CN114237659A - 更新工控机程序的***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种更新工控机程序的***及方法，该***包括程序存储端和工控机读写终端；程序存储端包括第一近场通讯模块及第一数据存储模块；第一数据存储模块用于存储工控机待更新程序，第一近场通讯模块用于将工控机待更新程序发送给与之建立通讯的工控机读写终端；工控机读写终端包括第二近场通讯模块、第二数据存储模块及程序更新模块；第二近场通讯模块用于接收第一近场通讯模块发送的工控机待更新程序并转发给第二数据存储模块，第二数据存储模块用于接收第二近场通讯模块转发的工控机待更新程序并存储；程序更新模块用于根据数据存储模块中工控机待更新程序完成工控机程序的更新。本发明采用近场通讯模式能耗低、数据传输快、传输距离短。

Description

更新工控机程序的***及方法
技术领域
本发明涉及自动化设备和数控加工控制领域，尤其涉及一种更新工控机程序的***及方法。
背景技术
工控机(Industrial Personal Computer—IPC)，是专门为工业控制设计的计算机。用于对生产过程中使用的机器设备、生产流程、数据参数等进行监测与控制。工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作***、控制网络和协议、友好的人机界面。工控机是构成数控***的“大脑”，而数控***是工业母机的“核心”，因此工控机的技术更新和安全可控是重中之重！
在自动化设备和数控加工控制领域，工控机具有驱动各种设备，存储加工程序、控制机加工流程等功能。其中，主控机的驱动程序以及存储的产品加工程序需要不断的更新拓展。当前对于工控机驱动程序或加工程序更新的方法有：通过程序下载线进行数据传输；或通过U盘导入数据至工控机；又或通过以太网传输。但对于一些军工企业和涉密加工单位，加工军需或涉密产品，保密等级很高，对电子产品、网络等管控严格，工控机的加工程序以及驱动程序不易通过网络、U盘等形式更新。当前仍是采用接口连接或在线编程方式，对每台工控机进行驱动或加工程序的更新，操作过程复杂，消耗人力物力，且操作人员涉密，不具有高保密性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种更新工控机程序的***及方法，旨在用于解决在高保密性下对工控机程序进行更新的问题，保证数据的传输安全稳定。
本发明是这样实现的：
一方面，本发明提供一种更新工控机程序的***，包括程序存储端和工控机读写终端；
所述程序存储端包括第一近场通讯模块以及第一数据存储模块；所述第一数据存储模块用于存储工控机待更新程序，所述第一近场通讯模块用于将工控机待更新程序发送给与之建立通讯的工控机读写终端；
所述工控机读写终端包括第二近场通讯模块、第二数据存储模块以及程序更新模块；所述第二近场通讯模块用于接收第一近场通讯模块发送的工控机待更新程序并转发给第二数据存储模块，所述第二数据存储模块用于接收第二近场通讯模块转发的工控机待更新程序并存储；所述程序更新模块用于根据数据存储模块中工控机待更新程序完成工控机驱动程序或加工程序的更新。
进一步地，所述程序存储端还包括密钥模块，用于对数据进行分析解调，保证近场通信控制芯片之间的数据通信和校验，并区分数据命令是读取数据还是写入数据。
进一步地，所述工控机读写终端还包括滤波解调模块，用于对数据进行滤波解调，消除数据交互时的数据错误问题。
进一步地，所述第一近场通讯模块集成NFC芯片，不主动生产射频场，而感应发起设备的射频场。
进一步地，所述程序存储端为程序存储卡。
进一步地，所述第一近场通讯模块集成NFC芯片及天线，主动产生射频场，与其他射频场建立点对点模式的数据交换。
进一步地，所述程序存储端为手机。
进一步地，所述第二近场通讯模块集成NFC芯片及天线，主动产生射频场，与其他射频场建立点对点模式的数据交换。
进一步地，所述工控机读写终端还包括主控芯片，用于协调处理各功能模块，判断第二存储芯片是否存有数据，有则驱动程序更新模块，并完成数据读取。
另一方面，本发明还提供一种更新工控机程序的方法，基于上述任一所述的更新工控机程序的的***，该方法包括以下步骤：
S1、第一近场通讯模块与第二近场通讯模块建立配对连接。
S2、第二近场通讯模块通过射频场发送读数据命令，第一近场通讯模块接收到数据命令，并以基带数据形式传送给密钥模块；
