CN109976784A - 智能物联网计量仪表远程固件升级方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种智能物联网计量仪表远程固件升级方法及***，该方法包括：S1：将最新的固件升级包上传到服务器，服务器将最新的固件升级包与计量仪表内上一次的固件升级包作对比，如果差异点小于设定阈值，则将所在差异点的信息打包成待升级的固件升级包，如果差异点大于或等于设定阈值，则使用最新的固件升级包作为待升级的固件升级包，并在服务器端下发升级指令；S2：计量仪表收到升级指令，根据升级指令连接服务器，下载对应的待升级的固件升级包；S3：计量仪表根据待升级的固件升级包完成固件升级。本发明具备整包升级和差异点升级两种方式，可以有效应对各种升级情况。

Description

智能物联网计量仪表远程固件升级方法及***

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种智能物联网计量仪表远程固件升级方法及***。

背景技术

随着科技进步，物联网计量仪表迅速发展。为了便于维护，及时更改程序问题，物联网计量仪表使用了远程固件升级技术。将完整的代码包下发到计量仪表存储在外部存储模块中，下载完成后再将完整的代码包烧写到计量仪表微处理器中。

由于上述物联网智能计量仪表的固件升级方式有一定的局限性：由于物联网智能计量仪表发展迅速，功能点增多，代码量越来越大，所以需要升级的时间越来越长；且由于计量仪表多使用锂电池供电，电源特性不支持长时间通讯，只能分时段上传，导致更新程序时间跨度长，效率低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种智能物联网计量仪表远程固件升级方法及***，根据差异点的数量进行部分升级或全部升级。

智能物联网计量仪表远程固件升级方法，包括以下步骤：

S1：将最新的固件升级包上传到服务器，服务器将最新的固件升级包与计量仪表内上一次的固件升级包作对比，如果差异点小于设定阈值，则将所在差异点的信息打包成待升级的固件升级包，如果差异点大于或等于设定阈值，则使用最新的固件升级包作为待升级的固件升级包，并在服务器端下发升级指令；

S2：计量仪表收到升级指令，根据升级指令连接服务器，下载对应的待升级的固件升级包；

S3：计量仪表根据待升级的固件升级包完成固件升级。

优选地，所述差异点的信息包括代码的内容、地址、长度。

优选地，所述升级指令包括服务器的地址信息以及连接服务器的时间点信息。

优选地，所述下载对应的待升级的固件升级包包括：

服务器将待升级的固件升级包的长度、待下载的包数据、版本号、校验码信息下发到计量仪表，计量仪表从第一包数据开始依次向服务器请求，验证通过后继续请求下一包数据，否则继续请求本包数据，直到下载完成。

优选地，所述计量仪表根据待升级的固件升级包完成固件升级包括：

计量仪表校验待升级的固件升级包，判断待升级的固件升级包的类型；

如果是使用最新的固件升级包作为待升级的固件升级包，直接将App区代码整片擦除，然后将待升级的固件升级包中的代码读出写入到App区；

如果是所在差异点的信息打包成待升级的固件升级包，将对应的待更新的代码段替换。

优选地，如果升级前和升级后的代码段长度不一致，则需要将App区代码平移对应的长度，再将对应的待更新的代码段替换。

优选地，还包括以下步骤：

S4：固件升级完成后校验是否升级成功，如果失败则重复步骤S1～S3重新进行固件升级。

智能物联网计量仪表远程固件升级***，包括：

服务器，用于存储最新的固件升级包，当有升级需求时，服务器将最新的固件升级包与计量仪表内上一次的固件升级包，如果差异点小于设定阈值，则将所在差异点的信息打包成待升级的固件升级包，如果差异点大于或等于设定阈值，则使用最新的固件升级包作为待升级的固件升级包，并向计量仪表下发升级指令；

计量仪表，用于与服务器进行信息交互，根据升级指令连接服务器，下载对应的待升级的固件升级包，根据待升级的固件升级包完成固件升级；

通讯模块，用于计量仪表与服务器的通讯连接。

优选地，还包括：存储模块，用于存储计量仪表下载的待升级的固件升级包。

优选地，所述根据待升级的固件升级包完成固件升级包括：

计量仪表校验待升级的固件升级包，判断待升级的固件升级包的类型；

如果是使用最新的固件升级包作为待升级的固件升级包，直接将App区代码整片擦除，然后将待升级的固件升级包中的代码读出写入到App区；

如果是所在差异点的信息打包成待升级的固件升级包，需要将对应更新的代码段替换；如果升级前和升级后的代码段长度不一致，则需要将App区代码平移对应的长度，将整段代码衔接起来。

