CN102665195A - 一种基于云端服务的数据终端、系统及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于云端服务的数据终端、系统及其实现方法，该数据终端包括自主配置模块、固件更新模块及异常诊断与上报模块。本发明提供的一种基于云端服务的数据终端通过与云端服务器集群交互操作以实现数据终端自主配置设备参数，包括设备静态参数设置和运行参数自主配置（如自主拨号完成网络连接），以及自行完成固件更新及异常信息的上报与诊断。同时提供了用户兴趣收集、数据恢复等功能。极大改善了用户体验的同时，能够大大缩短厂商的产品开发周期，降低产品问题定位的难度，节约产品维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于云端服务的数据终端、系统及其实现方法。
背景技术
随着移动无线通信技术的快速发展，逐步满足了用户对于移动互联的需求，目前支持无线数据接入的数据终端包括平板电脑、手机、数据卡、无线宽带路由器等。
现有技术中无线终端设备配置与固件更新以及网络连接的实现方式如下：
a) 目前的数据终端都是在出厂前将配置数据固化在FLASH中，当用户需要修改配置数据时，需要通过PC客户端软件(或者web界面)来修改本地配置数据；
b) 大多数现有技术的数据终端，特别是数据卡和宽带路由器，目前都不支持无线传输（Over The Air, OTA）固件更新，目前只能通过返厂方式或者到客户服务中心进行固件更新；
c) 目前对于数据终端的异常状态，特别是死机故障，只能采用追踪复现的方式，进行问题的定位，对于概率性复现故障，定位难度进一步提高；
d) 用户访问网络时，需要通过运行PC客户端软件（或者web界面）进行拨号操作，建立网络连接，进一步访问网络资源。
现有技术下的数据终端具有如下的缺点：
1）对于数据终端的配置管理完全基于本地静态数据，需要用户具备一定的相关专业知识；
2）当数据终端的版本更新后，用户无法自行进行更新；
3）访问网络之初，需要用户输入通用的用户名和密码进行拨号过程，步骤繁琐；
4）对于终端厂商而言，每开发一款数据终端都需要重新进行用户接口软件（User Interface, UI）的开发，重用性和兼容性较低，带来了开发周期的延长；另外，对于上市产品的故障定位，只能采取追踪复现的方式，进行定位，增加了开发难度，带来研发成本的升高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于云端服务的数据终端、系统及其实现方法，以实现数据终端的自主配置、固件更新及异常诊断与上报等功能。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种基于云端服务的数据终端，所述数据终端包括：自主配置模块、固件更新模块及异常诊断与上报模块；
自主配置模块，用于数据终端自主完成设备配置，并通过访问云端配置服务器来完成配置更新，实现自适应运营商网络自动拨号，自主完成网络连接，并利用云端配置服务器更新拨号列表；
固件更新模块，用于通过访问云端固件服务器，由用户选择合适的固件版本，实现数据终端的固件更新；
异常诊断与上报模块，用于在数据终端发生运行异常时，记录到非易失存储器，在云端服务可达的情况下，上传云端故障处理服务器，完成故障诊断或者故障上报。
优选的，所述数据终端还包括用户应用数据模块，用于数据终端通过调用应用程序编程API接口对用户应用数据服务器进行访问。
优选的，所述数据终端为平板电脑、手机、数据卡或无线宽带路由器。
一种所述的基于云端服务的数据终端系统，包括：数据终端、云端服务器集群，数据终端与云端服务器集群建立无线连接，云端提供web访问机制，云端服务器集群通过统一的web site，向数据终端提供云端服务。
优选的，所述云端服务器集群包括：web服务器、配置服务器、固件服务器、故障处理服务器及用户应用数据服务器。
