基于代碼差異的無線傳感器網(wǎng)絡重編程方法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(WSNs)在環(huán)境監(jiān)測、軍事戰(zhàn)場、工業(yè)控制等領域的應用非常廣泛。在真實的WSNs中，通常需要部署成百上千個節(jié)點。隨著時間推移和環(huán)境變化，可能需對運行的節(jié)點增加、關閉一些功能或者修復軟件中存在的問題，即節(jié)點運行的程序需要進行重編程以實現(xiàn)版本更新。傳統(tǒng)手動的更新方式效率低下，甚至某些部署在環(huán)境惡劣或人類無法到達區(qū)域的節(jié)點不能實現(xiàn)更新，因此研究者提出無線遠程更新方式。但是，大部分代碼更新操作，新版本程序代碼相對于舊版本需要更新的

2、部分遠小于整個新版本程序代碼。此外，鑒于傳感器節(jié)點自身的資源限制，所以節(jié)點通過無線方式遠程進行更新時，需要減小重編程過程中分發(fā)的代碼量，提高重編程效率并降低節(jié)點能耗。本文以MeshSPAIS智能精準農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)為背景對基于差異的WSNs重編程進行深入研究，提出基于代碼克隆檢測技術的WSNs重編程方法(RePCCDT)和總體架構，主要工作如下：
　　首先，對WSNs重編程的兩個部分即代碼分發(fā)協(xié)議和重編程方法進行研究，重點分析Delu

3、ge、Zephyr/Hermes、Elon、R2幾種具有代表性的重編程方法，指出它們在代碼分發(fā)量和能耗方面存在的不足及待改進之處。
　　其次，針對基于差異的WSNs重編程的新舊版本程序代碼相似度的保護問題，提出BGIR代碼相似度保護方法。該方法從分支、全局變量、間接尋址、相對跳轉四個方面分別處理其變化所帶來的影響，以提高新舊版本程序的相似性，為后續(xù)差異補丁生成算法生成較小的差異補丁做準備。通過理論分析和實例分析驗證該方法能夠提高新

4、舊版本程序代碼相似性從而減小差異補丁的大小。
　　然后，針對基于差異的WSNs重編程的差異補丁生成問題，提出基于代碼克隆檢測技術的差異補丁生成算法 CCDTDiff。將基于Token序列的代碼克隆檢測技術引入到差異補丁生成算法中，尋找新舊版本程序代碼的公共代碼段，用本文設計的差異補丁計算算法生成最小化的差異補丁。從算法的執(zhí)行效率和差異補丁生成大小兩個方面分析該算法的性能。
　　最后，設計基于代碼克隆檢測技術的WSNs重編程總