CN112261089B - 一种水下滑翔机远程程序升级的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水下机器人电控***领域，具体说是一种水下滑翔机远程程序升级的方法及设备。本发明包括以下步骤：1)接收更新指令：水下滑翔机收到通过无线传输的更新程序指令；2)应用程序流程：设置接收应用程序位置，启动接收程序写入相应的Flash；接收完成后进行数据校验；检验数据无误后，修改当前应用程序位置标志位，写入Flash保留区后***进行重启；否则，返回启动接收程序写入相应的Flash的步骤；3)引导程序流程：设备重启后，引导程序通过查询Flash保留区，设置应用程序首地址并跳转相应的应用程序，实现程序升级。本发明的优点在于，主要升级程序在用户程序中，而跳转程序只负责跳转，大大减少了跳转程程序的负担，有效的提高了可靠性。

Description

一种水下滑翔机远程程序升级的方法及设备
技术领域
本发明属于水下机器人电控***领域，具体说是一种水下滑翔机远程程序升级的方法及设备。
背景技术
水下滑翔机是一种新型的无人水下机器人，是现代海洋环境观测和资源探测的重要工具，水下滑翔机具有续航能力长，功耗低，制造成本和维护成本低等特点，比较适合大量投放海洋进行观测的场景，因此水下滑翔机可以脱离母船实现长时间、大规模的海洋环境观测和资源探测。水下滑翔机一次布防可以连续在海洋工作几个月时间，甚至达到一年以上，在这过程中，水下滑翔机在海洋中对海洋数据进行持续的采集，并将数据存储到滑翔机中，通过卫星通信进行数据的传输以及指令的下发。
现有的水下滑翔机在一次长时间海洋的观测任务时，有时候需要对滑翔机***的应用软件进行升级，当远程程序传输过程中，容易发生意外导致原程序丢失或被无效数据替换，从而无法启动，且远程升级时由于单一存储替换的安全性不高，有漏洞时无法及时修复，可靠性不足。
发明内容
本发明目的是提供一种保证***有漏洞时的及时修复，提高***的可靠性统，增加***的新功能，提高***的实用性，以克服上述远程的升级的缺陷。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种水下滑翔机远程程序升级的方法，包括以下步骤：
1)接收更新指令：水下滑翔机收到通过无线传输的更新程序指令；
2)应用程序流程：设置接收应用程序位置，启动接收程序写入相应的Flash；确认更新的应用程序接收完成，并进行数据校验；
检验数据无误后，修改当前应用程序位置标志位，写入Flash保留区后***进行重启；
否则，返回启动接收程序写入相应的Flash的步骤；
3)引导程序流程：设备重启后，引导程序通过查询Flash保留区，设置应用程序首地址，根据设置的应用程序首地址跳转相应的应用程序，实现程序升级。
所述设置接收应用程序位置，具体为：
查询当前应用程序位置是否为0；若应用程序位置是为0，则设置接收程序位置为1为下载缓冲区；否则，设置接收程序位置为0为下载缓冲区。
所述引导程序通过查询Flash保留区，设置应用程序首地址，具体为：
引导程序查询Flash保留区，判定当前应用程序标志位置是否为0；若当前应用程序标志位置为0，设置跳转地址为应用程序0首地址；否则，设置跳转地址为应用程序1首地址；
所述修改当前应用程序标志位，具体为：
若当前应用程序是0，则修改为应用程序1，反之，修改为应用程序0。
程序升级后，根据跳转状态，***判断应用程序运行或***重启，具体为：
引导程序跳转应用程序，若跳转成功，则***运行更新的应用程序程序；若跳转超时，则修改当前应用程序标志位，并写入Flash保留区后重启。
一种水下滑翔机远程程序升级设备，包括：
应用程序流程模块：收到通过无线传输的更新程序指令后，设置接收应用程序位置，启动接收程序写入相应的Flash；确认更新的应用程序接收完成，并进行数据校验；检验数据无误后，修改当前应用程序位置标志位，写入Flash保留区后***进行重启；否则，返回启动接收程序写入相应的Flash的步骤；
引导程序流程模块：当设备重启后，引导程序通过查询Flash保留区，设置应用程序首地址，根据设置的应用程序首地址跳转相应的应用程序，实现程序升级。
包括Flash，所述Flash设有：
Flash保留区，用于存储应用程序位置标志位；