S3、密钥模块对数据进行分析解调，确认无误后执行读数据命令；
S4、第一数据存储模块将待更新程序数据传输至第一近场通讯模块，由第一近场通讯模块将数据发送至第二近场通讯模块；
S5、第二近场通讯模块接收到返回数据后，发送至滤波解调模块，对数据进行滤波解调，将滤波解调后的数据写入第二数据存储模块并保存；
S6、主控芯片判断第二数据存储模块有数据时，对数据读取并驱动程序更新模块完成工控机驱动程序或加工程序的更新，更新完成后清除第二数据存储模块的数据，等待下一次程序更新。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的这种更新工控机程序的***及方法，***包括程序存储端以及工控机读写终端，通过程序存储端以及工控机读写终端的近场通讯模块，建立近场无线传输的数据通道，程序存储端存储的待更新程序通过近场通讯传输被工控机读写终端读取到，再由工控机完成驱动程序的更新或加工程序的载入。本发明的优点在于，采用近场通讯模式能耗低、数据传输快、传输距离短；数据传输经过密钥校准，可广泛运用于涉密加工的工控机程序更新，采用非接触传输，操作简单，安全稳定。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的程序存储端的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的工控机读写终端的结构示意图；
图3为本发明实施例1提供的一种更新工控机程序的方法的流程图；
图4为本发明实施例2提供一种更新工控机程序的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1和图2所示，本发明实施例1提供一种更新工控机程序的***，包括程序存储端1和工控机读写终端2，本实施例中所述程序存储端1为程序存储卡，所述工控机读写终端2即为数控***的工业主机。所述程序存储端1包括第一近场通讯模块11以及第一数据存储模块12；所述第一数据存储模块12集成第一存储芯片，用于存储工控机待更新程序，所述第一近场通讯模块11集成NFC技术，整合非接触式射频识别及互连互通技术，用于将工控机待更新程序发送给与之建立通讯的工控机读写终端2；所述工控机读写终端2包括第二近场通讯模块21、第二数据存储模块23以及程序更新模块25；所述第二近场通讯模块21集成NFC技术，整合非接触式射频识别及互连互通技术，用于接收第一近场通讯模块11发送的工控机待更新程序并转发给第二数据存储模块23，所述第二数据存储模块23集成第二数据存储芯片，用于接收第二近场通讯模块21转发的工控机待更新程序并通过I2C协议将接收的数据写入第二数据存储芯片；所述程序更新模块25用于读取第二数据存储芯片中工控机待更新程序，并完成工控机驱动程序或加工程序的更新。
所述程序存储端1与工控机读写终端2，两者之间是以交流磁场方式相互耦合，并以ASK方式或FSK方式进行载波调制，传输数字信号。工控机读写终端2产生无线射频磁场来初始化(调制方案、编码、传输速度与RF接口的帧格式)；程序存储端1则响应所发出的命令，并选择由工控机读写终端2所发出的或是自行产生的无线射频磁场进行通信。
作为优选地，所述程序存储端1还包括密钥模块13，用于对数据进行分析解调，保证近场通信控制芯片之间的数据通信和校验，并区分数据命令是读取数据还是写入数据。近场通讯模式建立后，第一数据存储模块12根据密钥指令完成读与写的功能，具体地，所述第一数据存储模块12通过I2C协议接收密钥模块13传回指令，向第一近场通讯模块11发送第一数据存储芯片内部存储的程序，或接收第一近场通讯模块11回传的数据并写入第一数据存储芯片。
所述工控机读写终端2，即为数控***的工业主机。作为优选地，所述工控机读写终端2还包括滤波解调模块22，集成高频滤波芯片，用于对数据进行滤波解调，消除数据交互时的数据错误问题。进一步优选地，所述工控机读写终端2还包括主控芯片24，用于协调处理工控机读写终端2的各功能模块，判断第二数据存储芯片是否存有数据，有则通过I2C协议读取数据并驱动程序更新模块25进行工控机程序的更新后，通过I2C协议读取数据后清空存储芯片，程序更新模块25通过SPI协议接收主控芯片24指令，完成工控机驱动程序或加工程序的更新。所述第二近场通讯模块21采用主动模式，集成NFC芯片及天线，主动产生射频场，去识别读/写其他的NFC设备，与其他射频场建立点对点模式的数据交换。有多种传输速度可以选择，可以选择106kbps、212kbps或424kbps其中一种传输速度，将数据发送至程序存储端1，并接收其返回数据，完成数据交互。本实施例的工控机读写终端2的第二近场通讯模块21经过滤波解调模块22后与第二数据存储模块23连接，通过I2C协议进行数据传递，工控机读写终端2的主控芯片24周期读取第二存储芯片数据，若检测到第二存储芯片有数据时，主控芯片24读取数据后，启动程序更新功能，更新成功后清空第二存储芯片；若第二存储芯片无数据，则不执行。
