專利名稱：無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點現(xiàn)場無線程序更新裝置及其更新方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無線傳感器網(wǎng)絡應用技術領域，尤其是涉及一種無線傳感器 網(wǎng)絡節(jié)點現(xiàn)場無線程序更新裝置及其更新方法。
背景技術：
隨著無線傳感器網(wǎng)絡技術的發(fā)展，傳感器網(wǎng)絡在部署之后，往往需要 再次進行功能擴展或者實驗測試，這就需要現(xiàn)場對無線傳感器網(wǎng)絡進行程序更新，或者是更改某一個或幾個傳感器節(jié)點的任務，而現(xiàn)在的0TAP (Over-the-Air-Provisioning的簡稱)、Deluge等技術，都是針對無線 傳感器網(wǎng)絡全網(wǎng)進行程序更新的，其更新程序需要提前設定好，因而缺乏 現(xiàn)場機動性，所以需要一種現(xiàn)場的無線程序更新裝置及其配套使用的程序 更新方法。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一 種體積小、重量輕、便于攜帶、移動方便且使用操作簡便、自組織成網(wǎng)能 力強的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點現(xiàn)場無線程序更新裝置。為解決上述技術問題，本發(fā)明釆用的技術方案是 一種無線傳感器網(wǎng)絡 節(jié)點現(xiàn)場無線程序更新裝置，其特征在于包括用于編譯程序的PC機和 帶有無線通訊模塊一且能自組網(wǎng)加入無線傳感器網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)處理器，所述 數(shù)據(jù)處理器與PC機相接，所述數(shù)據(jù)處理器與所述無線通訊模塊相接且其 通過所述無線通訊模塊一分別與組成無線傳感器網(wǎng)絡的多個無線傳感器 節(jié)點進行雙向通信；所述無線傳感器節(jié)點包括傳感器模塊、與傳感器模塊 相接的處理器模塊、與處理器模塊相接的無線通訊模塊二和數(shù)據(jù)存儲模塊以及分別為傳感器模塊、處理器模塊和無線通訊模塊二供電的電源模塊， 所述電源模塊分別與傳感器模塊、處理器模塊和無線通訊模塊二相接；所 述無線通訊模塊二與所述無線通訊模塊一相配合使用。
所述數(shù)據(jù)處理器為PDA。
所述PC機和數(shù)據(jù)處理器之間通過串口進行連接。
所述PC機為筆記本電腦。
本發(fā)明還提供了一種程序更新速度快、實現(xiàn)方便且能現(xiàn)場對無線傳感 器網(wǎng)絡全網(wǎng)或指定無線傳感器節(jié)點進行程序更新的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點
現(xiàn)場無線程序更新方法，其特征在于該方法包括以下步驟
步驟一、通過PC機將需要更新的程序現(xiàn)場編譯成可執(zhí)行文件，并將
所編譯的可執(zhí)行文件傳至所述數(shù)據(jù)處理器；
步驟二、通過所述數(shù)據(jù)處理器選擇程序更新模式，即選擇對無線傳感 器網(wǎng)絡全網(wǎng)進行程序更新或者對無線傳感器網(wǎng)絡中指定的無線傳感器節(jié)
點進行程序更新；
步驟三、所述數(shù)據(jù)處理器自組網(wǎng)加入到無線傳感器網(wǎng)絡中；
步驟四、所述數(shù)據(jù)處理器通過自帶的所述無線通訊模塊一，根據(jù)所選
擇的程序更新模式相應對無線傳感器網(wǎng)絡全網(wǎng)或無線傳感器網(wǎng)絡中指定
的無線傳感器節(jié)點進行程序更新。
上述步驟四中所述數(shù)據(jù)處理器通過自帶的所述無線通訊模塊一，對無
線傳感器網(wǎng)絡全網(wǎng)進行程序更新的過程如下
3011、 所述數(shù)據(jù)處理器將所述可執(zhí)行文件鏡像處理后，通過自帶的所 述無線通訊模塊一按照Deluge或OTAP分發(fā)協(xié)議將經(jīng)鏡像處理的可執(zhí)行文 件即鏡像文件擴散分送至整個無線傳感器網(wǎng)絡，并將所述鏡像文件分別存 儲至無線傳感器網(wǎng)絡中各無線傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)存儲模塊中；
