CN103440142A

CN103440142A - 基于gprs远程升级及动态加载方法

Info

Publication number: CN103440142A
Application number: CN2013103097659A
Authority: CN
Inventors: 黎焕; 易小龙; 朱利富; 徐小朗; 李新堂
Original assignee: ZHUHAI ZHONGHUI MICROELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: ZHUHAI ZHONGHUI MICROELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2013-12-11

Abstract

本发明公开一种基于GPRS远程升级及动态加载方法，包括：（1）升级主站与远程终端建立升级会话连接；（2）升级主站与远程终端建立升级文件连接；（3）升级主站与远程终端间通过数据块进行升级文件传输,数据块的升级协议帧带有帧编号；远程终端每接收预设的若干个数据块,返回一个接收应答帧；（4）文件传输完成后，远程终端通过文件名自动识别升级文件是否为应用程序加载文件，如果是则终端正常重启，重启时远程终端系统动态加载应用程序；（5）应用程序加载成功，对应用程序进行备份。本发明能对传输断点进行记录，在出现断网、长时间不能登陆服务器、甚至模块重启的情况下，都能保证终端在下次正常登陆服务器的时候继续进行升级工作。

Description

基于GPRS远程升级及动态加载方法

技术领域

本发明涉及远程GPRS通信领域及嵌入式系统动态加载应用，具体涉及基于GPRS远程升级及动态加载的方法。

背景技术

随着智能电网的迅速发展，每年数以万计的智能终端应用于现场，完成数据采集、控制、事件上报的功能；由于现场环境的多样性、复杂性，远程升级成为终端中不可缺少的功能，对于无法完成的远程升级，工程人员必须去现场进行本地升级，大大增加了维护成本。

在各类远程通信的方式中，电力系统主要采用GPRS进行远程数据通信，GPRS通信方式也存在一些应用上的特殊性，如在一些环境中GPRS通信不稳定，GPRS按流量进行计费。远程升级过程，一般会是长时间连续通信，且数据量较大；在这样的环境中，常会出现传输断点，有时甚至长时间联接不上。

目前现场中也有使用FTP协议方式进行远程升级，但标准FTP功能对文件可以进行上传与下载，其安全性不能得到保障；同时，在恶劣的环境下，FTP功能不能很好的传输数据。

发明内容

本发明目的在于提高GPRS远程升级的成功率及实现在嵌入式系统中动态加载应用，同时有限降低GPRS流量费用。本发明的目的由以下技术方案实现：

一种基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，包括：

（1）升级主站与远程终端建立升级会话连接；

（2）升级主站与远程终端建立升级文件连接，同时携带有文件传输设置信息；

（3）升级主站与远程终端间通过数据块进行升级文件传输,所述数据块的升级协议帧带有帧编号；所述远程终端每接收预设的若干个数据块,返回一个接收应答帧；

（4）文件传输完成后，远程终端通过文件名自动识别升级文件是否为应用程序加载文件，如果是则终端正常重启，重启时远程终端系统动态加载应用程序；

（5）应用程序加载成功，对应用程序进行备份。

作为具体的技术方案，所述远程终端包含了GPRS通信单元及文件系统；升级过程中，文件系统存储升级会话信息、文件传输信息、升级文件属性、升级数据块掩码及升级文件数据。

作为具体的技术方案，所述升级会话信息包括会话号、升级密码、超时时间。

作为具体的技术方案，所述会话号是由日期、模块号组合的唯一编码，远程终端在以后的所有接收到的升级数据帧都会进行会话号判断，对不同的会话号会返回相应错误。

作为具体的技术方案，所述超时时间表示帧超时时间，当发生帧超时时，远程终端返回帧超时错误，并重新登陆升级主站。

作为具体的技术方案，所述升级文件属性信息包含了文件路径、文件名、文件大小和升级状态。

作为具体的技术方案，所述文件路径为绝对路径，文件大小以字节为单位，升级状态保存了传输数据块的大小。

作为具体的技术方案，所述升级数据块掩码记录了整个文件数据块传输过程，在新建立升级会话链接时，整个掩码块被初始化为零，到远程终端接收有数据块时，会按数据块标号将相应掩码位置1；当主站发送完整个文件的数据块时，主站请求查寻数据块掩码位，对没有置位的相应数据块进行重新发送；直到终端正常接收整个数据块。

