CN103136001B - 车载设备程序更新装置以及程序更新的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车载设备程序更新装置以及程序更新的方法。该装置包括程序更新主控模块、数字量输出电路模块、串行接口电路模块和无线数据传输模块，其中：无线数据传输模块，用于与地面服务器进行无线通信；程序更新主控模块通过串行接口电路模块与无线数据传输模块连接，程序更新主控模块还分别通过串行接口电路模块和数字量输出电路模块与待更新的车载设备连接；串行接口电路模块包括用于与无线数据传输模块连接的RS232接口电路，以及用于与待更新的车载设备连接的RS485接口电路；数字量输出电路模块通过硬线连接的方式与待更新的车载设备连接。本发明不但可以提高车载设备程序更新的效率，而且操作简便，使用灵活。

Description

车载设备程序更新装置以及程序更新的方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆程序更新技术，尤其涉及一种车载设备程序更新装置以及程序更新的方法。

背景技术

目前轨道交通车辆领域内，车载设备上加载许多必要的应用程序以完善轨道车辆的性能。现有轨道车辆的程序更新主要是依靠现场维护人员通过移动计算机按照各车载设备逐个更新的有线下载方式来实现。

随着动车组一类动力分散的轨道交通车辆的普遍应用，安装在轨道交通车辆上的各类车载设备的数量也逐渐增多，车载设备的安装也日益分散。而动车组或城市地铁车辆车身经常长达数百米，对现场维护的工作人员而言，现有的车载设备现场程序更新方式日趋成为工作人员一项繁杂的工作，轨道车辆的车载设备程序更新的效率较低。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种车载设备程序更新装置以及程序更新的方法，以提高轨道车辆的车载设备程序更新的效率。

本发明的一方面提供一种车载设备程序更新装置，包括程序更新主控模块、数字量输出电路模块、串行接口电路模块和无线数据传输模块，其中：

所述无线数据传输模块，用于与地面服务器进行无线通信；所述程序更新主控模块通过所述串行接口电路模块与所述无线数据传输模块连接，所述程序更新主控模块还分别通过所述串行接口电路模块和所述数字量输出电路模块与待更新的车载设备连接；

所述串行接口电路模块包括用于与所述无线数据传输模块连接的RS232接口电路，以及用于与所述待更新的车载设备连接的RS485接口电路；所述数字量输出电路模块通过硬线连接的方式与所述待更新的车载设备连接。

本发明的另一方面提供一种应用上述的车载设备程序更新装置进行程序更新的方法，包括：

所述程序更新主控模块通过所述RS485接口电路接收所述待更新的车载设备中程序的版本信息和设备标识，并通过所述无线数据传输模块接收所述地面服务器发送的所述程序的版本信息；

所述程序更新主控模块对比上述版本信息是否一致，若不一致，则通过所述无线数据传输模块向所述地面服务器请求最新的程序文件，并接收所述程序文件；

所述程序更新主控模块通过所述数字量输出电路模块向所述待更新的车载设备发送软件复位指令，然后通过所述RS485接口电路执行应用中编程IAP指令完成所述待更新的车载设备程序文件的下载。

本发明提供的车载设备程序更新装置以及程序更新的方法，不但可以提高车载设备程序更新的效率，而且操作简便，使用灵活。

附图说明

图1为本发明车载设备程序更新装置的结构示意图；

图2为本发明应用车载设备程序更新装置进行程序更新的系统组成示意图；

图3为本发明程序更新方法实施例流程示意图。

具体实施方式

本发明针对现有技术中需要逐个车载设备进行程序下载，效率低等缺陷，提供一种轨道交通车辆上的采用GPRS技术和IAP技术实现程序自动更新的装置和方法。

图1为本发明车载设备程序更新装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括程序更新主控模块1、数字量输出电路模块2、串行接口电路模块3和无线数据传输模块4。其中，程序更新主控模块1是程序更新装置的核心模块，用于对程序更新装置中其他的模块进行控制。无线数据传输模块4用于通过无线通信的方式与地面服务器进行通信，获取程序的最新版本信息以及程序文件等。程序更新主控模块1通过串行接口电路模块3与无线数据传输模块4连接，程序更新主控模块1还分别通过串行接口电路模块3和数字量输出电路模块与待更新的车载设备6连接。串行接口电路模块3包括两个接口电路，其中一个是用于与无线数据传输模块4连接的RS232接口电路，另一个是用于与待更新的车载设备6连接的RS485接口电路；数字量输出电路模块2通过硬线连接的方式与待更新的车载设备6连接。由上可知，本实施例中车载设备程序更新装置与车载设备的连接方式有两种，一种是串口连接即串行接口电路模块3与目标设备(群)之间采用RS485总线相连接，另一种是硬线连接即数字量输出电路模块2与目标设备(群)之间采用硬线相连接。

