CN107301077A - 一种嵌入式设备固件升级系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种嵌入式设备固件升级系统，包括部署于嵌入式设备内的网页服务模块、应用模块和引导模块，以及部署于终端中的网页浏览模块，网页浏览模块与网页服务模块通信连接，其中：网页浏览模块，用于在接收到用户的升级指令时，将目标升级文件发送给网页服务模块；网页服务模块，用于接收网页浏览模块发送的目标升级文件，并将目标升级文件存储于嵌入式设备的存储器中；引导模块，用于从存储器中读取目标升级文件，使用目标升级文件对应用模块的固件进行升级操作。应用本发明实施例所提供的技术方案，降低了嵌入式设备固件升级成本，提高了升级效率。

Description

一种嵌入式设备固件升级系统

技术领域

本发明涉及嵌入式技术领域，特别是涉及一种嵌入式设备固件升级系统。

背景技术

近年来，嵌入式设备因其具有低成本、高可靠性、丰富的代码以及应用程序可扩展性、可移植性等一系列优点，目前已成为工业系统和民用系统的主力军。嵌入式设备作为计算机技术、半导体技术、电子技术以及各个行业的具体应用相结合后的产物，取得了飞速的发展和越来越广泛的应用。

由于对产品可靠性、成本、更新换代等要求的提高，在嵌入式设备的使用过程中需要对其固件进行升级，以满足产品新的需求或者解决使用过程中出现的问题。在现有技术中，通常是通过与嵌入式设备配套的上位机软件实现嵌入式设备固件的升级。上位机软件通常安装在笔记本电脑、台式机等终端中。

不同上位机软件运行所需终端的操作系统可能不同，不同嵌入式设备对应的上位机软件也可能不同。当终端的操作系统发生改变或者嵌入式设备发生改变时，可能就需要重新编写上位机软件，以适应新的操作系统或者新的嵌入式设备固件的升级。这将导致嵌入式设备固件升级成本较高，升级效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种嵌入式设备固件升级系统，以降低嵌入式设备固件升级成本，提高升级效率。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种嵌入式设备固件升级系统，包括部署于嵌入式设备内的网页服务模块、应用模块和引导模块，以及部署于终端中的网页浏览模块，网页浏览模块与网页服务模块通信连接，其中：

网页浏览模块，用于在接收到用户的升级指令时，将目标升级文件发送给网页服务模块；

网页服务模块，用于接收网页浏览模块发送的目标升级文件，并将目标升级文件存储于嵌入式设备的存储器中；

引导模块，用于从存储器中读取目标升级文件，使用目标升级文件对应用模块的固件进行升级操作。

优选的，网页浏览模块，还用于：

在将目标升级文件发送给网页服务模块之前，获得嵌入式设备的第一设备信息；

确定从目标升级文件中读取到的第二设备信息与第一设备信息是否匹配；

如果是，则执行将目标升级文件发送给网页服务模块的步骤。

优选的，网页浏览模块，还用于：

在将目标升级文件发送给网页服务模块之前，将携带目标升级文件长度信息的第一数据发送给网页服务模块；

接收网页服务模块针对第一数据返回的第二数据；

根据第一数据和第二数据，确定网页服务模块接收到的第一数据是否准确；

如果是，则执行将目标升级文件发送给网页服务模块的步骤。

优选的，网页浏览模块，具体用于：

按照设定的帧格式将目标升级文件逐帧发送给网页服务模块；

针对每帧数据，在发送该帧数据后，如果接收到网页服务模块针对该帧数据返回的确认数据，且根据该帧数据和确认数据，确定网页服务模块接收到的该帧数据准确，则继续下一帧数据的发送。

优选的，网页浏览模块，还用于：

在未接收到所述网页服务模块针对该帧数据返回的确认数据，或者确定所述网页服务模块接收到的该帧数据不准确时，重复发送该帧数据。

优选的，网页浏览模块，还用于在将目标升级文件发送给网页服务模块之后，将目标升级文件的第一校验码发送给网页服务模块；

网页服务模块，还用于在将所述目标升级文件存储于嵌入式设备的存储器中之前，接收第一校验码，并根据接收到的目标升级文件，生成第二校验码，确定第一校验码和第二校验码是否一致，如果是，则执行将目标升级文件存储于嵌入式设备的存储器中的步骤。