通过使用本发明，可以实现以下效果：

1.将最新的固件升级包与计量仪表内上一次的固件升级包，如果差异点小于设定阈值，则将所在差异点的信息打包成待升级的固件升级包，采用更新部分段落代码的升级方式，可以大大减少升级时间，更加高效的解决问题，可以大大降低升级功耗，优化电池使用寿命，更能满足各种电源方案，可以传输更少的数据，节省通讯成本；如果差异点大于或等于设定阈值，则使用最新的固件升级包作为待升级的固件升级包，具备整包升级和差异点升级两种方式，可以有效应对各种升级情况；

2.启动远程通讯时，计量仪表根据时间点信息连接服务器进行固件升级，实现时间点的错峰，有效减缓服务器压力；

3.在固件升级前和升级后都会进行数据包校验，保证升级前数据包的完整性和升级后的成功。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例的整体流程示意图；

图2是本发明实施例中步骤S1的流程示意图；

图3是本发明实施例中步骤S2的流程示意图；

图4是本发明实施例的整体结构示意图；

图5是本发明实施例中固件升级电源的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本发明的基本思想是服务器将最新的固件升级包与计量仪表内上一次的固件升级包，根据差异点的数量选择整包升级或差异点升级。

如图1所示，本发明实施例提供一种智能物联网计量仪表远程固件升级方法，包括以下步骤：

S1：将最新的固件升级包上传到服务器，服务器将最新的固件升级包与计量仪表内上一次的固件升级包作对比，如果差异点小于设定阈值，则将所在差异点的信息打包成待升级的固件升级包，如果差异点大于或等于设定阈值，则使用最新的固件升级包作为待升级的固件升级包，并在服务器端下发升级指令；

如图2所示，如果发现计量仪表有故障需要启动一次固件升级，或者计量仪表需要功能升级，定时启动或者手动启动远程通讯，在服务器上设置升级指令，在服务器上上传最新的固件升级包。服务器将上次和本次的固件升级包，如果差异点小于设定阈值，把不同的代码的内容、地址、长度打包成待升级的固件升级包。如果差异点大于或等于设定阈值，则使用最新的固件升级包作为待升级的固件升级包。

S2：计量仪表收到升级指令，根据升级指令连接服务器，下载对应的待升级的固件升级包；

在本实施例中，升级指令包括服务器的地址信息以及连接服务器的时间点信息。计量仪表根据升级指令中的服务器的地址信息以及服务器的时间点信息在合适的时间点连接对应的服务器请求升级。正常情况下，固件升级的时间点与计量仪表与服务器数据交互的时间点错开，实现时间点的错峰，有效减缓服务器压力。

如图3所示，当计量仪表连接到服务器时，如果有待升级的固件升级包，则下发升级指令，计量仪表接收服务器下发的升级指令。当计量仪表时间达到连接升级服务器时间点时，自动启动通讯连接到升级服务器。若通讯超时，表端直接断开连接，结束通讯；若通讯未超时，则服务器首先将固件升级包的长度、待下载的包数据、版本号、校验码等信息下发到计量仪表，计量仪表从第一包数据开始依次向服务器请求，验证通过后继续请求下一包数据，否则继续请求本包数据，直到固件升级包下载完成。下载完成后服务器下发结束帧，结束帧中带有计量仪表的内部升级时间。在待下载的包数据的下载的过程中，依次对各数据包进行验证，保证升级前数据包的完整性，提高升级成功的概率。

作为本实施例的优选，在待升级的固件升级包的下载的过程中，数据交互量较大，相应的功耗也较大。由于电源不能长时间给远程通讯供电，为了保证电源不受较大损耗，采用分时段下载的方式，当通讯下载时间超过了一定的时长之后，不论是否下载完成，都强制停止通讯，等待超级电容充电完成后，再次启动通讯继续下载。这样的下载方式可以优化电池使用寿命，更能满足各种电源方案。

S3：计量仪表根据待升级的固件升级包完成固件升级；

计量仪表的固件升级包程序代码分为Boot程序和App(表端)程序，Boot程序的作用是把保存在存储模块的固件升级包搬移和更新到App(表端)程序中；App(表端)程序负责运行表端的计量、阀门控制、通讯等正常功能。