本实施例中，所述第一近场通讯模块11采用被动模式(卡模式)，集成NFC芯片，不主动生产射频场，而感应发起设备的射频场，贴近工控机读写终端2以交流磁场方式相互耦合，因此可节省供电模块。采用负载调制技术，以相同传输速度接收数据并传回应答数据至发起设备，完成数据读写。本实施例中，程序存储端1NFC处于被动模式，只能在其他设备发出的射频场中被动响应，靠着贴近工控机读写终端2的NFC区域，建立近场无线传输的数据通道，被读/写信息。程序存储卡内部设计第一存储芯片与NFC芯片连接，用于存储工控机待更新程序，通过I2C协议实现模块间数据传输。程序存储卡包括NFC、校验、存储功能，可设计成例如公交卡、银行卡这一类的电子卡，便于携带。实际运用时，只需要将该卡片，贴近工控机读写终端2的NFC区域接触连接，确定密钥无误后，即可完成工控机的程序更新迭代功能。本实施例中程序存储端1为程序存储卡，在其他实施例中也可以设置为其他被动接受射频场的结构形式。
该实施例中，将工控机待更新程序导入程序存储卡包括接口传输与无线传输两种方式。一方面，作为一种可实现方式，通过在第一数据存储模块12预留接口，通过外接USB方式与PC机交互，将待更新程序导入第一存储芯片。另一方面，作为一种可实现方式，将程序存储卡和主动模式下NFC终端建立近场通讯连接，NFC终端通过发送写数据的命令，将工控机待更新程序写入程序存储卡的第一存储芯片内部。
本实施例提供的这种更新工控机程序的***，包括程序存储端1以及工控机读写终端2，两者之间是以交流磁场方式相互耦合，通过载波调制传输数字信号。所述工控机读写终端2产生近场通讯射频场，程序存储端1靠近射频区域，跟其建立通讯连接，程序存储端1经过密钥校验后，将待更新程序通过射频通道传输至工控机存储模块，再由工控机主控芯片24完成对驱动程序或加工程序的更新。采用近场通讯模式能耗低、数据传输快、传输距离短；数据传输经过密钥校准，可广泛运用于涉密加工的工控机程序更新，采用非接触传输，操作简单，安全稳定。
如图3所示，基于该实施例的更新工控机程序的的***，本发明实施例还提供一种更新工控机程序的方法，包括以下步骤：
S301、工控机第二近场通讯模块21启动主动模式，在整个通信过程中提供射频场,程序存储卡第一近场通讯模块11启动被动模式，通过贴近工控机射频区域，与第二近场通讯模块21建立配对连接；
S302、第二近场通讯模块21通过射频场发送读数据命令，第一近场通讯模块11接收到数据命令，并以基带数据形式传送给密钥模块13；
S303、密钥模块13对数据进行分析解调，确认无误后执行读数据命令通过I2C协议驱动数据存储模块；
S304、第一数据存储模块12将待更新程序数据传输至第一近场通讯模块11，由第一近场通讯模块11将数据加载到射频信号通过负载调制技术将数据发送至第二近场通讯模块21；
S305、第二近场通讯模块21接收到返回数据后，发送至滤波解调模块22，对数据进行滤波解调，将滤波解调后的数据通过I2C协议写入第二数据存储模块23并保存；
S306、主控芯片24判断第二数据存储模块23有数据时，对数据读取并驱动程序更新模块25完成工控机驱动程序或加工程序的更新，更新完成后清除第二数据存储模块23的数据，等待下一次程序更新。
实施例2
本发明实施例2还提供一种更新工控机程序的***，其与本发明实施例1的区别在于所述程序存储端1为带近场通讯(NFC)功能的手机，第一近场通讯模块11即为手机NFC模块及天线，即程序存储端1的第一近场通讯模块11采用主动模式(读卡器)，集成NFC芯片及天线，主动产生射频场，与其他射频场建立点对点模式的数据交换。密钥模块13及第一数据存储模块12的功能由主控芯片完成。用手机作为程序存储端1，实现对工控机程序的更新，可拓展用于非涉密加工场景。手机NFC模块开启主动模式，产生射频场，与其他射频场建立点对点模式的数据交换。当然，在其他实施例中，程序存储端1也可以采用其他主动产生射频场的设备，例如iPad等。
