CN101951410A - 一种嵌入式终端自动远程升级的实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种嵌入式终端自动远程升级的实现方法，其特征在于，远程升级任务在终端启动FTP下载过程后，首先创建一个TCP套接字来建立和远方主站PC机上FTP服务器软件的命令传输TCP的连接，同时根据命令传输的需要，创建另外一个TCP套接字来建立和远方主站PC机上FTP服务器软件数据传输TCP的连接。在整个远程自动升级过程中的命令发送、接收，以及文件数据的发送和接收都由任务创建的这两个TCP连接来完成。本发明的方法，解决了终端中不具备FTP协议栈时无法使用FTP协议进行远程升级的问题。

Description

一种嵌入式终端自动远程升级的实现方法
技术领域
本发明涉及一种嵌入式终端自动远程升级的实现方法，属于电力信息采集系统及通信技术领域。
背景技术
在电力用户用电信息采集系统中，用电信息采集终端作为一个重要的现场信息采集设备，一般分散安装在户外偏远的地方，并且数量较多，现场维护相对困难，因此用电信息采集终端必须具备软件的远程升级能力。而国内目前终端设备的生产厂家众多，各家终端的远程升级功能大多使用自定义通信协议，并自行提供主站端的远程升级软件，导致各个终端厂家的远程升级方法不统一，不利于主站实施对不同厂家终端的远程维护。随着智能电网的建设，迫切要求用电信息采集终端的远程升级能够规范化和标准化，使用一种可通用的升级方式。
FTP协议作为一种国际标准的文件传输协议普遍应用于通信技术领域。但常见的终端使用FTP方式的远程下载是直接使用FTP协议栈，通过shell终端控制来实现文件的传输。这种实现方法通常需要人为控制，并且要求嵌入式终端带有FTP协议栈，这对整个终端的硬件系统配置要求必然较高，不适用于所有要求实现FTP远程升级的终端设备，因此需要一种能够脱离FTP协议栈来完成FTP客户端功能的实现方法。
发明内容
本发明的发明目的是：
1、在嵌入式系统不具有FTP协议栈的情况下，通过C语言编程实现FTP协议所要求的文件传输功能；
2、实现终端软件的FTP远程自动升级，同时能够自动断点续传；
为了实现上述目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的：
一种嵌入式终端自动远程升级的实现方法，其特征在于，包括下列步骤：
（1）根据远方主站的消息启动终端的自动远程升级过程，在远程升级任务中创建一个普通TCP套接字来模拟使用FTP协议进行远程升级的客户端；使用消息中的服务器地址和端口建立与远方FTP服务器之间进行控制命令传输的TCP连接，同时使用消息中的用户名和密码远程登录主站的FTP服务器；
（2）登陆远程FTP服务器成功后，设置FTP的传输模式为二进制传输模式，改变服务器的工作目录到升级文件所在的目录，并读取文件列表，从列表中获取需要升级文件的大小及修改日期；
（3）检查当前升级的文件是否需要断点续传，若需要断点续传，则读取文件断点信息，并请求FTP服务器从文件断点的位置开始续传，若文件不需要断点续传，则请求FTP服务器从文件的开头处进行传输；
（4）需要传输文件数据时，创建另外一个普通TCP套接字和远程FTP服务器建立数据通道的TCP连接，从而进行文件数据的传输；
（5）待文件数据传输完成后检查文件的大小是否正确，若文件大小正确则进行文件的更新升级；若文件大小不正确，则删除接收的临时文件，自动重新启动下一次传输，最多启动三次重新下载过程。
前述的嵌入式终端自动远程升级的实现方法，其特征在于：在所述步骤（4）中，建立TCP连接的过程使用非阻塞方式，为了防止采用非阻塞方式时不能一次性连接成功，采用了在一定时间段内多次尝试连接的处理方法，确保连接能成功建立。
前述的嵌入式终端自动远程升级的实现方法，其特征在于：在所述步骤（3）中，判断是否需要断点续传的方法为：保存升级文件的一些必要信息到一个临时信息文件tempinfo.tmp，保存升级文件的二进制数据到一个临时数据文件tempdata.tmp，启动文件升级时，首先从远方FTP服务器获取升级文件的必要信息，然后终端检查本地是否存在tempinfo.tmp和tempdata.tmp两个文件，如果上一次远程升级过程因为某种原因中断，则会留下升级过程中创建的临时文件，用于下一次断点续传；否则tempinfo.tmp和tempdata.tmp不存在，说明上次远程文件升级是一次成功的升级过程，在结束升级后这两个文件都已经删除。
