本文關(guān)鍵詞：基于MQX_Lite的WSCN節(jié)點遠(yuǎn)程代碼更新系統(tǒng)的研究與設(shè)計

  更多相關(guān)文章： WSCN 遠(yuǎn)程代碼更新 MQX_Lite Sub-1G 通信協(xié)議

【摘要】：WSCN節(jié)點是無線傳感器控制網(wǎng)絡(luò)中用于實現(xiàn)終端數(shù)據(jù)采集、通信以及控制目標(biāo)對象的關(guān)鍵性嵌入式部件。隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,WSCN節(jié)點程序的在線維護(hù)與功能升級已經(jīng)成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究的熱點之一。傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場更新方案已無法滿足節(jié)點數(shù)量眾多、分布廣、環(huán)境條件復(fù)雜情況的需求,因此研究設(shè)計遠(yuǎn)程無線代碼更新具有極高的應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義。本文選取恩智浦半導(dǎo)體公司KW01無線射頻芯片和K64芯片作為硬件對象,采用MQX_Lite RTOS將復(fù)雜程序功能進(jìn)行多任務(wù)劃分,設(shè)計了一套基于物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程代碼更新系統(tǒng),針對遠(yuǎn)程代碼更新中數(shù)據(jù)傳輸粒度劃分、丟幀重傳、斷點續(xù)傳和多點分發(fā)等關(guān)鍵問題進(jìn)行了重點研究,主要工作內(nèi)容如下:(1)科學(xué)分析了數(shù)據(jù)傳輸粒度對傳輸速率、單幀數(shù)據(jù)載荷、誤碼率以及數(shù)據(jù)完整性的影響,提出了一種數(shù)據(jù)傳輸粒度劃分的選擇方法。(2)通過對傳輸過程中數(shù)據(jù)幀丟失場景的研究,設(shè)計了基于數(shù)據(jù)幀狀態(tài)的數(shù)據(jù)幀位表,提出了一種基于多次握手丟幀重傳的可靠傳輸代碼更新機(jī)制,確保了代碼更新的完成性;針對代碼更新過程中的由于斷網(wǎng)、斷電等傳輸中斷引起的數(shù)據(jù)丟失問題,設(shè)計了一種基于文件版本號和傳輸狀態(tài)判別的斷點續(xù)傳機(jī)制,提升了代碼更新速度。(3)針對多節(jié)點代碼批量更新的應(yīng)用場景,設(shè)計了記錄多節(jié)點數(shù)據(jù)幀更新狀態(tài)的節(jié)點更新狀態(tài)幀位表,提出了廣播-P2P和多輪循環(huán)廣播兩種應(yīng)用于不同場景的多點代碼批量分發(fā)機(jī)制。(4)基于以上研究,本文設(shè)計了WSCN節(jié)點遠(yuǎn)程代碼更新系統(tǒng)。完成了芯片存儲映像解析、FLASH區(qū)劃分、鏈接文件設(shè)計、中斷向量表重定位以及更新引導(dǎo)程序等設(shè)計;為網(wǎng)關(guān)與節(jié)點間通信設(shè)計了WCUCP通信協(xié)議;為服務(wù)器與網(wǎng)關(guān)間通信設(shè)計了RCUCP通信協(xié)議。(5)對該系統(tǒng)進(jìn)行了評估和測試,驗證了系統(tǒng)可行性和可靠性,并將其應(yīng)用于LED顯示屏控制系統(tǒng)中,實現(xiàn)LED顯示屏控制板程序代碼的遠(yuǎn)程更新,與人工現(xiàn)場更新相比,顯著地提高了更新的效率,簡化了更新的工作量。本文的主要貢獻(xiàn)在于對遠(yuǎn)程更新中的關(guān)鍵問題進(jìn)行了深入研究,并給出了解決辦法,同時詳細(xì)設(shè)計了一套通用、可靠的基于WSCN節(jié)點的遠(yuǎn)程更新原型系統(tǒng),為以后同類型系統(tǒng)的開發(fā)提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：WSCN 遠(yuǎn)程代碼更新 MQX_Lite Sub-1G 通信協(xié)議
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題背景10-13
• 1.1.1 MQX_Lite RTOS概述10-11
• 1.1.2 WSCN節(jié)點概述11
• 1.1.3 嵌入式軟件更新技術(shù)11-13
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 課題研究內(nèi)容、意義及關(guān)鍵問題14-16