优选的，引导模块，具体用于：

在确定要对应用模块的固件升级时，从存储器中读取目标升级文件；

将目标升级文件复制到存储器的应用程序区，并对应用模块的固件进行升级操作。

优选的，应用模块，用于在确定要对自身的固件升级时，在存储器的标志区设置升级标志，重启嵌入式设备，以启动引导模块；

引导模块，具体用于根据标志区中是否存在升级标志确定是否要对应用模块的固件进行升级。

优选的，引导模块，还用于：

在对应用模块的固件升级完成后，清除升级标志。

优选的，应用模块，还用于：

在确定要对引导模块的固件升级时，从存储器中读取目标升级文件；

将目标升级文件复制到存储器的引导程序区，并对引导模块的固件进行升级操作。

应用本发明实施例所提供的技术方案，部署于嵌入式设备内的网页服务模块与部署于终端中的网页浏览模块通信连接，网页浏览模块在接收到用户的升级指令时，将目标升级文件发送给网页服务模块，网页服务模块接收并存储目标升级文件，引导模块读取目标升级文件，使用目标升级文件对应用模块的固件进行升级操作。网页浏览模块可以兼容多种操作系统，不受终端操作系统和嵌入式设备的限制，只要嵌入式设备中部署有网页服务模块，其就可以直接与嵌入式设备中的网页服务模块通信，传输目标升级文件，进而实现固件升级，降低了嵌入式设备固件升级成本，提高了升级效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种嵌入式设备固件升级系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中嵌入式设备固件升级系统框架图；

图3为本发明实施例中设定的帧格式的示意图；

图4为本发明实施例中存储器区域分布示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，为本发明实施例所提供的一种嵌入式设备固件升级系统的结构示意图。该系统可以包括以下模块：

部署于嵌入式设备100内的网页服务模块110、引导模块120和应用模块130，以及部署于终端200中的网页浏览模块210，网页浏览模块210与网页服务模块110通信连接，其中：

网页浏览模块210，用于在接收到用户的升级指令时，将目标升级文件发送给网页服务模块110；

网页服务模块110，用于接收网页浏览模块210发送的目标升级文件，并将目标升级文件存储于嵌入式设备100的存储器中；

引导模块120，用于从存储器中读取目标升级文件，使用目标升级文件对应用模块130的固件进行升级操作。

如图2所示，在本发明实施例中，嵌入式设备100中可运行嵌入式操作系统RTOS，在嵌入式设备100中添加支持TCP/IP的LWIP(轻型IP协议)协议栈，可以使网页服务模块110实现Web服务器功能，支持ARP(地址解析协议)和UDP(用户数据报协议)等。通过HTML(超文本标记语言)、JavaScript(一种直译式脚本语言)和jQuery编写Web升级代码，存放在嵌入式设备100中，等待网页浏览模块210的访问。

部署在终端200上的网页浏览模块210具体可以是内置了HTML解析器、JavaScript解析器等多种解析器的浏览器，其可以兼容多种操作系统，该浏览器可以访问本地文件中引导模块120和应用模块130的二进制升级文件。

网页浏览模块210与网页服务模块110通信连接，用户可以通过网页浏览模块210实现对网页服务模块110的访问。网页浏览模块210接收到用户的升级指令时，将目标升级文件发送给网页服务模块110。升级指令中可以携带用户指定的目标升级文件的信息。网页浏览模块210根据升级指令，可以确定要发送给网页服务模块110的目标升级文件。

在实际应用中，网页浏览模块210在将目标升级文件发送给网页服务模块110之前，可以先判断目标升级文件的文件名后缀与网页服务模块110所在的嵌入式设备的固件的文件名后缀是否一致。如果一致，则将目标升级文件发送给网页服务模块110。如果不一致，则表明用户指定的目标升级文件可能有误，可以向用户返回错误提示信息，以使用户查看指定的目标升级文件是否正确。

在本发明的一种具体实施方式中，网页浏览模块210，还可以用于：

在将目标升级文件发送给网页服务模块110之前，获得嵌入式设备100的第一设备信息；

确定从目标升级文件中读取到的第二设备信息与第一设备信息是否匹配；

如果是，则执行将目标升级文件发送给网页服务模块110的步骤。

为便于描述，将以上网页浏览模块210的操作结合起来进行说明。

网页浏览模块210在接收到用户的升级指令后，可以获得嵌入式设备100的第一设备信息，第一设备信息可以包括嵌入式设备100的标识、引导模块120当前固件版本、应用模块130当前固件版本等信息。

在实际应用中，用户在生成目标升级文件时，可以在目标升级文件的固定地址添加该目标升级文件对应的目标嵌入式设备的标识、目标模块、升级版本等第二设备信息。网页浏览模块210可以从目标升级文件中读取到该第二设备信息。