3012、 所述各無線傳感器節(jié)點中的處理器模塊調(diào)用Bootloader加載 程序模塊，并通過Bootloader加載程序模塊將存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中的 鏡像文件加載至處理器模塊的程序區(qū)執(zhí)行；
63013、重啟無線傳感器網(wǎng)絡中的所有無線傳感器節(jié)點，完成無線傳感 器網(wǎng)絡全網(wǎng)的現(xiàn)場無線程序更新過程。
上述步驟四中所述數(shù)據(jù)處理器通過自帶的所述無線通訊模塊一，對無
線傳感器網(wǎng)絡中指定的無線傳感器節(jié)點進行程序更新的過程如下
3021、 通過所述數(shù)據(jù)處理器和指定無線傳感器節(jié)點的處理器模塊，對 所述無線通訊模塊一 與指定無線傳感器節(jié)點的無線通訊模塊二間的通信 信道進行修改并建立無線通訊模塊一與無線通訊模塊二的無線連接；
3022、 對指定無線傳感器節(jié)點進行程序更新當需對指定無線傳感器 節(jié)點的整個執(zhí)行文件進行更新時，所述數(shù)據(jù)處理器通過自帶的無線通訊模 塊一以廣播通訊方式將所述鏡像文件傳輸并存儲到該指定無線傳感器節(jié) 點的數(shù)據(jù)存儲模塊中，再通過該指定無線傳感器節(jié)點的處理器模塊調(diào)用 Bootloader加載程序模塊將存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中的鏡像文件加載至處
理器模塊的程序區(qū)執(zhí)行；當需對指定無線傳感器節(jié)點的配置參數(shù)進行更改 時，所述數(shù)據(jù)處理器通過自帶的無線通訊模塊一直接向該指定無線傳感器 節(jié)點的數(shù)據(jù)存儲模塊發(fā)送修改參數(shù)命令，該指定無線傳感器節(jié)點的處理器 模塊重啟并相應讀取數(shù)據(jù)存儲模塊中更改后的參數(shù)；
3023、 通過所述數(shù)據(jù)處理器和指定無線傳感器節(jié)點的處理器模塊，恢 復所述無線通訊模塊一 與指定無線傳感器節(jié)點的無線通訊模塊二間原有 的通信信道；
3024、 重啟指定的無線傳感器節(jié)點，完成指定無線傳感器節(jié)點的現(xiàn)場 無線程序更新過程。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點
1、 所釆用的現(xiàn)場無線程序更新裝置體積小、重量輕、便于攜帶且移 動方便、使用操作簡便，自組織成網(wǎng)能力強，是一種能現(xiàn)場解決物理不便 于到達的網(wǎng)絡終端設備的升級維護、參數(shù)修改以及異常處理的無線網(wǎng)絡設 備。
2、 使用效果好、實時性高、現(xiàn)場機動性大、程序更新速度快、實現(xiàn)說明書第4/7頁
方便且能現(xiàn)場對無線傳感器網(wǎng)絡全網(wǎng)或指定的一個或幾個無線傳感器節(jié) 點進行程序更新。
3、適用范圍廣且實用價值高，能有效適用至多種無線傳感器網(wǎng)絡的 程序更新過程中。
綜上所述，本發(fā)明所用現(xiàn)場無線程序更新裝置體積小、重量輕、便于 攜帶且移動方便、使用操作簡便，所釆用的現(xiàn)場無線程序更新方法實現(xiàn)方 便且程序速度更新快，能有效解決現(xiàn)有無線傳感器網(wǎng)絡程序更新裝置及方 法中所存在的只能對全網(wǎng)進行程序更新以及缺乏現(xiàn)場機動性等缺陷和不 足。
下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為本發(fā)明現(xiàn)場無線程序更新裝置的電路框圖。
圖2為本發(fā)明所適用無線傳感器節(jié)點的電路框圖。 圖3為本發(fā)明現(xiàn)場無線程序更新方法的方法流程圖。 附圖標記說明
1一PC機； 2 —無線傳感器網(wǎng)絡； 3—無線傳感器節(jié)點；
3-l—傳感器模塊； 3-2 —處理器模塊； 3-3—無線通訊模塊二；
3-4—電源模塊； 3-5 —數(shù)據(jù)存儲模塊； 4—PDA。
具體實施例方式
如圖l所示，本發(fā)明所述的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點現(xiàn)場無線程序更新裝置 包括用于編譯程序的PC機1和帶有無線通訊模塊一且能自組網(wǎng)加入無線傳感 器網(wǎng)絡2的數(shù)據(jù)處理器，所述數(shù)據(jù)處理器與PC機1相接，所述數(shù)據(jù)處理器與 所述無線通訊模塊相接且其通過所述無線通訊模塊一分別與組成無線傳感器 網(wǎng)絡2的多個無線傳感器節(jié)點3進行雙向通信。