作为具体的技术方案，所述升级文件数据是将整个数据块按顺序存储起来，当升级完成时，能形成一个整体文件。

作为具体的技术方案,所述远程终端对接收的升级协议帧中的会话号进行判断,如果与之前建立的会话相同,则表示同一会话连接；断点续传也是对保存的会话号与新建的会话号进行判断,如果会话号相同,则从断点继续传输数据块。

作为具体的技术方案，在同一个会话连接中建立多次升级文件连接，每次文件连接协议帧中都有带文件名、文件路径、文件大小的信息。

作为具体的技术方案，所述远程终端对每一个接收的数据块都进行CRC校验，每个数据块都是独立的传输。

作为具体的技术方案，所述远程终端内的操作系统与应用程序是分开编译的，远程终端启动时，通过操作系统动态加载应用程序部分。

作为具体的技术方案，所述远程终端系统动态加载应用程序的方法为：远程终端在重启时从文件系统中读取加载配置文件，文件记录了上次动态加载的记录，如果上次加载成功，将继续加载应用程序，如果不成功，终端将不会加载程序。

作为具体的技术方案，所述远程终端系统动态加载应用程序时，设定加载最新应用程序的机会次数，如果在有限加载次数内不成功，远程终端系统加载备份的应用程序，如果在有限加载次数内加载成功，远程终端系统将最新的应用程序进行备份。

作为具体的技术方案，所述远程终端系统动态加载应用程序时，如果在有限加载次数内不成功，远程终端系统加载备份的应用程序也加载不成功，远程终端记录本次动态加载不成功。

本发明提供的基于GPRS远程升级及动态加载方法，能对传输断点进行记录，在出现断网、长时间不能登陆服务器、甚至模块重启的情况下，都能保证终端在下次正常登陆服务器的时候继续进行升级工作。其中，对每一个接收的数据块都进行CRC校验，每个数据块都是独立的传输，更方便实现断点续传；数据块协议帧中的帧编号与数据块编号能反应出本次升级的网络状况。此外，远程终端每接收若干个数据块就返回一个接收应答帧，并不是对每接收到的数据块协议帧都返回接收应答，此数据传输方法考虑了GPRS通信的不稳定性，又兼顾了文件升级的效率。再者，远程终端内的操作系统与应用程序是分开编译的，远程终端启动时，操作系统能动态加载应用程序部分，终端每次只需升级应用程序部分即可完成功能升级。

附图说明

图1为本发明实施例提供的方法中远程终端应用程序升级及动态加载的主流程图。

图2为本发明实施例提供的方法中升级文件结构的示意图。

图3为本发明实施例提供的方法中升级过程的基本流程图。

图4为本发明实施例提供的方法中数据块传输的示意图。

图5为本发明实施例提供的方法中动态加载过程的基本流程图。

具体实施方式

图1所示为远程终端应用程序升级及动态加载的主流程图。其中，终端完成升级应用程序后，通过文件名自动识别升级文件是否为应用程序加载文件，如果是应用程序加载文件，则终端会正常重启，重启时系统会动态加载最新的应用程序；如果加载成功，同时对应用程序进行备份。远程终端通过GPRS通信单元登陆到升级主站，升级主站会列出所有已登陆的终端信息，选择需要被升级的终端并设置成自动升级；升级主站会启动如图2的升级基本流程。

如图2所示，升级过程涉及升级主站及远程终端两大部分，远程终端能够通过GPRS登陆到升级主站上。在主站系统内部对每个终端建立信息档案管理。主站能同时管理多个终端，并且对选中的终端自动完成升级工作。升级文件被划分为块的方式传输给终端，每一块都有CRC效验，最后会对整个文件进行CRC效验，以保证文件的正确性。远程终端包含了GPRS通信单元及文件系统；升级过程中，文件系统存储升级会话信息、文件传输信息、升级文件属性、升级数据块掩码及升级文件数据。

具体地，升级会话信息包括会话号、升级密码、超时时间，其中会话号是由日期、模块号组合的唯一编码，终端在以后的所有接收到的升级数据帧都会进行会话号判断，对不同的会话号会返回相应错误。超时时间表示帧超时时间，当发生帧超时时，终端会返回帧超时错误，并重新登陆升级主站。升级文件属性信息包含了文件路径、文件名、文件大小和升级状态；文件路径为绝对路径，文件大小以字节为单位，升级状态保存了传输数据块的大小。升级数据块掩码记录了整个文件数据块传输过程，在新建立升级会话链接时，整个掩码块被初始化为零，到终端接收有数据块时，会按数据块标号将相应掩码位置1。当主站发送完整个文件的数据块时，主站会请求查寻数据块掩码位，对没有置位的相应数据块进行重新发送；直到终端正常接收整个数据块。升级文件数据是将整个数据块按顺序存储起来，当升级完成时，能形成一个整体文件。