当待升级的固件升级包下载完成后，计量仪表等到内部升级时间点后开始存储运行参数，然后复位进入Boot程序开始固件升级。Boot程序先校验下载好待升级的固件升级包，然后通过待升级的固件升级包判断出是需要整包升级还是只用升级部分段落代码。

如果是使用最新的固件升级包作为待升级的固件升级包，直接将App区代码整片擦除，然后将存储模块中的代码读出写入到App区，从而实现整包升级。

如果是所在差异点的信息打包成待升级的固件升级包，将对应的待更新的代码段替换，如果升级前和升级后的代码段长度不一致，还需要将后面App区代码平移对应的长度，再将对应的待更新的代码段替换，从而实现部分段落代码升级。

S4：固件升级完成后校验是否升级成功，如果失败则重复步骤S1～S3重新进行固件升级。

服务器将最新的固件升级包与计量仪表内已经完成升级的固件升级包，如果不存在差异点，则表示固件升级成功，如果存在差异点，则表示固件升级失败，重复上述步骤S1～S3再次进行固件升级，如果连续三次升级失败，则不再进行固件升级。

结合附图4，本发明实施例提供一种智能物联网计量仪表远程固件升级***，包括：

服务器，用于存储最新的固件升级包，当有升级需求时，服务器将最新的固件升级包与计量仪表内上一次的固件升级包，如果差异点小于设定阈值，则将所在差异点的信息打包成待升级的固件升级包，如果差异点大于或等于设定阈值，则使用最新的固件升级包作为待升级的固件升级包，并向计量仪表下发升级指令。其中，差异点的信息包括代码的内容、地址、长度。升级指令包括服务器的地址信息以及连接服务器的时间点信息。

作为本实施例的优选，服务器分为业务服务器和升级服务器。业务服务器：与计量仪表通过通讯模块保持日常信息交互，实现对表端的远程信息读取和控制。升级服务器：存储最新的固件升级包，当有固件升级需求时，计量仪表通过通讯模块连接到升级服务器下载待升级的固件升级包。使用业务服务器和升级服务器分离的方式，可以有效减小服务器压力。

计量仪表，用于与服务器进行信息交互，根据升级指令连接服务器，下载对应的待升级的固件升级包，根据待升级的固件升级包完成固件升级。

其中，下载对应的待升级的固件升级包的方法为：服务器将待升级的固件升级包的长度、待下载的包数据、版本号、校验码信息下发到计量仪表，计量仪表从第一包数据开始依次向服务器请求，验证通过后继续请求下一包数据，否则继续请求本包数据，直到下载完成。

通讯模块，用于计量仪表与服务器的通讯连接。

作为本实施例的优选，通讯模块采用无线通讯模块。无线通讯模块可采用Zigbee通信方式、WLAN通信方式、4G通信方式、5G通信方式、LORA通信方式等，本发明实施例中并不对无线通讯方式进行限定。

存储模块，用于存储计量仪表下载的待升级的固件升级包。待升级的固件升级包下载后存储在存储模块，下载完成后再将存储模块中下载好的待升级的固件升级包烧录到计量仪表的微处理器中。相比于直接将待升级的固件升级包下载到计量仪表，本实施例采用独立的存储模块，缓解了计量仪表的内部存储压力。

在一实施例中，本***还包括固件升级电源。固件升级电源采用的是锂电池+SPC(超级电容)的方式，由于锂电池电流不足以支持远程通讯，所以使用锂电池给SPC充电，用超级电容SPC给远程通讯供电的方案。如图5所示，固件升级电源包括主电、备电、开关S1、S2、超级电容SPC以及远程通信保险丝。主电的输出端连接主电采样点，备电的输出端连接备电采样点。超级电容SPC的一端连接SPC采样点。

在待下载的固件升级包的下载过程中，数据交互量较大，相应的功耗也较大。由于电源不能长时间给远程通讯供电，为了保证电源不受较大损耗，采用分时段下载的方式，当通讯下载时间超过了一定的时长之后，不论是否下载完成，都强制停止通讯，等待超级电容SPC充电完成后，再次启动通讯继续下载。通过控制开关S1、S2的导通或者断开来实现通讯的启动和停止，通过主电采样点、备电采样点、SPC采样点来实现对主电、备电以及超级电容SPC的采样监测。通过上述下载方式可以优化电池使用寿命，更能满足各种电源方案。