本发明所达到的有益效果：采用本发明的方法，解决了终端中不具备FTP协议栈时无法使用FTP协议进行远程升级的问题。同时本方法对整个文件远程升级过程采用远方启动、自动控制的方式，远程主站只需要下发一个带有相关信息的启动消息即可由终端自动完成整个文件的下载和升级过程，简化了文件远程升级的操作流程，便于主站对大量终端进行远程维护。另外，本发明的方法还能够自动识别文件的下载过程是否属于断点续传，从而实现文件的自动断点续传功能。同时，终端只需要接收一次启动消息，即可以在下载失败时自动重新启动下一次远程下载过程，最多重试三次来确保升级文件能够成功下载。
附图说明  
图1是说明采用本发明的使用示意图；
图2是说明用程序实现本发明的一种嵌入式终端自动远程升级的实现方法的流程图。
具体实施方式
实施例 下面是本发明的一个优选实施例，包括了采用本发明方法的一个具体的用电信息采集终端低压集中抄表终端。本发明的特征、目的和优点也可以从实施例的说明和附图中看出。
从附图2中可以看到，用电信息采集终端的远程升级任务在正常运行情况下处于等待接收主站远程升级启动消息的过程中①，启动消息中包含如下内容：远程服务器地址、端口、用于登录远程服务器的用户名和口令、升级文件的文件名和在远程服务器上的存放路径。
若比较器②（是否收到文件远方下载启动消息？）的结果是肯定的，终端接收到主站下发的文件远程升级启动消息，则立刻创建一个TCP客户端套接字，使用启动消息中的FTP服务器地址和端口与远方主站FTP服务器软件之间建立命令传输通道的TCP连接。在本实施例中建立TCP连接的过程使用非阻塞方式，但为了防止采用非阻塞方式时不能一次性连接成功，采用了在一定时间段内多次尝试连接的处理方法，确保连接能成功建立。待控制命令的TCP连接建立后，终端的远程升级任务即可以使用该TCP连接向远程FTP服务器软件发送各种控制命令，控制命令的发送采用字符串的方式，各种不同的控制命令在FTP协议中都有详细的定义。
首先终端使用启动消息中的用户名和口令向FTP服务器发送远程登录命令③，然后等待接收TCP命令通道传回的远程FTP服务器软件的响应信息，根据响应信息判断是否已经成功登录远程FTP服务器。具体等待响应信息的超时时间在本实施例中设定为60秒，在该等待过程中每隔100毫秒尝试接收一次响应信息，后面对所有命令响应信息的接收都使用该处理方式，实验证明该处理方式可以确保TCP通道正常的情况下终端能够正确接收到服务器端的响应信息。
若比较器④（登陆服务器成功？）的结果是否定的，终端不能正常登陆FTP服务器，则认为终端与远程FTP服务器之间的物理链路未准备好，或远方主站提供的用户名和口令不正确，退出本次远程升级过程，进入等待接收启动消息的状态。若比较器④的结果是肯定的，则需要按照FTP协议的要求设置文件的传输模式本实施例中把文件的传输方式设置为“二进制文件传输方式”，等待FTP服务器软件的响应信息，判断设置文件传输方式的命令是否成功。
若比较器⑤（设置文件传输模式是否成功？）的结果是否定的，说明FTP服务器不能支持二进制文件传输方式，则远程升级任务退出本次远程升级操作。若比较器⑤的结果是肯定的，则终端执行获取升级文件信息的操作。具体的方法是终端首先通过TCP命令通道发送命令改变FTP服务器的路径到升级文件所在的目录，判断响应信息确定命令发送成功后，再发送读取当前升级文件信息的命令。若此时远方FTP服务器能够正确回复“打开连接”的响应信息，则终端的FTP客户端根据命令响应信息中提供的特定端口与FTP服务器之间建立TCP数据通道来准备接收数据。同时从TCP数据通道读取FTP服务器发送的文件信息数据，在读取TCP数据通道内容的过程中本实施例也采用了延时等待循环接收的处理方法，并随时检查TCP命令通道的响应信息。当接收到TCP命令通道的“结束数据传输”或“文件行为完成”响应信息时，TCP数据通道结束本次数据接收，关闭TCP数据连接，对TCP数据通道接收的文件信息进行正确性判断，决定下一步的处理。