結合圖2,所述無線傳感器節(jié)點3包括傳感器模塊3-1、與傳感器模塊3-1相接的處理器模塊3-2、與處理器模塊3-2相接的無線通訊模塊二 3-3和 數(shù)據(jù)存儲模塊3-5以及分別為傳感器模塊3-1、處理器模塊3-2和無線通訊 模塊二 3-3供電的電源模塊3-4,所述電源模塊3-4分別與傳感器模塊3-1、 處理器模塊3-2和無線通訊模塊二 3-3相接。所述無線通訊模塊二 3-3與所 述無線通訊模塊一相配合使用。
本實施例中，所述數(shù)據(jù)處理器為PDA4,所述PDA為Personal Digital Assistant的簡稱，即個人數(shù)碼助理。所述PC機1為筆記本電腦，并且所述 PC機1和數(shù)據(jù)處理器之間通過串口進行連接。
如圖3所示，本發(fā)明所述的利用無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點現(xiàn)場無線程序更新
裝置進行現(xiàn)場無線程序更新的方法，包括以下步驟
步驟一、通過PC機1將需要更新的程序現(xiàn)場編譯成可執(zhí)行文件，并將所
編譯的可執(zhí)行文件傳至所述數(shù)據(jù)處理器；
步驟二、通過所述數(shù)據(jù)處理器選擇程序更新模式，即選擇對無線傳感器 網(wǎng)絡2全網(wǎng)進行程序更新或者對無線傳感器網(wǎng)絡2中指定的無線傳感器節(jié)點 3進行程序更新；
步驟三、所述數(shù)據(jù)處理器自組網(wǎng)加入到無線傳感器網(wǎng)絡2中；
步驟四、所述數(shù)據(jù)處理器通過自帶的所述無線通訊模塊一，根據(jù)所選擇 的程序更新模式相應對無線傳感器網(wǎng)絡2全網(wǎng)或無線傳感器網(wǎng)絡2中指定的 無線傳感器節(jié)點3進行程序更新。
本實施例中，步驟四中所述數(shù)據(jù)處理器通過自帶的所述無線通訊模塊一， 對無線傳感器網(wǎng)絡2全網(wǎng)進行程序更新的過程如下
3011、 所述數(shù)據(jù)處理器將所述可執(zhí)行文件鏡像處理后，通過自帶的所述 無線通訊模塊一按照Deluge或0TAP分發(fā)協(xié)議將經(jīng)鏡像處理的可執(zhí)行文件即 鏡像文件擴散分送至整個無線傳感器網(wǎng)絡2,并將所述鏡像文件分別存儲至 無線傳感器網(wǎng)絡2中各無線傳感器節(jié)點3的數(shù)據(jù)存儲模塊3-5中；
3012、 所述各無線傳感器節(jié)點3中的處理器模塊3-2調(diào)用Bootloader加 載程序模塊，并通過Bootloader加載程序模塊將存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊3-5中的鏡像文件加載至處理器模塊3-2的程序區(qū)執(zhí)行；
3013、重啟無線傳感器網(wǎng)絡2中的所有無線傳感器節(jié)點3,完成無線傳 感器網(wǎng)絡2全網(wǎng)的現(xiàn)場無線程序更新過程。
步驟四中所述數(shù)據(jù)處理器通過自帶的所述無線通訊模塊一，對無線傳感 器網(wǎng)絡2中指定的無線傳感器節(jié)點3進行程序更新的過程如下
3021、 通過所述數(shù)據(jù)處理器和指定無線傳感器節(jié)點3的處理器模塊3-2， 對所述無線通訊模塊一與指定無線傳感器節(jié)點3的無線通訊模塊二 3-3)間 的通信信道進行修改并建立無線通訊模塊一與無線通訊模塊二 3-3的無線連 接；
3022、 對指定無線傳感器節(jié)點3進行程序更新，更新前先通過所述數(shù)據(jù) 處理器選擇指定無線傳感器節(jié)點3更新模式，即對指定無線傳感器節(jié)點3的 整個執(zhí)行文件進行更新或者對指定無線傳感器節(jié)點3的配置參數(shù)進行更新 當需對指定無線傳感器節(jié)點3的整個執(zhí)行文件進行更新時，所述數(shù)據(jù)處理器 通過自帶的無線通訊模塊一以廣播通訊方式將所述鏡像文件傳輸并存儲到該 指定無線傳感器節(jié)點3的數(shù)據(jù)存儲模塊3-5中，再通過該指定無線傳感器節(jié) 點3的處理器模塊3-2調(diào)用Bootloacier加載程序模塊將存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊 3-5中的鏡像文件加載至處理器模塊3-2的程序區(qū)執(zhí)行；當需對指定無線傳 感器節(jié)點3的配置參數(shù)進行更改時，所述數(shù)據(jù)處理器通過自帶的無線通訊模 塊一直接向該指定無線傳感器節(jié)點3的數(shù)據(jù)存儲模塊3-5發(fā)送修改參數(shù)命令