在一实施例中，根据待升级的固件升级包完成固件升级包括：

计量仪表校验待升级的固件升级包，判断待升级的固件升级包的类型；

如果是使用最新的固件升级包作为待升级的固件升级包，直接将App区代码整片擦除，然后将待升级的固件升级包中的代码读出写入到App区；

如果是所在差异点的信息打包成待升级的固件升级包，需要将对应更新的代码段替换；如果升级前和升级后的代码段长度不一致，则需要将App区代码平移对应的长度，将对应的待更新的代码段替换。

鉴于本***中涉及的远程固件升级方法在上述一种智能物联网计量仪表远程固件升级方中已经详细描述，因此在此不再重复描述。

本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.智能物联网计量仪表远程固件升级方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将最新的固件升级包上传到服务器，服务器将最新的固件升级包与计量仪表内上一次的固件升级包作对比，如果差异点小于设定阈值，则将所在差异点的信息打包成待升级的固件升级包，如果差异点大于或等于设定阈值，则使用最新的固件升级包作为待升级的固件升级包，并在服务器端下发升级指令；

S2：计量仪表收到升级指令，根据升级指令连接服务器，下载对应的待升级的固件升级包；

S3：计量仪表根据待升级的固件升级包完成固件升级。

2.根据权利要求1所述的智能物联网计量仪表远程固件升级方法，其特征在于，所述差异点的信息包括代码的内容、地址、长度。

3.根据权利要求1所述的智能物联网计量仪表远程固件升级方法，其特征在于，所述升级指令包括服务器的地址信息以及连接服务器的时间点信息。

4.根据权利要求1所述的智能物联网计量仪表远程固件升级方法，其特征在于，所述下载对应的待升级的固件升级包包括：

服务器将待升级的固件升级包的长度、待下载的包数据、版本号、校验码信息下发到计量仪表，计量仪表从第一包数据开始依次向服务器请求，验证通过后继续请求下一包数据，否则继续请求本包数据，直到下载完成。

5.根据权利要求1所述的智能物联网计量仪表远程固件升级方法，其特征在于，所述计量仪表根据待升级的固件升级包完成固件升级包括：

计量仪表校验待升级的固件升级包，判断待升级的固件升级包的类型；

如果是使用最新的固件升级包作为待升级的固件升级包，直接将App区代码整片擦除，然后将待升级的固件升级包中的代码读出写入到App区；

如果是所在差异点的信息打包成待升级的固件升级包，将对应的待更新的代码段替换。

6.根据权利要求5所述的智能物联网计量仪表远程固件升级方法，其特征在于，如果升级前和升级后的代码段长度不一致，则需要将App区代码平移对应的长度，再将对应的待更新的代码段替换。

7.根据权利要求1～6任一项所述的智能物联网计量仪表远程固件升级方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S4：固件升级完成后校验是否升级成功，如果失败则重复步骤S1～S3重新进行固件升级。

8.智能物联网计量仪表远程固件升级***，其特征在于，包括：

服务器，用于存储最新的固件升级包，当有升级需求时，服务器将最新的固件升级包与计量仪表内上一次的固件升级包作对比，如果差异点小于设定阈值，则将所在差异点的信息打包成待升级的固件升级包，如果差异点大于或等于设定阈值，则使用最新的固件升级包作为待升级的固件升级包，并向计量仪表下发升级指令；

计量仪表，用于与服务器进行信息交互，根据升级指令连接服务器，下载对应的待升级的固件升级包，根据待升级的固件升级包完成固件升级；

通讯模块，用于计量仪表与服务器的通讯连接。

9.根据权利要求8所述的智能物联网计量仪表远程固件升级***，其特征在于，还包括：存储模块，用于存储计量仪表下载的待升级的固件升级包。

10.根据权利要求8所述的智能物联网计量仪表远程固件升级***，其特征在于，所述根据待升级的固件升级包完成固件升级包括：

计量仪表校验待升级的固件升级包，判断待升级的固件升级包的类型；

如果是使用最新的固件升级包作为待升级的固件升级包，直接将App区代码整片擦除，然后将待升级的固件升级包中的代码读出写入到App区；

如果是所在差异点的信息打包成待升级的固件升级包，需要将对应更新的代码段替换；如果升级前和升级后的代码段长度不一致，则需要将App区代码平移对应的长度，将对应的待更新的代码段替换。