专利名称：一种无线传感器网络的更新方法
技术领域：
本发明属于无线传感器网络技术领域，尤其涉及一种无线传感器网络的更新方法。
背景技术：
无线传感器网络集传感器技术、微机电系统技术、嵌入式计算技术、无线通信技术和分布式信息处理技术于一体，它被定义为在目标区域部署大量微型传感器节点，这些网络化的节点协同工作并感知被监测区域的事件信息，获取用户所需数据，最后通过多跳网络传输给终端用户。由于无线传感器网络监控能够节省过去繁琐枯燥的人力劳动，甚至能对过去人工难以实时监控的危险区域进行监控，在国防军事、环境监测、智能家居、医疗健康和工业控制等领域有着广泛的应用前景。由于无线传感器网络节点通常部署在野外无人区域，传感节点及网关节点一旦部署成功，如果发现节点内程序需要更新，其代价将是巨大的。因此如何提高无线传感器网络节点的可维护性成为一个关键问题，直接影响着网络的可靠性以及生命周期，同时也限制了其在工程项目中的实际运用。有别于有线连接，无线传感器网络采用无线通信建立节点之间的连接，而无线通信存在着误码，丢包等隐患。现有技术采用人工方式对部属区域的网络节点进行维护，维护成本大，特比是对于某些特殊应用场合，系统一旦开始运行后，人工现场维护甚至是不可能的。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种无线传感器网络的更新方法，以解决现有技术存在的维护成本高的问题。本发明实施例是这样实现的，一种无线传感器网络的更新方法，所述无线传感器网络包括网关节点、路由节点和传感节点，所述网关节点包括汇聚节点和互联网通信模块， 所述方法包括以下步骤所述互联网通信模块与一更新服务器建立连接后，所述更新服务器向互联网通信模块发送更新数据帧；根据所述更新数据帧中的功能码，所述互联网通信模块、汇聚节点、路由节点和/ 或传感节点下载更新数据；所述互联网通信模块、汇聚节点、路由节点和/或传感节点检查下载的更新数据， 并自动复位实现自动更新。所述更新数据帧包括用以区分更新汇聚节点、互联网通信模块、路由节点、或传感节点的功能码，当所述更新数据帧中的功能码是用以标志更新所述互联网通信模块时，所述互联网通信模块下载更新数据的步骤可以包括以下步骤所述互联网通信模块从所述更新服务器通过FTP下载更新数据包，并存储于所述互联网通信模块中的非易失性存储器中。当所述更新数据帧中的功能码是用以标志更新所述汇聚节点时，所述汇聚节点下载更新数据的步骤可以包括以下步骤所述互联网通信模块从所述更新服务器通过FTP下载更新数据包，并基于ARQ协议、通过所述互联网通信模块与所述汇聚节点之间的接口发送给所述汇聚节点；所述汇聚节点基于ARQ协议，判断所述互联网通信模块发送的更新数据包是否正确，是则将所述更新数据包存储于所述汇聚节点的非易失性存储器中。所述汇聚节点在判断所述互联网通信模块发送的更新数据包是否正确的步骤之后，还可以根据判断结果向所述互联网通信模块返回一表示数据包正确与否的数据帧；当所述数据帧表示数据包正确时，互联网通信模块在接收到该数据帧后，接着发送下一更新数据包，当所述数据帧表示数据包错误时，所述互联网通信模块在接收到所述数据帧后，重新发送上一更新数据包。所述互联网通信模块或汇聚节点检查下载的更新数据，并自动复位实现自动更新的步骤具体可以包括以下步骤所述互联网通信模块或汇聚节点将内部更新标志置位，并启动复位；所述互联网通信模块或汇聚节点检查内部更新标志是否置位，若所述更新标志没有置位，则继续执行更新前程序；若所述更新标志置位，则检查所述互联网通信模块或汇聚节点的非易失性存储器中的更新文件的文件标识及版本号是否满足要求，若不满足要求，则继续执行更新前程序， 若满足要求，则将所述互联网通信模块或汇聚节点的非易失性存储器中的更新数据读出并烧写进所述互联网通信模块或汇聚节点的程序存储器中；执行更新后程序。