(實踐中，具體是向該指定無線傳感器節(jié)點3的e印rom即電可擦寫可編程只 讀存儲器發(fā)送修改參數(shù)命令)，該指定無線傳感器節(jié)點3的處理器模塊3-2 重啟并相應讀取數(shù)據(jù)存儲模塊3-5 (具體是向該指定無線傳感器節(jié)點3的 e印rom)中更改后的參數(shù)；
3023、 通過所述數(shù)據(jù)處理器和指定無線傳感器節(jié)點3的處理器模塊3-2, 恢復所述無線通訊模塊一與指定無線傳感器節(jié)點3的無線通訊模塊二 3-3間
原有的通信信道；
3024、 重啟指定的無線傳感器節(jié)點3,完成指定無線傳感器節(jié)點3的現(xiàn)場無線程序更新過程。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是 根據(jù)本發(fā)明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構 變化，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍內(nèi)。
1權利要求
1.一種無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點現(xiàn)場無線程序更新裝置，其特征在于包括用于編譯程序的PC機(1)和帶有無線通訊模塊一且能自組網(wǎng)加入無線傳感器網(wǎng)絡(2)的數(shù)據(jù)處理器，所述數(shù)據(jù)處理器與PC機(1)相接，所述數(shù)據(jù)處理器與所述無線通訊模塊相接且其通過所述無線通訊模塊一分別與組成無線傳感器網(wǎng)絡(2)的多個無線傳感器節(jié)點(3)進行雙向通信；所述無線傳感器節(jié)點(3)包括傳感器模塊(3-1)、與傳感器模塊(3-1)相接的處理器模塊(3-2)、與處理器模塊(3-2)相接的無線通訊模塊二(3-3)和數(shù)據(jù)存儲模塊(3-5)以及分別為傳感器模塊(3-1)、處理器模塊(3-2)和無線通訊模塊二(3-3)供電的電源模塊(3-4)，所述電源模塊(3-4)分別與傳感器模塊(3-1)、處理器模塊(3-2)和無線通訊模塊二(3-3)相接；所述無線通訊模塊二(3-3)與所述無線通訊模塊一相配合使用。
2. 按照權利要求1所述的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點現(xiàn)場無線程序更新裝 置，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理器為PDA (4)。
3. 按照權利要求l或2所述的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點現(xiàn)場無線程序更新 裝置，其特征在于所述PC機(1)和數(shù)據(jù)處理器之間通過串口進行連接。
4. 按照權利要求l或2所述的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點現(xiàn)場無線程序更新 裝置，其特征在于所述PC機(1)為筆記本電腦。
5. 一種利用權利權利要求1所述的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點現(xiàn)場無線程 序更新裝置進行現(xiàn)場無線程序更新的方法，其特征在于該方法包括以下步 驟步驟一、通過PC機(1)將需要更新的程序現(xiàn)場編譯成可執(zhí)行文件， 并將所編譯的可執(zhí)行文件傳至所述數(shù)據(jù)處理器；步驟二、通過所述數(shù)據(jù)處理器選擇程序更新模式，即選擇對無線傳感 器網(wǎng)絡(2)全網(wǎng)進行程序更新或者對無線傳感器網(wǎng)絡(2)中指定的無線 傳感器節(jié)點(3)進行程序更新；步驟三、所述數(shù)據(jù)處理器自組網(wǎng)加入到無線傳感器網(wǎng)絡(2)中； 步驟四、所述數(shù)據(jù)處理器通過自帶的所述無線通訊模塊一，根據(jù)所選擇的程序更新模式相應對無線傳感器網(wǎng)絡(2 )全網(wǎng)或無線傳感器網(wǎng)絡(2 ) 中指定的無線傳感器節(jié)點(3)進行程序更新。