结合图2所示，本实施例的升级基本流程如下：

升级流程由主站发起，主站向终端请求建立会话在应用层中定义如下：

单元	操作符	会话号	升级密码	超时时间
					长度(Byte)	1	4	4	1

终端通过识别操作符判断为建立会话请求，并解析出相应会话号、升级密码信息，通过读取升级参数文件，判断会话号，如果会话号不存在或会话不相同，终端将会返回建立新会话信息，同时初始化参数文件。如果会话号相同，将直接请求升级数据块信息。

在GPRS通信中，经常会出现因为网络原因而通信中断，所以必需满足升级文件的断点续传。如果出现通信中断，当终端重新登陆升级主站时，升级主站会重新启动升级流程；特别在一些终端是单芯片解决方案，如果网络长时间不能登陆，整个终端会重启一次，由于升级参数存储于文件系统中，即使终端重启也能进行断点续传。

建立文件连接主要是通知终端升级文件相关信息，具体应用层定义如下表。

单元	操作符	会话号	文件路径	文件名	文件大小	传输属性
							长度(Byte)	1	4	60	32	4	3

传输属性记录了数据块传输相关信息,包括单次传输数据块的大小、数据块总数。

请求数据块信息是升级主站查询终端目前已接收到的数据块，具体应用层定义如下：

单元	操作符	会话号	文件大小	升级状态	已升级块掩码
						长度(Byte)	1	4	4	3	n

升级状态记录了上一次传输状态；已升级块掩码表示已升级的块，其字节数为=块总数/8+1。由低字节到高字节，由低位到高位的顺序分别来表示第1块，第2块，第3块…第n块，具体如下表：

7	6	5	4	3	2	1	0
									8	7	6	5	4	3	2	1	第1字节
16	15	14	13	12	11	10	9	第2字节
									24	23	22	21	20	19	18	17	第3字节
…	…	…	…	…	…	…	…	…
									n*8+8	n*8+7	n*8+6	n*8+5	n*8+4	n*8+3	n*8+2	n*8+1	第n字节

该位为1，表示该块已正常接收；该位为0，表示该块未正常接收。

发送数据块的应用层定义如下：

单元

操作符

会话号

帧编号

块编号

数据长度

数据

CRC校验

长度(Byte)

1

4

2

n

2

主站每发送一次数据块时，帧编号会自动加1；因为网络原因，某些数据块可能需要多次发送数据块协议帧，才能接收成功。

块编号为数据存储时提供了相应的偏移地址；

文件存储偏移地址=块编号×块大小

终端收到整个数据帧后，对数据区进行CRC校验，通过校验以后将数据按偏移地址写入升级文件，长度为数据长度，之后会依据块编号将相应掩码置1并保存。

升级主站通过查询数据块掩码，判断哪些块接收失败，对接收失败的数据块进行重新发送，直到终端正常接收到所有数据块。

当数据块发送完成，升级主站会发送关闭文件传输连接，具体应用层定义如下：

单元	操作符	会话号	升级结果	文件CRC校验
					长度(Byte)	1	4	1	2

升级结果表示主站完成发送数据块；终端会将接收到整个升级进行CRC校验，得到校验值将与主站发过来的校验值进行对比。如果校验值相同，文件升级成功；否则升级失败。终端会将结果返回给升级主站。

完成文件升级以后，主站会发送结束会话命令，终端收到命令后，模块会初始化升级参数，本次升级完成。

图4所示为GPRS远程升级数据块传输示意图；当第一次主站查询数据块掩码后，会不停的发送数据块帧，主站发完20个数据块帧后，继续发送10个数据块帧，同时会等待数据块接收返回帧，10个数据帧发送完后，如果等到了前20个数据块的接收应答帧，则认为网络正常，数据块继续正常发送；如果没有等到前20个数据块的接收应答帧，则认为GPRS网络可能断开，主站会等待终端重新登陆进行断点续传；数据接收应答帧具体定义如下：

单元	操作符	会话号	帧编号块编号
				长度(Byte)	1	4	44

帧编号是当接收满20个数据块协议帧时，该数据块协议帧内的帧编号，这个值返回给升级主站后，主站会重新计算往后应发送多少个数据块帧，并等待数据接收返回帧。

升级主站通过升级文件所需的最大帧编号与最大数据块编号能够反应出本次文件升级的网络状况。

为实现嵌入式系统中应用程序远程升级，终端采用动态加载应用程序；整个过程分为系统部分和应用程序部分，系统部分完成新建任务，注册回调函数，动态加载内容，系统部分在编译时会产生一个所有函数地址列表；应用程序部分通过连接该列表产生应用程序执行文件；系统的动态加载是将执行文件加载到内存中，应用程序直接在内存中运行。