程序更新主控模块1通过串口连接的方式从车载设备6处获取当前程序的相关信息例如程序的版本信息等，还通过串口向车载设备6下发最新的程序文件。程序更新主控模块1通过GPRS的无线连接方式从地面服务器处获取程序的最新版本信息和程序文件用于供车载设备下载。程序更新主控模块1通过硬线的方式设定端口状态并基于IAP技术完成车载设备的程序下载。

上述实施例中，程序更新主控模块1可以由32位高级精简指令集计算机(AdvancedRISCMachines，简称ARM)ARM处理器组成的最小系统构成，ARM处理器具备2路或者更多路的通用异步收发器Uart接口。在本发明的实施例中该处理器采用意法半导体的STM32F103R8T6芯片，其主频可达72MHZ，可以轻松完成多路串行通信的数据处理任务，芯片外设包括3路通用同步/异步收发器USART接口，可同时外挂不同的总线驱动芯片，串行通信功能强大。

上述实施例中，无线数据传输模块4包括GPRS数传终端和天线，本实施例中GPRS数传终端可以采用赫立讯公司的MA8-9IGPRS数传模块；程序更新主控模块1的CPU与GPRS数传终端通过RS232总线，按照预定的通信协议传输数据。

上述实施例的串行接口电路模块3中与无线数据传输模块4的接口电路可以采用1片MAX232芯片构成的RS232接口电路，与车载设备的接口电路可以采用两片MAX1485I构成的RS485接口电路；RS232接口电路和RS485接口电路都可实现有效的隔离通信。程序更新主控模块通过RS232总线接口与无线数据传送模块相连接，通过2路RS485总线接口、硬线电平信号与需更新程序的目标设备或目标设备群相连接；一路RS485总线接口理论上可以驱动32个目标设备，2路RS485总线接口可以保证程序更新主控模块可以连接足够多的目标设备。

上述实施例中，数字量输出电路模块2可以采用5路由光耦PC817构成的隔离电平输出电路，隔离输出电平为24V。

上述实施例中，车载设备程序更新装置还可以包括一电源模块5，分别与程序更新主控模块1、数字量输出电路模块2、串行接口电路模块3和无线数据传输模块4连接。本实施例中的电源模块5可以包括24V转5V的DC/DC电源模块，该DC/DC电源模块为各模块提供电源。

本发明各实施例采用GPRS技术来实现轨道车辆的车载设备的远程程序更新，提供一个简单小巧的程序更新装置，其可集成在目标车载设备之中，也可就近安装于目标设备群之间，与设备群之间通过串行总线相连接。装置可利用覆盖广泛的GPRS网络，在车辆运行至GPRS网络覆盖的任何地点都可实现对车载设备的实时更新。本发明提供的车载设备程序更新装置可以提高车载设备程序更新的效率，而且操作简便快捷。

图2为本发明应用车载设备程序更新装置进行程序更新的系统组成示意图，如图2所示，程序更新装置通过GPRS网络和INTERNET网络与设备管理中心的地面服务器连接；所述的地面服务器是安装了特定数据处理及转发功能软件，并存储车辆设备最新版本程序的通用服务器；所述的程序更新装置通过串行接口，采用IAP方式实现对车载设备的程序更新。以下结合图2详细介绍应用上述实施例提供的装置基于GPRS和IAP技术对待更新的车载设备进行程序更新的方法。图3为本发明程序更新方法实施例流程示意图。

程序更新装置被集成或安装在轨道车辆上后，在车辆设备正常工作时，程序更新装置的微控制器一直处于休眠状态。装置处于最小的耗能状态，也不产生任何的网络流量。在车辆需要进行维护升级时，由维护人员通过切换相应的硬件开关或通过人机界面发出特定的指令激活处于休眠状态的程序更新装置，在本实施例中任何一个目标设备都可以通过发送特定的激活码来启动程序更新装置。

程序更新装置被激活后，程序更新主控模块向所属设备或设备群发出版本查询指令，指令通过串行接口电路模块以RS485总线上广播的形式发出；总线上所有的目标设备接收到查询指令后，都自动返回设备标识例如设备ID号及程序的版本信息，程序更新主控模块一一对应记录所有的设备ID号和版本信息。