网页浏览模块210将第一设备信息和第二设备信息进行比较，可以确定二者是否匹配。如果匹配，则表明目标升级文件无误，可以执行将目标升级文件发送给网页服务模块110的步骤，如果不匹配，则表明目标升级文件可能存在错误，可以输出相应的错误提示信息，以使用户及时查看。这样能够有效避免选择错误的目标升级文件，而导致嵌入式设备100无法正常运行。

在本发明的一种具体实施方式中，网页浏览模块210，具体用于：

按照设定的帧格式将目标升级文件逐帧发送给网页服务模块110；

针对每帧数据，在发送该帧数据后，如果接收到网页服务模块110针对该帧数据返回的确认数据，且根据该帧数据和确认数据，确定网页服务模块110接收到的该帧数据准确，则继续下一帧数据的发送。

在本发明实施例中，网页浏览模块210在向网页服务模块110发送目标升级文件时，可以将目标升级文件进行分包处理，按照设定的帧格式将目标升级文件逐帧发送给网页服务模块110。

如图3所示，设定的帧格式包含三部分：第一部分为数据相对于升级文件的偏移地址Offset，即当前帧中包含的升级数据在整个升级文件中的位置，第二部分为帧中数据的长度Len，即升级数据的长度，第三部分为实际升级数据Data。

网页浏览模块210将目标升级文件逐帧发送给网页服务模块110，针对每帧数据，网页浏览模块210在发送该帧数据后，网页服务模块110可以返回针对该帧数据的确认数据，具体的，网页服务模块110可以将接收到该帧数据直接作为确认数据返回给网页浏览模块210，还可以对该帧数据进行校验后，将校验数据作为确认数据返回给网页浏览模块210。

网页浏览模块210将确认数据和该帧数据进行比较，可以确定网页服务模块110接收到的该帧数据是否准确。如果准确，则可以进行下一帧数据的发送，如果不准确，则网页浏览模块210可以重新发送该帧数据或者从第一帧数据开始重新发送。在实际应用中，可以设定对于同一帧数据，如果连续三次确定该帧数据和其确认数据都不匹配，则停止发送目标升级文件并向用户发送提示信息。这样，可以保证网页服务模块110接收到的目标升级文件是准确的，避免使用错误的目标升级文件导致嵌入式设备100无法正常运行。

在实际应用中，因网络原因，网页服务模块110可能未及时返回确认数据，则针对每帧数据，网页浏览模块210在未接收到网页服务模块110针对该帧数据返回的确认数据，或者确定网页服务模块110接收到的该帧数据不准确时，可以重复发送该帧数据。以保证传输的目标升级文件的准确性。

网页服务模块110在接收到网页浏览模块210发送的目标升级文件后，可以将其存储在嵌入式设备100的存储器中，具体的可以存储于存储器的升级程序区。存储器具体可以是FLASH，如图4所示，在FLASH起始地址开始，依次设置引导程序区、应用程序区、升级程序区、标志区和其他分区，至FLASH结束地址。

引导模块120是嵌入式设备100每次上电启动时最先运行的模块，负责对应用模块130的固件升级。应用模块130是嵌入式设备100实际运行的模块，用来实现嵌入式设备100的各种功能。引导模块120可以在嵌入式设备100上电复位或者重启后，从其存储器中读取目标升级文件，使用目标升级文件对应用模块130的固件进行升级操作。具体的升级方法为现有技术，本发明实施例对此不再赘述。

应用本发明实施例所提供的技术方案，部署于嵌入式设备内的网页服务模块与部署于终端中的网页浏览模块通信连接，网页浏览模块在接收到用户的升级指令时，将目标升级文件发送给网页服务模块，网页服务模块接收并存储目标升级文件，引导模块读取目标升级文件，使用目标升级文件对应用模块的固件进行升级操作。网页浏览模块可以兼容多种操作系统，不受终端操作系统和嵌入式设备的限制，只要嵌入式设备中部署有网页服务模块，其就可以直接与嵌入式设备中的网页服务模块通信，传输目标升级文件，进而实现固件升级，降低了嵌入式设备固件升级成本，提高了升级效率。

