一种面向无线传感器网络节点的软件更新技术.pdf

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1、26传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2013年第32卷第12期一种面向无线传感器网络节点的软件更新技术薛福明，李冬，姚郑，张宝贤(中国科学院大学工程管理与信息技术学院，北京100049)摘要：针对无线传感器网络节点资源受限、网络维护与软件更新困难的特点，以Contiki操作系统为开发平台，设计了一种可以满足无线传感器网络特点和应用的节点软件更新方法。通过连续分配和基于重定位信息的内存移动，设计了一种高利用率的内存使用策略；基于黑板模型的管理方

2、法，实现了服务模块注册、更新和卸载的生命周期管理。实验结果显示：更新模块的大小与更新时间分别减小15％和l3％，整个系统设计显著提高了传感器节点的能量和内存效率，延长了节点寿命。关键词：无线传感器网络；软件更新；内存管理；服务管理中图分类号：TP393文献标识码：B文章编号：1000-9787(2013)12-0026--04AsoftwareupdatetechniqueforWSNsnodeaXUEFu—ming，LIDong，YAOZheng，ZHANGBao—xian(CollegeofEn

3、gineering&InformationTechnology．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract：Aimingatcharacteristicsofconstrainedresourceanddificultyofnetworkmaintenanceandsoftwareupdatesofwirelesssensornetworks(WSNs)，designanodesoftwareupdatemeth

4、odthatmeetsthecharacteristicsandapplicationsofWSNs，riseContikioperatingsystemasdevelopmentplatform．Bymeansofcontinuousallocationandmemorymovingbasedonrelocationinformation，designastrategyofhighutilizationrateformemoryuse，basedonBlackboardmodelmanagemen

5、tmethod，achievelifecyelemanagementofregistration，updateanduninstallofservicemodule．Experimentalresultsshowthatsizeandupdatetimeofupdatemodulearereducedby15％and13％respectively．andtheentiresystemdesignimprovesenergyandmemoryeficiencyofsensornodeandextend

6、snodeli．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；softwareupdate；memorymanagement；servicemanagement0引言1WSNs节点软件更新计算机应用日新月异，随着相关技术的出现和应用需WSNs由于受自身能量、存储、运算和通信能力以及周求的增长，信息获取和处理方式发生了巨大变化。网络、分围物理环境的限制使得管理和维护面临着诸多挑战，尤其布式处理、嵌入式计算、传感器等技术的不断融合产生了无是回收节点进行软件更新存在困难。所以

7、，WSNs的软件线传感器网络(wirelesssensornetworks，WSNs)。设计必须考虑其特殊性，应当具有可在线更新的特性。节点软件是WSNs的核心部分，而软件的模块化和动1．1节点软件架构态更新是保证系统高效、可靠以及长久运转的关键技术。WSNs节点的在线更新和其软件架构密切相关，其节随着研究和开发的不断深入以及实际应用中的考虑，系统点软件主要有2种架构：的可扩展性和可维护性已经成为重要的设计目标，软件的1)紧耦合结构，在节点平台上运行的程序以一个包含动态更新成为节点极其重要的特性。普

8、通Pc和嵌入式系了核心和应用功能的模块烧写到存储单元内。这种方法的统的软件更新技术并不适合WSNs的需要，这就要求必须优点是可以最大限度地减少程序大小、提高效率，但是由于有一种能够在WSNs能量、通信等资源受限的条件下，高耦合度高，软件的可重复利用度低，开发难度高，不利于应效、可靠、便捷的软件更新机制，使得WSNs的部署，在线升用扩展。美国加州Berkeley大学TinyOS。就属于紧耦合结级更加容易，整个网络的运行、维护成本降低。构收稿日期：2013-05—15基金