查询周期完成后，程序更新主控模块通过串行接口电路模块以RS232总线的方式将设备ID号和版本信息发送给无线数据传送模块；无线数据传送模块通过GPRS网络和INTERNET网络以数据包的形式将信息传送到设备管理中心的地面服务器。地面服务器是安装了特定数据处理及转发功能软件，并存储车辆设备最新版本程序的通用服务器。接收到各个程序更新装置传来的ID号和版本信息后，地面服务器自动匹配ID号，并返回该设备最新的版本信息。

程序更新装置比较两者的版本信息，如果不一致，则由无线数据传输模块通过GPRS网络发送程序更新请求，地面服务器接收到请求信息后，发送对应设备的最新的程序文件到程序更新装置。

程序更新装置通过数字量输出电路模块输出特定的端口状态给指定的设备，并发送软件复位指令，复位后的车载设备CPU自动进入IAP程序更新状态，程序更新装置通过RS485接口电路执行相应的IAP指令完成设备的程序下载。

程序更新装置收到设备返回的程序更新成功的信息后，取消特定的端口状态，再次发送软件复位指令，复位后的设备重新进入正常工作状态；如果程序更新装置连接了多个设备，程序更新装置将逐个输出端口状态，更新程序；程序全部更新完毕以后，程序更新装置自动进入休眠状态。

本发明提供的程序更新方法采用无线的方式实现轨道交通车辆设备的自动程序更新，实现方便且更新速度快，对于减轻现场维护人员的工作压力、降低维护成本具有明显的效果，特别适合应用于动车组一类车载设备众多且分散布置的轨道交通车辆。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种车载设备程序更新装置，其特征在于，包括程序更新主控模块、数字量输出电路模块、串行接口电路模块和无线数据传输模块，其中：

所述无线数据传输模块，用于与地面服务器进行无线通信；所述程序更新主控模块通过所述串行接口电路模块与所述无线数据传输模块连接，所述程序更新主控模块可以通过所述串行接口电路模块或所述数字量输出电路模块与待更新的车载设备连接；

所述串行接口电路模块包括用于与所述无线数据传输模块连接的RS232接口电路，以及用于与所述待更新的车载设备连接的RS485接口电路；所述数字量输出电路模块通过硬线连接的方式与所述待更新的车载设备连接。

2.根据权利要求1所述的车载设备程序更新装置，其特征在于，所述无线数据传输模块包括通用分组无线服务GPRS数传终端和天线。

3.根据权利要求1所述的车载设备程序更新装置，其特征在于，所述程序更新主控模块包括32位高级精简指令集计算机ARM处理器，所述ARM处理器包括至少2路的通用异步收发器Uart接口。

4.根据权利要求3所述的车载设备程序更新装置，其特征在于，所述ARM处理器具体为STM32F103R8T6芯片。

5.根据权利要求1所述的车载设备程序更新装置，其特征在于，所述RS232接口电路具体为采用1片MAX232芯片构成的RS232接口电路；所述RS485接口电路具体为采用两片MAX1485I芯片构成的RS485接口电路。

6.根据权利要求1所述的车载设备程序更新装置，其特征在于，所述数字量输出电路模块具体为采用5路由光耦PC817构成的隔离电平输出电路。

7.根据权利要求1-6任一所述的车载设备程序更新装置，其特征在于，还包括：

电源模块，用于分别为所述程序更新主控模块、所述数字量输出电路模块、所述串行接口电路模块和无线数据传输模块提供电源。

8.一种应用如权利要求1-7任一所述的车载设备程序更新装置进行程序更新的方法，其特征在于，包括：

所述程序更新主控模块通过所述RS485接口电路接收所述待更新的车载设备中程序的版本信息和设备标识，并通过所述无线数据传输模块接收所述地面服务器发送的所述程序的版本信息；

所述程序更新主控模块对比上述版本信息是否一致，若不一致，则通过所述无线数据传输模块向所述地面服务器请求最新的程序文件，并接收所述程序文件；

所述程序更新主控模块通过所述数字量输出电路模块向所述待更新的车载设备发送软件复位指令，然后通过所述RS485接口电路执行应用中编程IAP指令完成所述待更新的车载设备程序文件的下载。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，完成所述待更新的车载设备程序文件的下载之后还包括：

所述程序更新主控模块再次向所述待更新的车载设备发送软件复位指令。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述程序更新主控模块再次向所述待更新的车载设备发送软件复位指令之后还包括：

所述程序更新主控模块进入休眠状态。