CN105279001A - 一种用于网络终端设备的软件远程升级方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于网络终端设备的软件远程升级方法，有效的解决了远程更新设备固件的问题，大大减轻了设备维护的工作，进而降低维护的成本。在设备上移植LwIP协议栈，使设备支持TCP/IP协议通信；设备在运行过程中，一直保持和远端的服务器有Socket连接；服务器管理连接上来的设备，并保存远端设备传输到服务器的数据；服务器存储设备升级固件版本，用于下发固件至设备；当设备接收到升级指令后，进行升级步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于网络终端设备的软件远程升级方法，主要适用于嵌入式网络设备的软件更新，特别适用于物联网领域的嵌入式网络设备的软件更新。
背景技术
随着信息技术的飞速发展，用户对于产品的使用需求也越来越多样化。如何维护升级市场长的产品也是生产商需要面对的一个问题，目前大多数嵌入式系统是不支持软件升级的，在出现问题后只能现场解决或者产品召回，维护成本较高，并且如果维护不及时则有可能面临被客户替换掉的风险，进而失去客户资源。
申请号为201410406157.4的中国专利公开了一种嵌入式软件在线升级方法，在嵌入式设备的存储器中设置主分区和更新区，分别用于独立引导设备启动和更新，并根据更新标记来决定启动新的版本或退回升级前的状态。该方法在可操作性、成本、经济效应方面仍有待改善。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种用于网络终端设备的软件远程升级方法，有效的解决了远程更新设备固件的问题，大大减轻了设备维护的工作，进而降低维护的成本。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于网络终端设备的软件远程升级方法，其特征在于：
在设备上移植LwIP协议栈，使设备支持TCP/IP协议通信；
设备在运行过程中，一直保持和远端的服务器有Socket连接；服务器管理连接上来的设备，并保存远端设备传输到服务器的数据；服务器存储设备升级固件版本，用于下发固件至设备；
当设备接收到升级指令后，进行如下升级步骤：
（1）、设备创建一个新的Socket连接，连接到服务器的升级端口，连接成功后发送HTTPGet请求；
（2）、服务器接收到HTTPGet请求后，对比设备版本与固件版本，应答设备版本较低的设备；
（3）、设备通过HTTPGet从服务器下载升级数据，并在本地FLASH存储器中暂存；下载完毕后关闭Socket连接；
（4）、设备读取下载固件信息，首先读取数据长度及校验信息；校验通过，将固件更新至设备FLASH中；设备FLASH分三个分区，第一分区为Boot区，用来判断执行第二分区或者第三分区的固件；第二分区与第三分区在使用上相同，都用来存储应用固件，当设备固件在第二分区运行时，将新的固件更新至第三分区；当设备运行在第三分区，将新的固件更新至第二分区，更新完毕后，统一由Boot区完成跳转；
该步骤中，设备使用CRC校验方式校验接收到的数据，再次确保数据的准确性和完整性，只有在校验通过时才会对设备软件进行更新；
（5）、升级完毕后，软件重启设备，执行Boot区固件完成到新固件的跳转，设备运行新的固件，连接登录服务器，设备升级成功。
本发明所述的设备为多台。
本发明所述的设备为嵌入式设备。
本发明所述的设备采用Cortex-M3系列处理器。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、首先是实现了设备的远程升级，满足了技术应用的这一需求；其次是降低了设备成本，最大化的提高了设备的经济效益。
2、设备支持远程升级，就使远程批量升级设备成为了可能，能够控制批量升级远程的设备对于企业来说是重要的，对于已经发售了万、亿台设备的企业对此需求尤为明显，这对设备的集中管理与控制到了关键的作用，在产品出现软件问题或者用户对产品有新需求时，就能够做到快速、便捷的对设备批量升级，使其支持新需求；
3、设备采用主流的Cortex-M3系列处理器，这个系列的处理器目前已经是很具有竞争力的嵌入式处理器，能够在此系列处理器上开发符合用户使用需求的设备，本身已经做到了经济效益的最大化，经济效益在一定程度上体现了企业的核心竞争力。
附图说明
图1为本发明实施例的系统框架图。
图2为本发明实施例的设备框架图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
本发明是一项基于嵌入式处理器网络升级的方法，有效的解决了远程更新设备固件的问题，大大减轻了设备维护的工作，进而降低维护的成本。网络升级即通过网络数据传输的方式将设备的软件进行更新，更新的目的可以是新功能的添加或者系统BUG的修复。网络升级的技术难点在于：利用嵌入式设备自身有限的资源实现TCP/IP协议通信，利用网络通信收发数据，并保证数据在传输过程中的准确性、完整性、安全性；并且在接收到数据后校验数据，双重保证数据的准确性和完整性，保证设备能够成功升级。
本发明实施例在设备上移植LwIP协议栈，使设备支持TCP/IP协议通信。LwIP协议栈是一个轻量级的TCP/IP协议栈，它裁剪了标准的TCP/IP协议栈，只保留了一些基本功能，使其能够运行在硬件资源比较紧缺的嵌入式设备上。