一种基于云端服务的数据终端实现方法，包括：数据终端用户向云端Web服务器发送访问请求；Web服务器根据所述数据终端的请求类型，重定向到相应的云端服务器；云端服务器根据用户请求提供配置服务、固件服务、故障处理服务或用户信息服务给数据终端。
优选的，所述配置服务具体包括： 数据终端用户访问web服务器，根据所述数据终端提供信息，云端服务器为用户提供用户配置面板，用户配置自己的用户模式，配置服务器为所述数据终端生成配置数据，以实现数据终端本地设备配置。
优选的，所述配置服务还包括数据终端自主网络连接，自适应运营商网络自动拨号，基于在所述数据终端预置一个已知目标运营商拨号列表；
所述数据终端，获取到的网络系统参数，从预配置的拨号参数列表中选取对应的配置参数，并自动拨号，完成网络连接。
优选的，所述故障处理服务具体包括：所述数据终端将异常信息上报云端故障处理服务器，故障处理服务器将异常信息存储到故障数据库中，并针对异常信息，对诊断数据库进行检索，诊断成功，向用户反馈异常的处理建议；否则，等待技术人员做问题定位，进行版本更新。
优选的，所述固件服务具体包括：数据终端用户访问云端固件服务器，根据需求选择合适的固件版本，对所述数据终端固件升级；用户在对所述数据终端进行升级后，如果版本存在不足或者用户倾向于以往版本，则通过访问云端固件服务器，选择以往固件版本，进行固件还原。
本发明与现有技术相比，本发明提供的一种基于云端服务的数据终端通过与云端服务器集群交互操作以实现数据终端自主配置设备参数，包括设备静态参数设置和运行参数自主配置（如自主拨号完成网络连接），以及自行完成固件更新及异常信息的上报与诊断。同时提供了用户兴趣收集、数据恢复等功能。极大改善了用户体验的同时，能够大大缩短厂商的产品开发周期，降低产品问题定位的难度，节约产品维护成本。
附图说明
图1 是本发明提供的数据终端接入云端服务器集群示意图；
图2是本发明数据终端原理框图；
图3 是本发明提供的数据终端访问云端服务器更改配置信息的流程图；
图4是本发明提供的数据终端访问云端服务器升级固件的流程图；
图5 是本发明提供的数据终端向云端上报异常信息的流程图；
图6是本发明提供的数据终端自主配置模块自主网络连接的运行流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1所示，为了让用户能够灵活地在配置界面上完成操作，云端提供了web访问机制，云端服务器集群通过统一的web site，向数据终端提供云端服务。用户能够通过域名或IP来访问配置界面，实现数据终端的自主配置、固件更新、异常信息上报及其他功能。
数据终端系统包括：数据终端、云端服务器集群，数据终端与云端服务器集群建立无线连接，云端提供了web访问机制，云端服务器集群通过统一的web site，向数据终端提供云端服务。
云端服务器集群包括：web服务器、配置服务器、固件服务器、故障处理服务器和用户应用数据服务器等。用户在访问web服务器时，云端会根据请求服务类型重定向到相应的云端服务器。云端服务器集群通过多副本机制来提供高可靠性，某几台服务器节点的掉线对云端服务的提供没有较大影响。而对于数据终端而言，只是通过调用应用程序编程接口（Application Programming Interface, API）对应用数据进行访问，无需关心应用数据在各个服务器节点上的分布和可靠性。同时通过增加服务器集群服务器节点的数量能够提高云端可提供的计算能力和存储能力。以保证为各种数据终端提供可靠一直的云端服务。
图2中， 数据终端包括：自主配置模块、固件更新模块、异常诊断与上报模块及用户应用数据模块；
自主配置模块，用于数据终端自主完成设备配置，并通过访问云端配置服务器来完成配置更新，尤其实现了自适应运营商网络自动拨号，自主完成网络连接，并可利用云端配置服务器更新拨号列表；
固件更新模块，用于通过访问云端固件服务器，由用户选择合适的固件版本，实现数据终端的固件更新，模块首先对下载的固件程序进行完整性校验，然后完成ROM更新；
异常诊断与上报模块，用于在数据终端发生运行异常时，记录到非易失存储器，在云端服务可达的情况下，上传云端故障处理服务器，完成故障诊断或者故障上报。