图5所示为本实施例提供的动态加载基本流程图，终端在重启时会从文件系统中读取加载配置文件，文件记录了上次动态加载的记录，如果上次加载成功，将继续加载应用程序，如果不成功，终端将不会加载程序；动态加载的基本函数为：

extern int DYN_LOAD(kal_wchar*libpath);

libpath参数为动态加载的文件名及路径；加载成功时函数会返回大于0的值。

加载最新应用程序有3次机会，如果不成功系统会加载备份的应用程序，如果加载成功，系统会将最新的应用程序进行备份；下次升级不成功时，系统就会加载本次备份的应用程序。如果备份应用程序也加载不成功，终端将会记录本次动态加载不成功。

函数动态调用主要是系统程序调用程序程序内容；具体调用函数如下：

extern int Dynamic_Call(char const *service_name,unsignedsub_function,void*arg);

service_name参数是调用所在的任务名；sub_function参数为调用的子函数。arg参数是函数传递的其它参数。

Claims

1.一种基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，包括：

（1）升级主站与远程终端建立升级会话连接；

（5）应用程序加载成功，对应用程序进行备份。

2.根据权利要求1所述的基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，所述远程终端包含了GPRS通信单元及文件系统；升级过程中，文件系统存储升级会话信息、文件传输信息、升级文件属性、升级数据块掩码及升级文件数据。

3.根据权利要求2所述的基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，所述升级会话信息包括会话号、升级密码、超时时间。

4.根据权利要求3所述的基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，所述会话号是由日期、模块号组合的唯一编码，远程终端在以后的所有接收到的升级数据帧都会进行会话号判断，对不同的会话号会返回相应错误。

5.根据权利要求3所述的基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，所述超时时间表示帧超时时间，当发生帧超时时，远程终端返回帧超时错误，并重新登陆升级主站。

6.根据权利要求2所述的基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，所述升级文件属性信息包含了文件路径、文件名、文件大小和升级状态。

7.根据权利要求6所述的基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，所述文件路径为绝对路径，文件大小以字节为单位，升级状态保存了传输数据块的大小。

8.根据权利要求2所述的基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，所述升级数据块掩码记录了整个文件数据块传输过程，在新建立升级会话链接时，整个掩码块被初始化为零，到远程终端接收有数据块时，会按数据块标号将相应掩码位置1；当主站发送完整个文件的数据块时，主站请求查寻数据块掩码位，对没有置位的相应数据块进行重新发送；直到终端正常接收整个数据块。

9.根据权利要求2所述的基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，所述升级文件数据是将整个数据块按顺序存储起来，当升级完成时，能形成一个整体文件。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，所述远程终端对接收的升级协议帧中的会话号进行判断，如果与之前建立的会话相同，则表示同一会话连接；断点续传也是对保存的会话号与新建的会话号进行判断，如果会话号相同，则从断点继续传输数据块。

11.根据权利要求10所述的基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，在同一个会话连接中建立多次升级文件连接，每次文件连接协议帧中都有带文件名、文件路径、文件大小的信息。

12.根据权利要求10所述的基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，所述远程终端对每一个接收的数据块都进行CRC校验，每个数据块都是独立的传输。

13.根据权利要求2所述的基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，所述远程终端内的操作系统与应用程序是分开编译的，远程终端启动时，通过操作系统动态加载应用程序部分。

14.根据权利要求2或13所述的基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，远程终端系统动态加载应用程序的方法为：远程终端在重启时从文件系统中读取加载配置文件，文件记录了上次动态加载的记录，如果上次加载成功，将继续加载应用程序，如果不成功，终端将不会加载程序。

15.根据权利要求14所述的基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，所述远程终端系统动态加载应用程序时设定加载最新应用程序的机会次数，如果在有限加载次数内不成功，远程终端系统加载备份的应用程序，如果在有限加载次数内加载成功，远程终端系统将最新的应用程序进行备份。

16.根据权利要求15所述的基于GPRS远程升级及动态加载方法，其特征在于，所述远程终端系统动态加载应用程序时，如果在有限加载次数内不成功，远程终端系统加载备份的应用程序也加载不成功，远程终端记录本次动态加载不成功。