若比较器⑥（获取文件信息是否成功？）的结果是否定的，说明由于某种原因终端无法从FTP服务器端得到所必需的升级文件信息，则退出本次远程升级操作。若比较器⑥的结果是肯定的，则终端在接收到完整的远程升级文件信息后，需要进一步判断当前正在升级的文件是否应当断点续传。实现断点续传的方法有多种，在本实施例中采用的方法是：保存升级文件的一些必要信息到一个临时信息文件tempinfo.tmp，保存升级文件的二进制数据到一个临时数据文件tempdata.tmp。启动文件升级时，首先从远方FTP服务器获取升级文件的必要信息，例如文件的名称、大小、修改日期和时间等必须信息，然后终端检查本地是否存在tempinfo.tmp和tempdata.tmp两个文件。如果上一次远程升级过程因为某种原因中断，则会留下升级过程中创建的临时文件，用于下一次断点续传；否则tempinfo.tmp和tempdata.tmp不存在，说明上次远程文件升级是一次成功的升级过程，在结束升级后这两个文件都已经删除。若存在临时文件，则比较tempinfo.tmp文件中保存的远程升级文件信息与当前需要升级文件的信息是否一致⑦。
若比较器⑧（是否需要断点续传？）的结果是肯定的，则获取临时数据文件tempdata.tmp的大小作为本次文件升级的断点续传位置⑨。若比较器⑧的结果是否定的，则删除临时文件tempinfo.tmp和tempdata.tmp，并重新创建这两个文件，保存当前远程升级文件的文件信息到tempinfo.tmp文件中，并设定文件传输的偏移量为0（即从文件头开始进行文件传输）⑩。
经过上述判断过程就可以得到当前升级文件的断点位置，终端通过TCP命令通道向FTP服务器发送“由特定偏移量重启文件传输”的命令，同时在命令中通知FTP服务器重启文件传输的偏移量大小（即断点位置）。等待接收服务器的命令响应信息，确定能否实施断点续传⑾。正常情况下，FTP服务器软件能够支持断点续传，因此终端再次通过TCP命令通道向服务器发送读取文件数据命令，等待服务器返回正确的命令确认信息，同时从确认信息中得到与FTP服务器建立TCP数据通道进行文件数据传输的特定连接端口。终端使用FTP服务器提供的特定端口建立TCP数据连接通道，并开始接收文件数据，把接收到的文件数据包依次写入临时数据文件tempdata.tmp中。接收文件数据过程中仍然采用循环等待接收的处理方法，直至所有文件数据传输完成⑿。终端升级任务在接收TCP数据通道的文件数据时，同时监视（接收）TCP命令通道的命令信息，交替判断从而保证升级文件的数据能正确接收完整。待全部文件数据接收完成后，终端升级任务关闭与FTP服务器之间的TCP数据通道连接以及TCP命令通道连接，检查接收文件的正确性。因接收的文件数据是依次写入临时数据文件tempdata.tmp中，因此判断文件正确与否的依据就是最终的tempdata.tmp文件的大小是否与tempinfo.tmp文件中保存的远程升级文件大小的值一致，若两者一致则说明接收的临时数据文件正确，可以进行文件升级操作；否则接收的临时数据文件存在错误，需要重新启动一次升级操作⒀。在自动重新启动下一次升级过程前，首先删除本次接收失败的临时数据文件tempdata.tmp。
若文件传输正确，则删除临时信息文件tempinfo.tmp，并对tempdata.tmp进行本地文件的升级操作，从而完成一次完整的远程升级过程。本实施例中采用的本地文件更新方法是：由终端远程升级任务向终端的守护进程发送请求升级文件的消息，守护进程根据消息中提供的升级文件的不同类别分别进行更新操作⒁。
如果是执行程序文件的升级，则守护进程终止该执行程序，同时将原执行程序文件移动到备份目录，把tempdata.tmp重新命名为目标执行文件名，修改其属性使其可以执行，然后重新启动该执行程序实现执行程序文件的在线升级。
如果是动态库文件的升级，则守护进程终止全部应用程序，将原动态库移动到备份目录，把tempdata.tmp文件重新命名为目标动态库名，修改其属性，并重新启动全部应用程序。