用户应用数据模块，用于数据终端通过调用应用程序编程接口（Application Programming Interface, API）对用户应用数据服务器进行访问。
其中，数据终端为平板电脑、手机、数据卡、无线宽带路由器等支持无线数据接入的设备。
请参阅图3所示，本发明数据终端自主配置模块运行流程：
用户访问在web site的配置服务页面，并根据个人需要和喜好在“用户配置面板”上配置期望的用户模式，并将用户模式发送到云端配置服务器，服务器对接收的用户数据进行有效性和一致性检查，将经过检查修正的用户模式转化为数据终端设备配置数据，供用户下载模式对应的配置数据，简化了用户的配置过程，提高了用户配置的准确性。此外，能够提供配置恢复服务功能。
自主配置主要运行流程包括：
步骤301：首先用户需要通过浏览器访问预先设定的云端web服务器，可以通过域名或者IP访问web site，为了操作简单，可以在数据终端上采取拦截修改的方式，即用户只要在浏览器输入产品型号C3，数据终端自动定向到预先设定的云端web服务器，在云端web服务器根据服务请求类型，重定向到配置服务器；
步骤302：服务器收到数据终端的访问请求后返回OK，要求特征码校验；
步骤303：服务器收到一致性特征码后，如果校验成功，便通过特征码产生的一致性哈希码定位到此数据终端的全局信息；
步骤304：数据终端收到服务器的一致性特征码后确认服务器的有效性。至此，双向鉴权完毕；
步骤305：数据终端发送本地配置数据并向服务器请求“用户配置面板”；
步骤306：服务器接收到数据终端的配置数据后先进行数据完整和有效性检查，并与保存在服务器端的配置数据比较，如果不一致，则有服务器端的策略决定是否要更新服务器端的配置数据；
步骤307：服务器检查完配置数据后则根据③中定位到的全局信息，生成“用户配置面板”；至此，用户可以像访问普通的web网页一样在配置界面对数据设备进行配置；
步骤308：用户对数据终端的配置进行修改后，数据终端将用户模式数据提交给服务器；
步骤309：服务器对数据终端提交的用户模式数据进行有效性检查通过后，生成相对应的配置数据，并更新服务器端的配置数据；
步骤310：服务器返回提交成功消息，数据终端收到此消息后更新本地的配置信息。
请参阅图4所示，本发明数据终端固件更新模块运行流程：
数据终端会根据不同应用需求，产生较多软件版本，后续多版本维护都会有配置界面和固件的更新，通过将配置界面在云端服务器上实现，以及支持数据终端的远程固件更新，大大降低了用户软件更新的复杂度，而且大大降低终端厂商的维护代价。每次软件升级对数据终端进行远程固件更新，配置界面的更新则直接通过更新云端服务器上的软件实现。
软件更新主要运行流程如下：
步骤401：首先用户需要通过浏览器访问预先设定的云端web服务器，可以通过域名或者IP访问web site，数据终端自动定向到预先设定的云端web服务器，在云端web服务器根据服务请求类型，重定向到固件服务器；
步骤402：服务器收到数据终端的访问请求后返回OK，要求特征码校验；
步骤403：服务器收到一致性特征码后，如果校验成功，便通过特征码产生的一致性哈希码定位到此数据终端的全局信息；
步骤404：数据终端收到服务器的一致性特征码后确认服务器的有效性。至此，双向鉴权完毕；
步骤405：数据终端发送本地配置数据并向服务器请求“用户配置面板”；
步骤406：服务器接收到数据终端的配置数据后先进行数据完整和有效性检查，并与保存在服务器端的配置数据比较，如果不一致，则由服务器端的策略决定是否要更新服务器端的配置数据；并检查是否有符合配置数据的软件更新；
步骤407：根据软件版本检查结果，如果配置界面需要更新，则在云端服务器进行更新；并准备数据终端对应的固件更新，或者静态参数（Non-Volatile Memory, NV）的配置更新；
步骤408：云端服务器为数据终端提供对应当前用户模式的更新配置界面；
步骤409：用户根据自己的需求进行固件更新版本的选择；
步骤410：数据终端根据用户的选择向云端服务器发起固件更新请求；