• 1.3.1 課題研究具體內(nèi)容14-15
• 1.3.2 課題研究意義15
• 1.3.3 課題解決的關(guān)鍵問題15-16
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)16-17
• 第二章 總體設(shè)計17-23
• 2.1 遠(yuǎn)程代碼更新系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)17-19
• 2.1.1 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)17-18
• 2.1.2 遠(yuǎn)程更新系統(tǒng)結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2 WSCN節(jié)點功能及設(shè)計概要19-20
• 2.3 網(wǎng)關(guān)功能及設(shè)計概要20-21
• 2.4 服務(wù)器端軟件功能及設(shè)計概要21
• 2.5 本章小結(jié)21-23
• 第三章 WSCN節(jié)點代碼更新機(jī)制設(shè)計23-41
• 3.1 WSCN節(jié)點代碼更新機(jī)制架構(gòu)23
• 3.2 WSCN節(jié)點設(shè)計23-30
• 3.2.1 硬件選型24
• 3.2.2 存儲映像解析及劃分24-25
• 3.2.3 鏈接文件內(nèi)存分配25-26
• 3.2.4 中斷向量表重定位26-27
• 3.2.5 更新引導(dǎo)程序的實現(xiàn)27-30
• 3.3 路由節(jié)點設(shè)計30-34
• 3.3.1 程序功能多任務(wù)劃分30
• 3.3.2 通信流程解析30-31
• 3.3.3 WCUCP通信協(xié)議設(shè)計31-33
• 3.3.4 傳輸粒度劃分33-34
• 3.4 PC機(jī)軟件設(shè)計34-36
• 3.4.1 機(jī)器碼解析34-36
• 3.4.2 機(jī)器碼有效數(shù)據(jù)提取36
• 3.5 數(shù)據(jù)幀狀態(tài)存儲及丟幀重傳36-39
• 3.5.1 幀狀態(tài)存儲結(jié)構(gòu)36-37
• 3.5.2 丟幀重傳機(jī)制37-39
• 3.6 評估和測試39-40
• 3.7 本章小結(jié)40-41
• 第四章 WSCN節(jié)點遠(yuǎn)程代碼更新系統(tǒng)設(shè)計41-61
• 4.1 遠(yuǎn)程代碼更新過程41-42
• 4.2 RCUCP遠(yuǎn)程代碼更新協(xié)議設(shè)計42-43
• 4.2.1 RCUCP編址機(jī)制42-43
• 4.2.2 RCUCP數(shù)據(jù)幀格式43
• 4.3 斷點續(xù)傳、多點更新及防沖突43-46
• 4.3.1 斷點續(xù)傳方法44
• 4.3.2 多點更新分發(fā)機(jī)制44-45
• 4.3.3 防沖突機(jī)制45-46
• 4.4 網(wǎng)關(guān)的軟硬件設(shè)計46-55
• 4.4.1 硬件選型及設(shè)計46-51
• 4.4.2 GPRS模塊程序設(shè)計51-52
• 4.4.3 主控程序設(shè)計52-55
• 4.5 服務(wù)器端軟件設(shè)計55-59
• 4.5.1 管理軟件設(shè)計55-56
• 4.5.2 通信軟件設(shè)計56-59
• 4.6 系統(tǒng)測試59-60
• 4.7 本章小結(jié)60-61
• 第五章 應(yīng)用實例61-65
• 5.1 LED顯示屏控制系統(tǒng)61-62
• 5.2 基于LED系統(tǒng)的無線更新62-63
• 5.3 LED系統(tǒng)的遠(yuǎn)程更新設(shè)計63-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 第六章 總結(jié)和展望65-67
• 6.1 總結(jié)65-66
• 6.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 附錄A KW01模塊和擴(kuò)展模塊硬件實物圖71-72
• 附錄A.1 KW01模塊硬件實物圖71
• 附錄A.2 擴(kuò)展模塊硬件實物圖71-72
• 附錄B 網(wǎng)關(guān)硬件實物圖72-73
• 附錄C K64最小系統(tǒng)原理圖73-74
• 公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果74-75
• 致謝75-76

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本文編號：579725