如果是参数配置文件或其他文件的升级，则守护进程直接把原文件移动到备份目录，把tempdata.tmp文件重新命名为目标文件名，并修改其属性。
本发明中，终端的自动远程下载过程不需要在本地进行人为操作，而是自动实现的。启动终端进行远程自动升级过程只需要主站下发一个启动消息即可，该消息可以通过已经存在的主站与终端通讯的各种通信通道下发。一旦终端的远程任务接收到启动远程升级的消息，则自动完成对远方FTP服务器的远程登录、自动设置传输方式和切换工作目录、自动获取文件详细信息并自动完成文件的传输下载过程。
终端在实现FTP协议客户端的功能时，未使用嵌入式操作系统自带的FTP协议栈，而是使用两个普通的TCP连接来实现FTP过程中命令和数据的传输。远程升级任务在终端启动FTP下载过程后，首先创建一个TCP套接字来建立和远方主站PC机上FTP服务器软件的命令传输TCP的连接，同时根据命令传输的需要，创建另外一个TCP套接字来建立和远方主站PC机上FTP服务器软件数据传输TCP的连接。在整个远程自动升级过程中的命令发送、接收，以及文件数据的发送和接收都由任务创建的这两个TCP连接来完成。
终端能够在文件远程自动下载过程中实现断点续传功能。安装在偏远现场的终端与主站的通信信道多采用GPRS无线通讯方式，传输质量较差，在数据传输过程中易出现中断情况，因此远程升级过程必须具备断点续传能力。本方法所实现的文件远程自动升级方法在升级过程中能够自动判断升级文件的传输过程是否属于断点续传，从而进行下载文件的自动断点续传。同时终端在文件下载失败后能够自动启动一次新的远程升级过程（最多重复三次），提高了终端远程下载的可靠性。
本发明按照优选实施例进行了说明，应当理解，但上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种嵌入式终端自动远程升级的实现方法，其特征在于，包括下列步骤：
（1）根据远方主站的消息启动终端的自动远程升级过程，在远程升级任务中创建一个普通TCP套接字来模拟使用FTP协议进行远程升级的客户端；使用消息中的服务器地址和端口建立与远方FTP服务器之间进行控制命令传输的TCP连接，同时使用消息中的用户名和密码远程登录主站的FTP服务器；
（2）登陆远程FTP服务器成功后，设置FTP的传输模式为二进制传输模式，改变服务器的工作目录到升级文件所在的目录，并读取文件列表，从列表中获取需要升级文件的大小及修改日期；
（3）检查当前升级的文件是否需要断点续传，若需要断点续传，则读取文件断点信息，并请求FTP服务器从文件断点的位置开始续传，若文件不需要断点续传，则请求FTP服务器从文件的开头处进行传输；
（4）需要传输文件数据时，创建另外一个普通TCP套接字和远程FTP服务器建立数据通道的TCP连接，从而进行文件数据的传输；
（5）待文件数据传输完成后检查文件的大小是否正确，若文件大小正确则进行文件的更新升级；若文件大小不正确，则删除接收的临时文件，自动重新启动下一次传输，最多启动三次重新下载过程。
2.根据权利要求1所述的嵌入式终端自动远程升级的实现方法，其特征在于：在所述步骤（4）中，建立TCP连接的过程使用非阻塞方式，为了防止采用非阻塞方式时不能一次性连接成功，采用了在一定时间段内多次尝试连接的处理方法，确保连接能成功建立。
3.根据权利要求1或2所述的嵌入式终端自动远程升级的实现方法，其特征在于：在所述步骤（3）中，判断是否需要断点续传的方法为：保存升级文件的一些必要信息到一个临时信息文件tempinfo.tmp，保存升级文件的二进制数据到一个临时数据文件tempdata.tmp，启动文件升级时，首先从远方FTP服务器获取升级文件的必要信息，然后终端检查本地是否存在tempinfo.tmp和tempdata.tmp两个文件，如果上一次远程升级过程因为某种原因中断，则会留下升级过程中创建的临时文件，用于下一次断点续传；否则tempinfo.tmp和tempdata.tmp不存在，说明上次远程文件升级是一次成功的升级过程，在结束升级后这两个文件都已经删除。
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