所述检查互联网通信模块或汇聚节点的非易失性存储器中的更新文件的文件标识及版本号是否满足要求的步骤可以包括以下步骤检查所述互联网通信模块或汇聚节点的非易失性存储器中的更新文件的文件标识是否表示所述互联网通信模块或汇聚节点的更新文件；同时检查更新文件的版本号是否比所述互联网通信模块或汇聚节点当前运行的文件版本号新；当所述互联网通信模块或汇聚节点的非易失性存储器中的更新文件的文件标识表示互联网通信模块或汇聚节点的更新文件，且更新文件的版本号比所述互联网通信模块或汇聚节点当前运行的文件版本号新时，满足要求，否则不满足要求。当所述更新数据帧中的功能码是用以标志更新所述路由节点，且所述路由节点的父节点是所述汇聚节点时，所述路由节点下载更新数据的步骤可以包括以下步骤所述汇聚节点下载更新数据；所述路由节点以定向轮询方式向所述汇聚节点发送轮询更新文件标识及版本号 fn息；所述汇聚节点接收到所述轮询更新文件标识及版本号信息后，向所述路由节点回复汇聚节点中非易失性存储器内更新文件的标识、版本号以及更新数据在所述汇聚节点中非易失性存储器中的起始存储地址；
所述路由节点在收到汇聚节点的信息后，若更新文件的标识为路由节点更新文件，且更新文件的版本号比当前运行文件版本号新时，所述路由节点向汇聚节点发送下载更新数据的请求信号，所述请求信号包括了请求更新数据在汇聚节点的非易失性存储器中的起始存储地址及请求更新数据的长度；所述汇聚节点根据所述请求信号，按照请求更新数据的长度及请求更新数据的起始存储地址将更新数据发送给所述路由节点；所述路由节点将接收到的更新数据经校验无误后存入路由节点的非易失性存储器中，并改变请求更新数据的起始存储地址。所述路由节点检查下载的更新数据，并自动复位实现自动更新的步骤具体可以包括以下步骤所述路由节点将内部更新标志置位，并根据相应路由节点在无线传感器网络中的深度确定定时时间，当定时时间到时，启动复位；所述路由节点检查内部更新标志是否置位，若所述更新标志没有置位，则继续执行更新前程序；若所述更新标志置位，则检查所述路由节点的非易失性存储器中的更新文件的文件标识及版本号是否满足要求，若不满足要求，则继续执行更新前程序，若满足要求，则将所述路由节点的非易失性存储器中的更新数据读出并烧写进所述路由节点的程序存储器中；执行更新后程序；所述根据相应路由节点在无线传感器网络中的深度确定定时时间的步骤包括以下步骤确定相应路由节点在无线传感器网络中的深度，所述定时时间为所述网络深度与预存的基本定时时间的乘积，所述基本定时时间为15秒。当所述更新数据帧中的功能码是用以标志更新所述传感节点，且所述传感节点的父节点是所述汇聚节点时，所述传感节点下载更新数据的步骤可以包括以下步骤所述传感节点定时休眠唤醒后，以轮询方式向汇聚节点发送轮询更新文件标识及版本号信息，发送完毕后进入休眠状态；所述汇聚节点接收到该轮询更新文件标识及版本号信息后，将向传感节点待回复的信息暂存于汇聚节点的缓存中，等待传感节点定时休眠唤醒后请求数据，该待回复的信息包括汇聚节点中非易失性存储器内更新文件的标识、版本号以及更新数据在汇聚节点中非易失性存储器中的起始存储地址；所述传感节点定时休眠唤醒后向所述汇聚节点发送下载更新数据的请求信号，所述传感节点等待回复而不休眠；所述汇聚节点将暂存的待回复信息发送给所述传感节点；所述传感节点接收到汇聚节点发送的信息后，若更新文件的标识为传感节点更新文件，且更新文件的版本号比当前运行文件版本号新时，所述传感节点定时休眠唤醒后向汇聚节点发送下载更新数据的请求信号，所述请求信号包括了请求更新数据在汇聚节点的非易失性存储器中的起始存储地址及请求更新数据的长度，发送完成后进入休眠状态；所述汇聚节点根据所述请求信号，将更新数据发送给路由节点暂存于所述汇聚节点的缓存中，等待所述传感节点定时休眠唤醒后请求数据；