两个缓冲存储区，交替作为缓冲区，分别用于存储当前应用程序和更新的应用程序，
引导程序存储区，用于存储引导程序。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的方法的步骤。
当程序被处理器执行时，实现所述的方法的步骤。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明由于通信卫星作为通信、程序升级的载体，使得***可以不受距离的限制，可以在全球任何一个位置进行***的通信与升级，而且通信卫星可以采用铱星、北斗短报文、天通一号等方式，传输过程中增加了相应的校验，提高由于传输误码导致的程序升级问题。
2.本发明主要升级程序在用户程序中，而跳转程序只负责跳转，这样大大减少了跳转程程序的负担，有效的提高了可靠性。
3.本发明由于设计两个程序存储区，使***在远程升级时的安全性有所提高，有效防止了当远程程序传输过程中，发生意外导致原程序丢失而无法启动的问题。
附图说明
图1本发明的***硬件框图；
图2本发明程序存储的具体方式；
图3本发明的用户程序流程图；
图4本发明的引导程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，为本发明的***硬件框图，其中岸基控制计算机5和卫星通信模块6组成了岸基监控***1，而在海上的水下滑翔机4中的主控制板9的单片机(MCU)7作为滑翔机的大脑通过卫星通信模块3依靠卫星***2实现了岸基监控***1与水上滑翔机4的通信，岸基监控***1可以实时控制海洋上的水下滑翔机4，实现任务指令的下发和科学数据的回传等。主控制板9上的单片机(MCU)7作为水下滑翔机的控制核心负责水下滑翔机的各种工作模式，而水下滑翔机的应用程序存储在单片机(MCU)7的内部闪存(Flash)8。当单片机(MCU)7启动时通过内部闪存(Flash)8的引导程序跳转应用程序实现单片机(MCU)7的运行。
基于水下滑翔机在海上工作时候的场景，岸基监控***通过卫星通信实现水下滑翔机的远程程序升级，卫星通信不限于一种，可以是多种，可以是铱星、北斗短报文、天通一号。
如图2所示，本发明中的水下滑翔机的主控板上的单片机(MCU)内部的闪存(Flash)，此Flash具有1MB的存储空间，被划分为4个部分，Flash设有：
Flash保留区，用于存储应用程序位置标志位；
两个缓冲存储区，交替作为缓冲区，分别用于存储当前应用程序和更新的应用程序，
引导程序存储区，用于存储引导程序。
第一部分为引导程序5占用空间为64KB，这部分主要存储单片机(MCU)的引导程序，单片机(MCU)上电后首先执行引导程序，引导程序负责跳转应用程序。第二部分是应用程序0部分，占用476KB，这部分存储应用程序的初始版本，单片机(MCU)上电后首先启动引导程序5，引导程序首先跳转应用程序0(6)，实现水下滑翔机的各种功能。第三部分应用程序1(3)，占用476KB，此部分作为水下滑翔机更新应用程序的缓冲存储区，第四部分是保留部分，占用8KB，此部分可以存储当前用户程序位置标志位等信息。此部分内部的闪存(Flash)的地址空间为0x8000000至0x8100000(4)。
如图3～4所示，本发明远程升级的方法由两部分组成，用户程序流程与引导程序流程。用户程序流程，首次当程序运行时，如果在海上工作的水下滑翔机在通信状态下收到更新程序请求，控制***将查询当前的用户程序是否为0，如果为0说明应用程序1部分为下载缓冲区，如果不为0则说明应用程序0部分为下载缓冲区，然后启动接收程序并写入相应缓冲区的Flash，当接收完成时，***将校验传输数据是否无误，如果有误，则返回重新接收数据并写入相应缓冲区Flash，如果校验无误则修改当前用户程序的标志位，并写入Flash的保留区，然后重启。校验方式采用CRC8的校验方式，可根据情况选取不同的校验方式。
用户程序流程部分特征在于：采用两部分作为应用程序的存储空间，当一个为当前应用程序，另一个就作为程序缓冲接收区，两个应用程序区交替作为缓冲区，在传输的完成进行校验。
