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基于专用物联网的远程更新技术研究与应用

作　者: 常赛
导　师: 王宜怀
学　校: 苏州大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 物联网远程更新广播算法代码分发网络协议
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

物联网自提出以来逐渐成为世界信息产业的热点,可分为公共物联网和专用物联网。本文研究对象为专用物联网系统,其传感节点和网关节点具有数量多、分布广、环境条件复杂等特点。物联网系统投入实际环境中运行后,一部分软件错误和功能缺陷便暴露出来。通过人工现场对节点更新的方式需要大量的人力、物力,甚至难以更新,已无法满足物联网的发展需求。因此,物联网远程更新技术变得日益重要。目前,物联网远程更新作为整体还未被广泛提及,关注度较少。现有的一些具体技术仅从局部考虑,过于依赖具体的执行环境。本文基于专用物联网技术设计了一种传感节点、网关节点及应用层远程更新软件的整体远程更新解决方案,提高远程更新的通用性、可靠性、稳定性,降低其对执行环境的依赖性。本文构建了一个传感节点和网关节点的硬件系统,并通过测试验证其正确性和可靠性。在硬件基础上实现了传感节点和网关节点远程更新底层软件以及应用层远程更新软件系统。系统特点如下:(1)采用通信模块与扩展模块的分层设计模式使硬件更具灵活性和可扩展性。(2)自主设计了适用于传感节点远程更新的RUPNP(Remote Update Programming Network Protocol)网络协议,不依赖于实际应用的网络,具有通用性。该协议依据数据帧的类型灵活地选择和改进了多种广播算法,具有高效的防洪泛机制;改进了标准的CSMA/CA算法,有效的降低了冲突率;设计了合理的数据帧和代码分发协议,具有安全可靠的加密和校验机制;提供了可靠的缺失帧重发机制。(3)采用按网段并行更新的方案大大提高了更新效率。网关节点远程更新采用按序的ACK机制,保证数据帧传输的正确性和完整性。(4)将应用层远程更新软件分为通信软件和管理软件,更具灵活性;自主设计实现了异步Socket机制下的TCP类库TcpLib,以满足通信实时性、可靠性和安全性的需求。本文对该系统进行了评估和测试,验证了系统可行性和可靠性,并将其应用于基于物联网的智能路灯系统,最终实现了路灯节点和主控箱的代码远程更新,与人工现场更新相比,显著地提高了更新的效率,简化了更新的工作量。

基于专用物联网的远程更新技术研究与应用

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