所述传感节点定时休眠唤醒后向汇聚节点请求数据，所述传感节点等待回复，并不休眠；所述汇聚节点将暂存的更新数据发送给所述传感节点；所述传感节点将接收到的更新数据经校验无误后存入所述传感节点的非易失性存储器中，并改变请求更新数据的起始存储地址，之后进入休眠状态。所述传感节点检查下载的更新数据，并自动复位实现自动更新的步骤具体可以包括以下步骤所述传感节点将内部更新标志置位，并根据相应传感节点在无线传感器网络中的深度确定定时时间，当定时时间到时，启动复位；所述传感节点检查内部更新标志是否置位，若更新标志没有置位，则继续执行更新前程序；若更新标志置位，则检查传感节点的非易失性存储器中的更新文件的文件标识及版本号是否满足要求，若不满足要求，则继续执行更新前程序；若满足要求，则将传感节点的非易失性存储器中的更新数据读出并烧写进传感节点的程序存储器中；执行更新后程序；所述根据根据相应传感节点在无线传感器网络中的深度确定定时时间的步骤包括以下步骤确定相应传感节点在无线传感器网络中的深度，所述定时时间为所述网络深度与预存的基本定时时间的乘积，所述基本定时时间为15秒。本发明提供的无线传感器网络的更新方法是利用网关节点向远程更新服务器请求更新，来达到更新无线传感器各网络节点数据的目的，相较于现有采用人工方式而言，无需对网络节点进行现场维护管理，降低了维护成本，特别适用于偏远地区的网络维护。
图1是现有技术中，无线传感器网络的分布示意图；图2是本发明提供的无线传感器网络的更新方法的流程图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图1是现有技术中，无线传感器网络的分布示意图，其仅示出了现有一种组网方式，本领域技术人员应当了解，其组网方式根据应用需求，可以采用星形网络、树形网络或其它拓扑类型的网络。可以看出，现有无线传感器网络包括网关节点、路由节点和传感节点。其中，网关节点主要负责无线传感器网络通信协议与互联网协议的转换，不能休眠；路由节点主要负责无线传感器网络数据的转发与路由通信，不能休眠；传感节点主要负责无线传感器网络数据的采集，可以休眠。而网关节点又进一步包括了汇聚节点和互联网通信模块，因此，无线传感器网络的更新包括了对汇聚节点、互联网通信模块、路由节点、和/或传感节点的更新。在基于不同协议的各种组网方式中，互联网通信模块、路由节点、和/或传感节点中的一个或多个可以省略，以基于IEEE802. 15. 4标准的Zigbee网络为例，Zigbee网络中的协调器即相当于汇聚节点，Zigbee网络中的路由器即相当于路由节点，Zigbee网络中的终端设备即相当于传感节点。图2是本发明提供的无线传感器网络的更新方法的流程图，该方法包括以下步骤在步骤SlOl中，互联网通信模块与更新服务器建立连接后，更新服务器向互联网通信模块发送更新数据帧。该更新数据帧格式可以为
权利要求
1.一种无线传感器网络的更新方法，其特征在于，所述无线传感器网络包括网关节点、 路由节点和传感节点，所述网关节点包括汇聚节点和互联网通信模块，所述方法包括以下步骤所述互联网通信模块与一更新服务器建立连接后，所述更新服务器向互联网通信模块发送更新数据帧；根据所述更新数据帧中的功能码，所述互联网通信模块、汇聚节点、路由节点和/或传感节点下载更新数据；所述互联网通信模块、汇聚节点、路由节点和/或传感节点检查下载的更新数据，并自动复位实现自动更新。
2.如权利要求1所述的无线传感器网络的更新方法，其特征在于，所述更新数据帧包括用以区分更新汇聚节点、互联网通信模块、路由节点、或传感节点的功能码，当所述更新数据帧中的功能码是用以标志更新所述互联网通信模块时，所述互联网通信模块下载更新数据的步骤包括以下步骤所述互联网通信模块从所述更新服务器通过FTP下载更新数据包，并存储于所述互联网通信模块中的非易失性存储器中。
