体积小、重量轻、便于携带、移动方便且使用操作简便、自组织成网能力强的无线传感器网络节点现场无线程序更新装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种无线传感器网络节点现场无线程序更新装置，其特征在于：包括用于编译程序的PC机和带有无线通讯模块一且能自组网加入无线传感器网络的数据处理器，所述数据处理器与PC机相接，所述数据处理器与所述无线通讯模块相接且其通过所述无线通讯模块一分别与组成无线传感器网络的多个无线传感器节点进行双向通信；所述无线传感器节点包括传感器模块、与传感器模块相接的处理器模块、与处理器模块相接的无线通讯模块二和数据存储模块以及分别为传感器模块、处理器模块和无线通讯模块二供电的电源模块，所述电源模块分别与传感器模块、处理器模块和无线通讯模块二相接；所述无线通讯模块二与所述无线通讯模块一相配合使用。

所述数据处理器为PDA。

所述PC机和数据处理器之间通过串口进行连接。

所述PC机为笔记本电脑。

本发明还提供了一种程序更新速度快、实现方便且能现场对无线传感器网络全网或指定无线传感器节点进行程序更新的无线传感器网络节点现场无线程序更新方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、通过PC机将需要更新的程序现场编译成可执行文件，并将所编译的可执行文件传至所述数据处理器；

步骤二、通过所述数据处理器选择程序更新模式，即选择对无线传感器网络全网进行程序更新或者对无线传感器网络中指定的无线传感器节点进行程序更新；

步骤三、所述数据处理器自组网加入到无线传感器网络中；

步骤四、所述数据处理器通过自带的所述无线通讯模块一，根据所选择的程序更新模式相应对无线传感器网络全网或无线传感器网络中指定的无线传感器节点进行程序更新。

上述步骤四中所述数据处理器通过自带的所述无线通讯模块一，对无线传感器网络全网进行程序更新的过程如下：

3011、所述数据处理器将所述可执行文件镜像处理后，通过自带的所述无线通讯模块一按照Deluge或OTAP分发协议将经镜像处理的可执行文件即镜像文件扩散分送至整个无线传感器网络，并将所述镜像文件分别存储至无线传感器网络中各无线传感器节点的数据存储模块中；

3012、所述各无线传感器节点中的处理器模块调用Bootloader加载程序模块，并通过Bootloader加载程序模块将存储在数据存储模块中的镜像文件加载至处理器模块的程序区执行；

3013、重启无线传感器网络中的所有无线传感器节点，完成无线传感器网络全网的现场无线程序更新过程。

上述步骤四中所述数据处理器通过自带的所述无线通讯模块一，对无线传感器网络中指定的无线传感器节点进行程序更新的过程如下：

3021、通过所述数据处理器和指定无线传感器节点的处理器模块，对所述无线通讯模块一与指定无线传感器节点的无线通讯模块二间的通信信道进行修改并建立无线通讯模块一与无线通讯模块二的无线连接；

3022、对指定无线传感器节点进行程序更新：当需对指定无线传感器节点的整个执行文件进行更新时，所述数据处理器通过自带的无线通讯模块一以广播通讯方式将所述镜像文件传输并存储到该指定无线传感器节点的数据存储模块中，再通过该指定无线传感器节点的处理器模块调用Bootloader加载程序模块将存储在数据存储模块中的镜像文件加载至处理器模块的程序区执行；当需对指定无线传感器节点的配置参数进行更改时，所述数据处理器通过自带的无线通讯模块一直接向该指定无线传感器节点的数据存储模块发送修改参数命令，该指定无线传感器节点的处理器模块重启并相应读取数据存储模块中更改后的参数；

3023、通过所述数据处理器和指定无线传感器节点的处理器模块，恢复所述无线通讯模块一与指定无线传感器节点的无线通讯模块二间原有的通信信道；

3024、重启指定的无线传感器节点，完成指定无线传感器节点的现场无线程序更新过程。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的现场无线程序更新装置体积小、重量轻、便于携带且移动方便、使用操作简便，自组织成网能力强，是一种能现场解决物理不便于到达的网络终端设备的升级维护、参数修改以及异常处理的无线网络设备。

2、使用效果好、实时性高、现场机动性大、程序更新速度快、实现方便且能现场对无线传感器网络全网或指定的一个或几个无线传感器节点进行程序更新。

3、适用范围广且实用价值高，能有效适用至多种无线传感器网络的程序更新过程中。

综上所述，本发明所用现场无线程序更新装置体积小、重量轻、便于携带且移动方便、使用操作简便，所采用的现场无线程序更新方法实现方便且程序速度更新快，能有效解决现有无线传感器网络程序更新装置及方法中所存在的只能对全网进行程序更新以及缺乏现场机动性等缺陷和不足。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明现场无线程序更新装置的电路框图。