6. 按照權利要求5所述的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點現(xiàn)場無線程序更新方 法，其特征在于步驟四中所述數(shù)據(jù)處理器通過自帶的所述無線通訊模塊 一，對無線傳感器網(wǎng)絡(2)全網(wǎng)進行程序更新的過程如下(3011、 所述數(shù)據(jù)處理器將所述可執(zhí)行文件鏡像處理后，通過自帶的所 述無線通訊模塊一按照Deluge或0TAP分發(fā)協(xié)議將經(jīng)鏡像處理的可執(zhí)行文 件即鏡像文件擴散分送至整個無線傳感器網(wǎng)絡(2)，并將所述鏡像文件 分別存儲至無線傳感器網(wǎng)絡(2)中各無線傳感器節(jié)點(3)的數(shù)據(jù)存儲模 塊(3-5)中；(3012、 所述各無線傳感器節(jié)點(3)中的處理器模塊(3-2 )調(diào)用 Bootloader加載程序模塊，并通過Bootloader加載程序模塊將存儲在數(shù) 據(jù)存儲模塊(3-(5 )中的鏡像文件加載至處理器模塊(3-2 )的程序區(qū)執(zhí)行；(3013、 重啟無線傳感器網(wǎng)絡(2)中的所有無線傳感器節(jié)點(3)，完 成無線傳感器網(wǎng)絡(2)全網(wǎng)的現(xiàn)場無線程序更新過程。
7. 按照權利要求5或6所述的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點現(xiàn)場無線程序更新 方法，其特征在于步驟四中所述數(shù)據(jù)處理器通過自帶的所述無線通訊模 塊一，對無線傳感器網(wǎng)絡(2)中指定的無線傳感器節(jié)點(3)進行程序更 新的過程如下(3021 、通過所述數(shù)據(jù)處理器和指定無線傳感器節(jié)點(3)的處理器模 塊(3-2),對所述無線通訊模塊一與指定無線傳感器節(jié)點(3)的無線通 訊模塊二 (3-3)間的通信信道進行修改并建立無線通訊模塊一與無線通 訊模塊二 (3-3)的無線連接；(3022、對指定無線傳感器節(jié)點(3)進行程序更新當需對指定無線 傳感器節(jié)點(3)的整個執(zhí)行文件進行更新時，所述數(shù)據(jù)處理器通過自帶的無線通訊模塊一以廣播通訊方式將所述鏡像文件傳輸并存儲到該指定 無線傳感器節(jié)點(3)的數(shù)據(jù)存儲模塊(3-5)中，再通過該指定無線傳感器節(jié)點(3)的處理器模塊(3-2)調(diào)用Bootloader加載程序模塊將存儲 在數(shù)據(jù)存儲模塊(3-5)中的鏡像文件加載至處理器模塊(3-2)的程序區(qū) 執(zhí)行；當需對指定無線傳感器節(jié)點(3)的配置參數(shù)進行更改時，所述數(shù) 據(jù)處理器通過自帶的無線通訊模塊一直接向該指定無線傳感器節(jié)點(3) 的數(shù)據(jù)存儲模塊(3-5)發(fā)送修改參數(shù)命令，該指定無線傳感器節(jié)點(3) 的處理器模塊(3-2)重啟并相應讀取數(shù)據(jù)存儲模塊(3-5)中更改后的參數(shù)；~3023、 通過所述數(shù)據(jù)處理器和指定無線傳感器節(jié)點(3)的處理器模 塊(3-2),恢復所述無線通訊模塊一與指定無線傳感器節(jié)點(3)的無線 通訊模塊二 (3-~3)間原有的通信信道；~3024、 重啟指定的無線傳感器節(jié)點(3),完成指定無線傳感器節(jié)點 (3)的現(xiàn)場無線程序更新過程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點現(xiàn)場無線程序更新裝置及其更新方法，所用裝置包括用于編譯程序的PC機和帶有無線通訊模塊一且能自組網(wǎng)加入無線傳感器網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器與PC機相接；所用程序更新方法包括步驟通過PC機將需要更新的程序編譯成可執(zhí)行文件并傳至數(shù)據(jù)處理器、通過數(shù)據(jù)處理器選擇程序更新模式、數(shù)據(jù)處理器自組網(wǎng)加入到無線傳感器網(wǎng)絡中、數(shù)據(jù)處理器通過自帶的無線通訊模塊一相應對無線傳感器網(wǎng)絡全網(wǎng)或指定無線傳感器節(jié)點進行程序更新。本發(fā)明所用裝置體積小、重量輕、便于攜帶且操作簡便，所采用更新方法實現(xiàn)方便且速度更新快，能解決現(xiàn)有程序更新裝置只能對全網(wǎng)進行更新、缺乏現(xiàn)場機動性等缺陷和不足。
文檔編號H04W24/00GK101656975SQ20091002408
公開日2010年2月24日 申請日期2009年9月27日 優(yōu)先權日2009年9月27日
發(fā)明者李士寧, 李志剛, 蒙海軍 申請人:西安迅騰科技有限責任公司