3.如权利要求2所述的无线传感器网络的更新方法，其特征在于，当所述更新数据帧中的功能码是用以标志更新所述汇聚节点时，所述汇聚节点下载更新数据的步骤包括以下步骤所述互联网通信模块从所述更新服务器通过FTP下载更新数据包，并基于ARQ协议、通过所述互联网通信模块与所述汇聚节点之间的接口发送给所述汇聚节点；所述汇聚节点基于ARQ协议，判断所述互联网通信模块发送的更新数据包是否正确， 是则将所述更新数据包存储于所述汇聚节点的非易失性存储器中。
4.如权利要求3所述的无线传感器网络的更新方法，其特征在于，所述汇聚节点在判断所述互联网通信模块发送的更新数据包是否正确的步骤之后，根据判断结果向所述互联网通信模块返回一表示数据包正确与否的数据帧；当所述数据帧表示数据包正确时，互联网通信模块在接收到该数据帧后，接着发送下一更新数据包，当所述数据帧表示数据包错误时，所述互联网通信模块在接收到所述数据帧后，重新发送上一更新数据包。
5.如权利要求3所述的无线传感器网络的更新方法，其特征在于，所述互联网通信模块或汇聚节点检查下载的更新数据，并自动复位实现自动更新的步骤具体包括以下步骤所述互联网通信模块或汇聚节点将内部更新标志置位，并启动复位；所述互联网通信模块或汇聚节点检查内部更新标志是否置位，若所述更新标志没有置位，则继续执行更新前程序；若所述更新标志置位，则检查所述互联网通信模块或汇聚节点的非易失性存储器中的更新文件的文件标识及版本号是否满足要求，若不满足要求，则继续执行更新前程序，若满足要求，则将所述互联网通信模块或汇聚节点的非易失性存储器中的更新数据读出并烧写进所述互联网通信模块或汇聚节点的程序存储器中；执行更新后程序。
6.如权利要求5所述的无线传感器网络的更新方法，其特征在于，所述检查互联网通信模块或汇聚节点的非易失性存储器中的更新文件的文件标识及版本号是否满足要求的步骤包括以下步骤检查所述互联网通信模块或汇聚节点的非易失性存储器中的更新文件的文件标识是否表示所述互联网通信模块或汇聚节点的更新文件；同时检查更新文件的版本号是否比所述互联网通信模块或汇聚节点当前运行的文件版本号新；当所述互联网通信模块或汇聚节点的非易失性存储器中的更新文件的文件标识表示互联网通信模块或汇聚节点的更新文件，且更新文件的版本号比所述互联网通信模块或汇聚节点当前运行的文件版本号新时，满足要求，否则不满足要求。
7.如权利要求2所述的无线传感器网络的更新方法，其特征在于，当所述更新数据帧中的功能码是用以标志更新所述路由节点，且所述路由节点的父节点是所述汇聚节点时， 所述路由节点下载更新数据的步骤包括以下步骤所述汇聚节点下载更新数据；所述路由节点以定向轮询方式向所述汇聚节点发送轮询更新文件标识及版本号信息；所述汇聚节点接收到所述轮询更新文件标识及版本号信息后，向所述路由节点回复汇聚节点中非易失性存储器内更新文件的标识、版本号以及更新数据在所述汇聚节点中非易失性存储器中的起始存储地址；所述路由节点在收到汇聚节点的信息后，若更新文件的标识为路由节点更新文件，且更新文件的版本号比当前运行文件版本号新时，所述路由节点向汇聚节点发送下载更新数据的请求信号，所述请求信号包括了请求更新数据在汇聚节点的非易失性存储器中的起始存储地址及请求更新数据的长度；所述汇聚节点根据所述请求信号，按照请求更新数据的长度及请求更新数据的起始存储地址将更新数据发送给所述路由节点；所述路由节点将接收到的更新数据经校验无误后存入路由节点的非易失性存储器中， 并改变请求更新数据的起始存储地址。
8.如权利要求7所述的无线传感器网络的更新方法，其特征在于，所述路由节点检查下载的更新数据，并自动复位实现自动更新的步骤具体包括以下步骤所述路由节点将内部更新标志置位，并根据相应路由节点在无线传感器网络中的深度确定定时时间，当定时时间到时，启动复位；所述路由节点检查内部更新标志是否置位，若所述更新标志没有置位，则继续执行更新前程序；若所述更新标志置位，则检查所述路由节点的非易失性存储器中的更新文件的文件标识及版本号是否满足要求，若不满足要求，则继续执行更新前程序，若满足要求，则将所述路由节点的非易失性存储器中的更新数据读出并烧写进所述路由节点的程序存储器中；执行更新后程序；所述根据相应路由节点在无线传感器网络中的深度确定定时时间的步骤包括以下步骤确定相应路由节点在无线传感器网络中的深度，所述定时时间为所述网络深度与预存的基本定时时间的乘积，所述基本定时时间为巧秒。