图2为本发明所适用无线传感器节点的电路框图。

图3为本发明现场无线程序更新方法的方法流程图。

附图标记说明：

1-PC机；          2-无线传感器网络；    3-无线传感器节点；

3-1-传感器模块；  3-2-处理器模块；      3-3-无线通讯模块二；

3-4-电源模块；    3-5-数据存储模块；    4-PDA。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的无线传感器网络节点现场无线程序更新装置包括用于编译程序的PC机1和带有无线通讯模块一且能自组网加入无线传感器网络2的数据处理器，所述数据处理器与PC机1相接，所述数据处理器与所述无线通讯模块相接且其通过所述无线通讯模块一分别与组成无线传感器网络2的多个无线传感器节点3进行双向通信。

结合图2，所述无线传感器节点3包括传感器模块3-1、与传感器模块3-1相接的处理器模块3-2、与处理器模块3-2相接的无线通讯模块二3-3和数据存储模块3-5以及分别为传感器模块3-1、处理器模块3-2和无线通讯模块二3-3供电的电源模块3-4，所述电源模块3-4分别与传感器模块3-1、处理器模块3-2和无线通讯模块二3-3相接。所述无线通讯模块二3-3与所述无线通讯模块一相配合使用。

本实施例中，所述数据处理器为PDA4，所述PDA为Personal DigitalAssistant的简称，即个人数码助理。所述PC机1为笔记本电脑，并且所述PC机1和数据处理器之间通过串口进行连接。

如图3所示，本发明所述的利用无线传感器网络节点现场无线程序更新装置进行现场无线程序更新的方法，包括以下步骤：

步骤一、通过PC机1将需要更新的程序现场编译成可执行文件，并将所编译的可执行文件传至所述数据处理器；

步骤二、通过所述数据处理器选择程序更新模式，即选择对无线传感器网络2全网进行程序更新或者对无线传感器网络2中指定的无线传感器节点3进行程序更新；

步骤三、所述数据处理器自组网加入到无线传感器网络2中；

步骤四、所述数据处理器通过自带的所述无线通讯模块一，根据所选择的程序更新模式相应对无线传感器网络2全网或无线传感器网络2中指定的无线传感器节点3进行程序更新。

本实施例中，步骤四中所述数据处理器通过自带的所述无线通讯模块一，对无线传感器网络2全网进行程序更新的过程如下：

3011、所述数据处理器将所述可执行文件镜像处理后，通过自带的所述无线通讯模块一按照Deluge或OTAP分发协议将经镜像处理的可执行文件即镜像文件扩散分送至整个无线传感器网络2，并将所述镜像文件分别存储至无线传感器网络2中各无线传感器节点3的数据存储模块3-5中；

3012、所述各无线传感器节点3中的处理器模块3-2调用Bootloader加载程序模块，并通过Bootloader加载程序模块将存储在数据存储模块3-5中的镜像文件加载至处理器模块3-2的程序区执行；

3013、重启无线传感器网络2中的所有无线传感器节点3，完成无线传感器网络2全网的现场无线程序更新过程。

步骤四中所述数据处理器通过自带的所述无线通讯模块一，对无线传感器网络2中指定的无线传感器节点3进行程序更新的过程如下：

3021、通过所述数据处理器和指定无线传感器节点3的处理器模块3-2，对所述无线通讯模块一与指定无线传感器节点3的无线通讯模块二3-3)间的通信信道进行修改并建立无线通讯模块一与无线通讯模块二3-3的无线连接；

3022、对指定无线传感器节点3进行程序更新，更新前先通过所述数据处理器选择指定无线传感器节点3更新模式，即对指定无线传感器节点3的整个执行文件进行更新或者对指定无线传感器节点3的配置参数进行更新：当需对指定无线传感器节点3的整个执行文件进行更新时，所述数据处理器通过自带的无线通讯模块一以广播通讯方式将所述镜像文件传输并存储到该指定无线传感器节点3的数据存储模块3-5中，再通过该指定无线传感器节点3的处理器模块3-2调用Bootloader加载程序模块将存储在数据存储模块3-5中的镜像文件加载至处理器模块3-2的程序区执行；当需对指定无线传感器节点3的配置参数进行更改时，所述数据处理器通过自带的无线通讯模块一直接向该指定无线传感器节点3的数据存储模块3-5发送修改参数命令(实践中，具体是向该指定无线传感器节点3的eeprom即电可擦写可编程只读存储器发送修改参数命令)，该指定无线传感器节点3的处理器模块3-2重启并相应读取数据存储模块3-5(具体是向该指定无线传感器节点3的eeprom)中更改后的参数；

3023、通过所述数据处理器和指定无线传感器节点3的处理器模块3-2，恢复所述无线通讯模块一与指定无线传感器节点3的无线通讯模块二3-3间原有的通信信道；

3024、重启指定的无线传感器节点3，完成指定无线传感器节点3的现场无线程序更新过程。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。