该具体实施例中，将工控机待更新程序导入手机，可采用手机通过USB接口与PC机连接，将工控机待更新程序存储在手机应用中。激活手机NFC功能后，与工控机读写终端2的NFC建立近场通讯连接，完成数据交互。
如图4所示，基于该具体实施例下的更新工控机程序的的***，本发明实施例还提供一种更新工控机程序的方法，包括以下步骤：
S401、工控机第二近场通讯模块21启动主动模式，在整个通信过程中提供射频场，手机NFC模块启动被动模式，产生射频场，与第二近场通讯模块21建立点对点通讯连接；
S402、第二近场通讯模块21通过射频场发送读数据命令，手机NFC模块接收到数据命令，并以基带数据形式传送给主控芯片；
S403、主控芯片将待更新程序传输至手机NFC模块，再由手机NFC模块将数据加载到射频信号发送至第二近场通讯模块21；
S404、第二近场通讯模块21接收到返回数据后，发送至滤波解调模块22，对数据进行滤波解调，将滤波解调后的数据通过I2C协议写入第二数据存储模块23并保存；
S405、主控芯片24判断第二数据存储模块23有数据时，对数据读取并驱动程序更新模块25完成工控机驱动程序或加工程序的更新，更新完成后清除第二数据存储模块23的数据，等待下一次程序更新。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种更新工控机程序的***，其特征在于：包括程序存储端和工控机读写终端；
所述程序存储端包括第一近场通讯模块以及第一数据存储模块；所述第一数据存储模块用于存储工控机待更新程序，所述第一近场通讯模块用于将工控机待更新程序发送给与之建立通讯的工控机读写终端；
所述工控机读写终端包括第二近场通讯模块、第二数据存储模块以及程序更新模块；所述第二近场通讯模块用于接收第一近场通讯模块发送的工控机待更新程序并转发给第二数据存储模块，所述第二数据存储模块用于接收第二近场通讯模块转发的工控机待更新程序并存储；所述程序更新模块用于根据数据存储模块中工控机待更新程序完成工控机驱动程序或加工程序的更新。
2.如权利要求1所述的更新工控机程序的***，其特征在于：所述程序存储端还包括密钥模块，用于对数据进行分析解调，保证近场通信控制芯片之间的数据通信和校验，并区分数据命令是读取数据还是写入数据。
3.如权利要求1所述的更新工控机程序的***，其特征在于：所述工控机读写终端还包括滤波解调模块，用于对数据进行滤波解调，消除数据交互时的数据错误问题。
4.如权利要求1所述的更新工控机程序的***，其特征在于：所述第一近场通讯模块集成NFC芯片，不主动生产射频场，而感应发起设备的射频场。
5.如权利要求4所述的更新工控机程序的***，其特征在于：所述程序存储端为程序存储卡。
6.如权利要求1所述的更新工控机程序的***，其特征在于：所述第一近场通讯模块集成NFC芯片及天线，主动产生射频场，与其他射频场建立点对点模式的数据交换。
7.如权利要求6所述的更新工控机程序的***，其特征在于：所述程序存储端为手机。
8.如权利要求1所述的更新工控机程序的***，其特征在于：所述第二近场通讯模块集成NFC芯片及天线，主动产生射频场，与其他射频场建立点对点模式的数据交换。
9.如权利要求1所述的更新工控机程序的***，其特征在于：所述工控机读写终端还包括主控芯片，用于协调处理各功能模块，判断第二存储芯片是否存有数据，有则驱动程序更新模块，并完成数据读取。
10.一种更新工控机程序的方法，基于权利要求1-9任一所述的更新工控机程序的的***，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、第一近场通讯模块与第二近场通讯模块建立配对连接。
S2、第二近场通讯模块通过射频场发送读数据命令，第一近场通讯模块接收到数据命令，并以基带数据形式传送给密钥模块；
S3、密钥模块对数据进行分析解调，确认无误后执行读数据命令；
S4、第一数据存储模块将待更新程序数据传输至第一近场通讯模块，由第一近场通讯模块将数据发送至第二近场通讯模块；
S5、第二近场通讯模块接收到返回数据后，发送至滤波解调模块，对数据进行滤波解调，将滤波解调后的数据写入第二数据存储模块并保存；
S6、主控芯片判断第二数据存储模块有数据时，对数据读取并驱动程序更新模块完成工控机驱动程序或加工程序的更新，更新完成后清除第二数据存储模块的数据，等待下一次程序更新。
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