9.如权利要求2所述的无线传感器网络的更新方法，其特征在于，当所述更新数据帧中的功能码是用以标志更新所述传感节点，且所述传感节点的父节点是所述汇聚节点时，所述传感节点下载更新数据的步骤包括以下步骤所述传感节点定时休眠唤醒后，以轮询方式向汇聚节点发送轮询更新文件标识及版本号信息，发送完毕后进入休眠状态；所述汇聚节点接收到该轮询更新文件标识及版本号信息后，将向传感节点待回复的信息暂存于汇聚节点的缓存中，等待传感节点定时休眠唤醒后请求数据，该待回复的信息包括汇聚节点中非易失性存储器内更新文件的标识、版本号以及更新数据在汇聚节点中非易失性存储器中的起始存储地址；所述传感节点定时休眠唤醒后向所述汇聚节点发送下载更新数据的请求信号，所述传感节点等待回复而不休眠；所述汇聚节点将暂存的待回复信息发送给所述传感节点；所述传感节点接收到汇聚节点发送的信息后，若更新文件的标识为传感节点更新文件，且更新文件的版本号比当前运行文件版本号新时，所述传感节点定时休眠唤醒后向汇聚节点发送下载更新数据的请求信号，所述请求信号包括了请求更新数据在汇聚节点的非易失性存储器中的起始存储地址及请求更新数据的长度，发送完成后进入休眠状态；所述汇聚节点根据所述请求信号，将更新数据发送给路由节点暂存于所述汇聚节点的缓存中，等待所述传感节点定时休眠唤醒后请求数据；所述传感节点定时休眠唤醒后向汇聚节点请求数据，所述传感节点等待回复，并不休眠；所述汇聚节点将暂存的更新数据发送给所述传感节点；所述传感节点将接收到的更新数据经校验无误后存入所述传感节点的非易失性存储器中，并改变请求更新数据的起始存储地址，之后进入休眠状态。
10.如权利要求9所述的无线传感器网络的更新方法，其特征在于，所述传感节点检查下载的更新数据，并自动复位实现自动更新的步骤具体包括以下步骤所述传感节点将内部更新标志置位，并根据相应传感节点在无线传感器网络中的深度确定定时时间，当定时时间到时，启动复位；所述传感节点检查内部更新标志是否置位，若更新标志没有置位，则继续执行更新前程序；若更新标志置位，则检查传感节点的非易失性存储器中的更新文件的文件标识及版本号是否满足要求，若不满足要求，则继续执行更新前程序；若满足要求，则将传感节点的非易失性存储器中的更新数据读出并烧写进传感节点的程序存储器中； 执行更新后程序；所述根据根据相应传感节点在无线传感器网络中的深度确定定时时间的步骤包括以下步骤确定相应传感节点在无线传感器网络中的深度，所述定时时间为所述网络深度与预存的基本定时时间的乘积，所述基本定时时间为15秒。
全文摘要
本发明公开了一种无线传感器网络的更新方法，该无线传感器网络包括网关节点、路由节点和传感节点，该网关节点包括汇聚节点和互联网通信模块，该方法包括以下步骤互联网通信模块与一更新服务器建立连接后，更新服务器向互联网通信模块发送更新数据帧；根据更新数据帧中的功能码，互联网通信模块、汇聚节点、路由节点和/或传感节点下载更新数据；互联网通信模块、汇聚节点、路由节点和/或传感节点检查下载的更新数据，并自动复位实现自动更新。本发明相较于现有采用人工方式而言，无需对网络节点进行现场维护管理，降低了维护成本，特别适用于偏远地区的网络维护。
文档编号H04W24/04GK102238603SQ20111023120
公开日2011年11月9日 申请日期2011年8月12日 优先权日2011年8月12日
发明者王立鼎, 邹军华, 金仁成 申请人:苏州鼎汗传感网技术有限公司