引导程序流程，当单片机(MCU)上电后启动引导程，引导程序启动后首先查询Flash保留区，如果当前用户程序标志位为0，则把跳转地址设置为程序0的首地址，如果当前用户程序标志位不为0，则把跳转地址设置为程序1的首地址，然后引导程序跳转相应的用户程序，如果跳转成功，则***顺利运行起来，如果跳转超时，则修改当前用户程序标志位(如果当前是0则修改为1，如果当前是1则修改为0)并写入Flash保留区，然后重启。
引导程序流程只负责调转用户程序，减轻引导程序负担，当调转刚升级的程序失败时，可以后滚到之前的程序，以有效防止当远程程序传输过程中，发生意外导致原程序丢失而无法启动的问题。

Claims (4)

1.一种水下滑翔机远程程序升级的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）接收更新指令：水下滑翔机收到通过无线传输的更新程序指令；
2） 应用程序流程：设置接收应用程序位置，启动接收程序写入相应的Flash；确认更新的应用程序接收完成，并进行数据校验；
所述设置接收应用程序位置，具体为：
查询当前应用程序位置是否为0；若应用程序位置是为0，则设置接收程序位置为1为下载缓冲区；否则，设置接收程序位置为0为下载缓冲区；
检验数据无误后，修改当前应用程序位置标志位，写入Flash保留区后***进行重启；
否则，返回启动接收程序写入相应的Flash的步骤；
所述修改当前应用程序标志位，具体为：
若当前应用程序是0，则修改为应用程序1，反之，修改为应用程序0；
3）引导程序流程：设备重启后，引导程序通过查询Flash保留区，设置应用程序首地址，根据设置的应用程序首地址跳转相应的应用程序，实现程序升级；
所述引导程序通过查询Flash保留区，设置应用程序首地址，具体为：
引导程序查询Flash保留区，判定当前应用程序标志位置是否为0；若当前应用程序标志位置为0，设置跳转地址为应用程序0首地址；否则，设置跳转地址为应用程序1首地址；
程序升级后，根据跳转状态，***判断应用程序运行或***重启，具体为：引导程序跳转应用程序，若跳转成功，则***运行更新的应用程序程序；若跳转超时，则修改当前应用程序标志位，并写入Flash保留区后重启。
2.一种水下滑翔机远程程序升级设备，其特征在于，包括：
应用程序流程模块：收到通过无线传输的更新程序指令后，设置接收应用程序位置，启动接收程序写入相应的Flash；确认更新的应用程序接收完成，并进行数据校验；检验数据无误后，修改当前应用程序位置标志位，写入Flash保留区后***进行重启；否则，返回启动接收程序写入相应的Flash的步骤；
设置接收应用程序位置，具体为：
查询当前应用程序位置是否为0；若应用程序位置是为0，则设置接收程序位置为1为下载缓冲区；否则，设置接收程序位置为0为下载缓冲区；
检验数据无误后，修改当前应用程序位置标志位，写入Flash保留区后***进行重启；否则，返回启动接收程序写入相应的Flash的步骤；
修改当前应用程序标志位，具体为：
若当前应用程序是0，则修改为应用程序1，反之，修改为应用程序0；
引导程序流程模块：当设备重启后，引导程序通过查询Flash保留区，设置应用程序首地址，根据设置的应用程序首地址跳转相应的应用程序，实现程序升级；
引导程序通过查询Flash保留区，设置应用程序首地址，具体为：
引导程序查询Flash保留区，判定当前应用程序标志位置是否为0；若当前应用程序标志位置为0，设置跳转地址为应用程序0首地址；否则，设置跳转地址为应用程序1首地址；
程序升级后，根据跳转状态，***判断应用程序运行或***重启，具体为：引导程序跳转应用程序，若跳转成功，则***运行更新的应用程序程序；若跳转超时，则修改当前应用程序标志位，并写入Flash保留区后重启；
所述Flash设有：
Flash保留区，用于存储应用程序位置标志位；
两个缓冲存储区，交替作为缓冲区，分别用于存储当前应用程序和更新的应用程序，
引导程序存储区，用于存储引导程序。
3.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1中所述的方法的步骤。
4.一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器存有程序，其特征在于，当程序被处理器执行时，实现权利要求1中所述的方法的步骤。
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