数据传输采用互联网上广泛应用的HTTP协议，传输过程中的准确性、完整性、安全性均有HTTP协议本身来保证。
设备在运行过程中，一直保持和远端的服务器有Socket连接。服务器管理连接上来的设备，并保存远端设备传输到服务器的数据。服务器存储设备升级固件版本，用于下发固件至设备。
当设备接收到升级指令后，进行如下升级步骤：
（1）、设备创建一个新的Socket连接，连接到服务器的升级端口，连接成功后发送HTTPGet请求；
Socket通常也称作“套接字”，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通常通过“套接字”向网络发出请求或应答网络请求。
套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。
应用层通过传输层进行数据通信时，TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP／IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应用层可以和传输层通过Socket接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。
（2）、服务器接收到HTTPGet请求后，对比设备版本与固件版本，应答设备版本较低的设备；
（3）、设备通过HTTPGet从服务器下载升级数据，并在本地FLASH存储器中暂存；下载完毕后关闭Socket连接；
（4）、设备读取下载固件信息，首先读取数据长度及校验信息；校验通过，将固件更新至设备FLASH中；设备FLASH分三个分区，第一分区为Boot区，用来判断执行第二分区或者第三分区的固件；第二分区与第三分区在使用上相同，都用来存储应用固件，当设备固件在第二分区运行时，将新的固件更新至第三分区；当设备运行在第三分区，将新的固件更新至第二分区，更新完毕后，统一由Boot区完成跳转；
该步骤中，使用CRC校验方式校验接收到的数据，再次确保数据的准确性和完整性，只有在校验通过时才会对设备软件进行更新，大大降低了升级出错的概率，保证了网络升级设备的可靠性；
步骤（4）主要是为了校验获取网络数据的完整性、准确性。错误的数据造成的结果就是数据更新失败，设备运行不正常。所以，首先检验数据的准确性，然后在将正确的数据更新至将要运行的区域，然后跳转至该运行区域执行。正在运行的区域是不能够更新固件的，因为这样会导致正在运行的设备出错。必须将固件更新到非运行的区域，然后通过Boot区检测新固件区域，进而执行新区域的固件代码。
（5）、升级完毕后，软件重启设备，执行Boot区固件完成到新固件的跳转，设备运行新的固件，连接登录服务器，设备升级成功。
上述设备可为多台。
上述设备为嵌入式设备；设备电路包含三块：MCU（主控芯片）、网卡芯片、存储芯片。
MCU为主控核心，主要用于处理业务逻辑，接收命令、返回执行状态等。网卡芯片主要辅助主控芯片收发网络数据。存储芯片主要用于暂存网络接收到的升级包，节省主控的存储资源。
上述设备采用Cortex-M3系列处理器。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。
Claims (4)
1.一种用于网络终端设备的软件远程升级方法，其特征在于：
在设备上移植LwIP协议栈，使设备支持TCP/IP协议通信；
设备在运行过程中，一直保持和远端的服务器有Socket连接；服务器管理连接上来的设备，并保存远端设备传输到服务器的数据；服务器存储设备升级固件版本，用于下发固件至设备；
当设备接收到升级指令后，进行如下升级步骤：
（1）、设备创建一个新的Socket连接，连接到服务器的升级端口，连接成功后发送HTTPGet请求；
（2）、服务器接收到HTTPGet请求后，对比设备版本与固件版本，应答设备版本较低的设备；
（3）、设备通过HTTPGet从服务器下载升级数据，并在本地FLASH存储器中暂存；下载完毕后关闭Socket连接；
（4）、设备读取下载固件信息，首先读取数据长度及校验信息；校验通过，将固件更新至设备FLASH中；设备FLASH分三个分区，第一分区为Boot区，用来判断执行第二分区或者第三分区的固件；第二分区与第三分区在使用上相同，都用来存储应用固件，当设备固件在第二分区运行时，将新的固件更新至第三分区；当设备运行在第三分区，将新的固件更新至第二分区，更新完毕后，统一由Boot区完成跳转；
该步骤中，设备使用CRC校验方式校验接收到的数据，再次确保数据的准确性和完整性，只有在校验通过时才会对设备软件进行更新；
（5）、升级完毕后，软件重启设备，执行Boot区固件完成到新固件的跳转，设备运行新的固件，连接登录服务器，设备升级成功；
所述的设备为嵌入式设备。
2.根据权利要求1所述的用于网络终端设备的软件远程升级方法，其特征在于：所述的设备为多台。
3.根据权利要求1或2所述的用于网络终端设备的软件远程升级方法，其特征在于：所述的设备采用Cortex-M3系列处理器。
4.根据权利要求1或2所述的用于网络终端设备的软件远程升级方法，其特征在于：所述的设备为嵌入式设备。
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