步骤411：云端固件服务器递交用户请求的数据终端固件更新；
步骤412：数据终端对接收的固件更新，首先判断程序的完整性，通过后启动内部的升级程序，完成更新。
请参阅图5所示，本发明数据终端异常诊断与上报模块运行流程：
数据终端运行过程中，监视设备的异常信息，将异常信息保存到非易失性存储中。如果当前能够进行网络连接，则将本次异常信息上报云端服务器；否则，在云端服务可达后，进行异常信息检查，将之前异常信息自动上报到云端故障处理服务器。
云端故障诊断服务器首先将异常信息存储到故障数据库中，然后针对异常信息，对诊断数据库进行检索，诊断成功，向用户反馈异常的处理建议；否则，等待技术人员做问题定位，进行版本更新。
异常诊断与上报运行流程如下：
步骤501：在数据终端处于云端服务可达状态下时，访问云端故障处理服务器；
步骤502：服务器收到数据终端的访问请求后返回OK，要求特征码校验；
步骤503：服务器收到一致性特征码后，如果校验成功，便通过特征码产生的一致性哈希码定位到此数据终端的全局信息；
步骤504：数据终端收到服务器的一致性特征码后确认服务器的有效性。至此，双向鉴权完毕；
步骤505：数据终端将本次运行异常信息或者检测到的以往运行异常信息，上报云端服务器；
步骤506：云端服务器收到异常信息后，返回提交成功响应；
步骤507：云端故障诊断服务器记录异常信息，并根据反馈的异常信息，进行启发式故障诊断；
步骤508：如果能够成功诊断，向数据终端反馈故障处理建议，供用户进行设备修复；
步骤509：如果不能诊断，则向用户反馈提示信息，等待技术人员的处理。
请参阅图6所示，本发明数据终端自主配置模块实现自主网络连接的运行：
数据终端的自主配置模块实现了自适应运营商网络自动拨号，所描述的一种自适应自动拨号方式是基于在无线数据终端预置一个已知目标运营商拨号参数列表的基础上实施完成的。自主配置模块同时提供了包括用户模式和自主模式的信息列表更新机制。预置目标运营商拨号参数列表，可以在自主模式下，从云端配置服务器获取，也可以由用户在本地设置，即在用户模式下完成。
此预置的拨号参数列表包含多个目标运营商网络拨号需要用到的参数集合，如：接入网络（Access Network, AN）接入鉴权用户名密码后缀字符串、分组数据服务节点（Packet Data Servicing Node, PDSN）侧接入鉴权用户名密码、移动IP（Mobile IP, MIP）的移动节点-本地代理共享密钥(Mobile Node-Home Agent-Shared Secret, MN-HA-SS)及移动节点-AAA服务器共享密钥(Mobile Node-Authentication Authorization, and Accounting- Shared Secret, MN-AAA-SS)密码、拨号字符串（如#777）等；所有的信息集合以表索引的方式根据当前工作的网络信息来索引查找完成自动拨号时的参数预设。
自主网络连接根据无线数据终端当前工作网络的移动国家码（Mobile Country Code, MCC）\移动网络码（Mobile Network Code, MNC）等信息来判断当前工作在哪一个运营商网络下，根据判断在预置的拨号参数信息表中索引到相应的信息并预设终端的参数，从而使得自动拨号可以满足自适应的要求，无需人工设定。
如果预置信息表中的参数被使用并无法正确通过鉴权连上网络，终端会提示用户联系当地运营商获得正确的参数信息并手动设置，进入用户模式进行配置，设置后联网成功的鉴权参数信息将被记录，并更新目标运营商拨号参数列表，此后用户将不需要在设置此类参数，实现自适应自动联网功能。
本发明自主网络连接运行流程：
①数据终端开机上电，进入初始化状态，完成系统确定，捕获导频信道；
② 利用同步信道获取的系统配置和定时信息，进行时间同步操作；
③数据终端监听寻呼信道消息，收到系统下发的系统参数消息，解析获得MCC\MNC参数消息；
④根据获取的当前MCC\MNC表索引匹配的AN\PDSN鉴权参数信息，如果找到匹配参数，则等待鉴权过程使用，未找到匹配参数，则返回默认参数；
