[发明专利]一种传感网节点操作系统的动态配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感网节点操作系统的动态配置方法，主要用于解决传感网节点操作系统的动态配置问题，属于分布式计算和无线传感器网络的技术领域。

背景技术

近几年来，无线传感网络(WSN)掀起了一场后PC时代的革命。WSN作为综合了传感器、嵌入式计算、及无线通信等三大技术的新兴领域，可以实现人与自然以及物与物对话的无处不在的通讯和计算。从火星探测到野生候鸟的监测，从智能房屋到车辆监测和跟踪，从军事“智能尘埃”到辅助足球裁判，从胶囊肠镜到住院病人病情监控，从森林防火到预测山洪暴发，从人体内药物剂量到控制精细农业……，广阔的应用前景掀起了国内外对WSN的研究热潮。

然而，随着无线传感网络技术的不断成熟和发展，针对越来越多的应用，目前的一些应用软件根本无法满足当前的需要。每个节点上固定特定的应用程序，当需求不同时，需要对不同位置上的节点进行重新编程，这样会耗费更多的人力和财力。例如，布置在森林中的节点具备采集数据并对数据进行处理的功能，一旦检测到火灾险情，节点需要将数据传输到远程控制端或者传输到邻近节点让其报警处理。各种各样的应用，千差万别，因此目前非常迫切地需要系统维护与应用管理。

由于无线传感网络节点资源十分有限，传统操作系统不适合应用于无线传感器网络中。目前流行的无线传感器网络操作系统有多种，例如：TinyOS，MANTIS，SOS等。而由于节点存储空间的有限性，上述操作系统没有加入文件系统，这使得节点操作系统不具备灵活管理配置的功能。一旦烧入程序，将无法管控节点的应用配置。

由于无线传感网络的应用领域非常广泛，研发人员们需要一款可以灵活适用于各种环境可配置的通用传感网节点操作系统。目前流行的各类无线传感网络节点操作系统在设计理念上没有加入可配置的机制。当遇到应用环境或硬件环境发生改变，必须重新修改源码让节点来适应新的环境，该过程繁琐且不可控。

针对无线传感网络的上述问题，一般采用文件系统技术进行解决。而目前的无线传感网络系统主要提供传感网络应用的实现与运行的支持。且由于硬件资源的限制，文件系统并不适合加入节点中。现有的传感网络操作系统，例如mantis，sos等，并没有相应的具体设计与实现。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种传感网节点操作系统的动态配置方法，用于解决操作系统应用范围狭窄、重新编程困难，配置复杂等问题，避免了复杂繁琐的重新编译烧录的过程。

本发明主要针对动态配置的工作需求，为了降低开发成本和难度，借助了一款优秀的内核做设计平台。MANTIS具有优秀的内核设计，轻量级的基于抢占的多线程方式，标准的类UNIX编程环境。因此，本发明整合两者的优秀设计，成为一种可靠、高效、易用的可配置传感网节点操作系统。

本发明的技术方案为：

一种传感网节点操作系统的动态配置方法，其步骤为：

1)在传感网节点操作系统中设置一引导模块，用于系统启动时首先加载该引导模块接收用户升级指令；

2)所述引导模块在设定时间内未收到用户升级指令，或者根据接收的用户升级指令判断不需要对系统进行升级，则直接读取传感网节点Flash中当前存储的程序；否则，进行步骤3)；

3)所述引导模块删除所述Flash中当前存储的程序，接收用户上传的可读写应用程序并将其存储到所述Flash中；其中，所述可读写应用程序包括一动态初始化模块、一指令处理模块和一配置文件；

4)所述动态初始化模块根据当前配置文件初始化传感网节点；

5)所述指令处理模块实时接收用户指令，并根据接收到的用户指令修改当前配置文件，然后重新运行所述动态初始化模块。

进一步的，所述引导模块对接收的用户升级指令进行校验，如果用户升级指令格式及其附加的校验码正确，则删除所述Flash中当前存储的程序，接收用户上传的可读写应用程序并将其存储到所述Flash中。

进一步的，所述用户升级指令通过本地或远程控制服务器发送给传感网节点。

进一步的，所述传感网节点通过无线或串口接收所述用户升级指令。

进一步的，所述引导模块在所述Flash中划分出一指定区域存储所述配置文件。

进一步的，所述用户指令包括查询指令和设置指令；所述指令处理模块根据用户指令类型，对传感网节点进行动态配置或状态获取。

进一步的，所述初始化传感网节点包括：启动传感网节点所需的硬件与服务。