⑤ 数据终端发起网络注册，并完成锁网；
⑥数据终端利用匹配参数，同网络侧建立连接，发起拨号数据业务请求，并进行全局鉴权和网络连接鉴权；
⑦如果鉴权失败，则发起重试操作，返回步骤⑥；如果多次重试鉴权失败，则返回到⑤，进入待机状态，提示用户联系运营商，获取错失更新的鉴权参数信息；
⑧ 拨号成功，建立数据业务的网络连接，检查登陆信息同预配置信息有无差异，如果存在差异，则更新本地的配置信息；
⑨等待用户访问网络，进行分组数据业务。
另外，作为一种引申的可选方案，仍然可以针对一些需要通过OTA激活的无卡版本的终端预置OTA号码在列表中，同样根据MCC\MNC判断索引当前网络下应该使用的OTA激活码，从而完成自动激活和网络自适应。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于云端服务的数据终端，其特征在于，所述数据终端包括：自主配置模块、固件更新模块及异常诊断与上报模块；
自主配置模块，用于数据终端自主完成设备配置，并通过访问云端配置服务器来完成配置更新，实现自适应运营商网络自动拨号，自主完成网络连接，并利用云端配置服务器更新拨号列表；
固件更新模块，用于通过访问云端固件服务器，由用户选择合适的固件版本，实现数据终端的固件更新；
异常诊断与上报模块，用于在数据终端发生运行异常时，记录到非易失存储器，在云端服务可达的情况下，上传云端故障处理服务器，完成故障诊断或者故障上报。
2.如权利要求1所述的基于云端服务的数据终端，其特征在于，所述数据终端还包括用户应用数据模块，用于数据终端通过调用应用程序编程API接口对用户应用数据服务器进行访问。
3.如权利要求1所述的基于云端服务的数据终端，其特征在于，所述数据终端为平板电脑、手机、数据卡或无线宽带路由器。
4.一种如权利要求1所述的基于云端服务的数据终端系统，其特征在于，包括：数据终端、云端服务器集群，数据终端与云端服务器集群建立无线连接，云端提供web访问机制，云端服务器集群通过统一的web site，向数据终端提供云端服务。
5.如权利要求4所述的基于云端服务的数据终端系统，其特征在于，所述云端服务器集群包括：web服务器、配置服务器、固件服务器、故障处理服务器及用户应用数据服务器。
6.一种基于云端服务的数据终端实现方法，其特征在于，包括：数据终端用户向云端Web服务器发送访问请求；Web服务器根据所述数据终端的请求类型，重定向到相应的云端服务器；云端服务器根据用户请求提供配置服务、固件服务、故障处理服务或用户信息服务给数据终端。
7.如权利要求6所述的基于云端服务的数据终端实现方法，其特征在于，所述配置服务具体包括： 数据终端用户访问web服务器，根据所述数据终端提供信息，云端服务器为用户提供用户配置面板，用户配置自己的用户模式，配置服务器为所述数据终端生成配置数据，以实现数据终端本地设备配置。
8.如权利要求7所述的基于云端服务的数据终端实现方法，其特征在于，所述配置服务还包括数据终端自主网络连接，自适应运营商网络自动拨号，基于在所述数据终端预置一个已知目标运营商拨号列表；
所述数据终端，获取到的网络系统参数，从预配置的拨号参数列表中选取对应的配置参数，并自动拨号，完成网络连接。
9.如权利要求6所述的基于云端服务的数据终端实现方法，其特征在于，所述故障处理服务具体包括：所述数据终端将异常信息上报云端故障处理服务器，故障处理服务器将异常信息存储到故障数据库中，并针对异常信息，对诊断数据库进行检索，诊断成功，向用户反馈异常的处理建议；否则，等待技术人员做问题定位，进行版本更新。
10.如权利要求6所述的基于云端服务的数据终端实现方法，其特征在于，所述固件服务具体包括：数据终端用户访问云端固件服务器，根据需求选择合适的固件版本，对所述数据终端固件升级；用户在对所述数据终端进行升级后，如果版本存在不足或者用户倾向于以往版本，则通过访问云端固件服务器，选择以往固件版本，进行固件还原。
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