在本发明的一个实施例中，网页浏览模块210还用于：

在将目标升级文件发送给网页服务模块110之前，将携带目标升级文件长度信息的第一数据发送给网页服务模块110；

接收网页服务模块110针对第一数据返回的第二数据；

根据第一数据和第二数据，确定网页服务模块110接收到的第一数据是否准确；

如果是，则执行将目标升级文件发送给网页服务模块110的步骤。

网页浏览模块210接收到用户的升级指令后，可以先将第一数据发送给网页服务模块110。第一数据为携带目标升级文件长度信息的数据。通过第一数据，网页浏览模块210告知网页服务模块110将要发送的目标升级文件的长度。网页服务模块110接收到第一数据后，可以针对第一数据返回第二数据。网页浏览模块210根据第一数据和第二数据，可以确定网页服务模块110接收到的第一数据是否准确。

第二数据可以是形式上和第一数据完全相同的数据，也可以是按照预定的规则，根据第一数据的内容进行相应转换得到的数据。

如果确定网页服务模块110收到的是准确的第一数据，则网页浏览模块210将开始发送目标升级文件到网页服务模块110，如果确定网页服务模块110收到的第一数据不准确，则可以向用户输出相应的提示信息，或者，可以再次发送第一数据，以避免偶然因素造成的数据错误。

在本发明的一个实施例中，网页浏览模块210还可以用于：在将目标升级文件发送给网页服务模块110之后，将目标升级文件的第一校验码发送给网页服务模块110；

网页服务模块110，还用于：在将目标升级文件存储于嵌入式设备100的存储器中之前，接收第一校验码，并根据接收到的目标升级文件，生成第二校验码，确定第一校验码和第二校验码是否一致，如果是，则执行将目标升级文件存储于嵌入式设备100的存储器中的步骤。

在本发明实施例中，网页浏览模块210将整个目标升级文件发送给网页服务模块110之后，可以基于目标升级文件，按照预设的生成规则生成第一校验码，并将第一校验码发送给网页服务模块110。具体的，第一校验码可以是目标升级文件的校验和。

网页服务模块110也可以根据收到的目标升级文件，按照与上述相同的生成规则，生成第二校验码，并根据第一校验码和第二校验码是否一致来确定收到的目标升级文件是否正确。如果第一校验码和第二校验码一致，则可以确定接收到的目标升级文件正确，可以继续执行将目标升级文件存储于嵌入式设备100的存储器中的步骤，同时，网页服务模块110可以向网页浏览模块210返回文件正确信息。如果第一校验码和第二校验码不一致，则接收到的目标升级文件可能存在问题，在这种情况下，可以向网页浏览模块210返回文件错误信息，网页浏览模块210根据该文件错误信息可以重新发送目标升级文件。

在本发明的一种具体实施方式中，引导模块120可以具体用于：

在确定要对应用模块130的固件升级时，从存储器中读取目标升级文件；

将目标升级文件复制到存储器的应用程序区，并对应用模块130的固件进行升级操作。

在本发明实施例中，通过目标升级文件名称或者目标升级文件中包含的信息可以确定目标升级文件指向应用模块130还是引导模块120。应用模块130在运行时，如果确定要对自身的固件升级，则可以在存储器的标志区设置升级标志，重启嵌入式设备100，以启动引导模块120。

引导模块120可以根据标志区中是否存在升级标志确定是否要对应用模块130的固件进行升级，如果标志区中存在升级标志，则可以确定要对应用模块130的固件进行升级，如果标志区中不存在升级标志，则可以触发应用模块130的启动，实现引导程序区到应用程序区的程序跳转，如图4所示。

在确定要对应用模块130的固件升级时，引导模块120可以从存储器中读取目标升级文件，将目标升级文件复制到存储器的应用程序区，对应用模块130的固件进行升级操作。如图4所示，应用程序区用于存放应用模块130的固件。具体的，引导模块120可以在确定要对应用模块130的固件升级时，先擦除应用程序区中数据，之后将读取到的目标升级文件复制到应用程序区，如图4所示，完成对应用模块130的固件升级操作。

需要指出的是，在嵌入式设备100中单独划分出一个扇区来作为标志区会浪费存储空间，在有外部电池为嵌入式设备100进行供电时，可以选择将升级标志存放在嵌入式设备100的静态随机存储器BACK SRAM区域而不是单独划分一个扇区来存放。

引导模块120在对应用模块130的固件升级完成后，还可以清除升级标志。

在本发明的一种具体实施方式中，应用模块130还可以用于：

在确定要对引导模块120的固件升级时，从存储器中读取目标升级文件；

将目标升级文件复制到存储器的引导程序区，并对引导模块120的固件进行升级操作。

本发明的该种实施方式，可以对引导模块120进行固件升级。当应用模块130在运行时，确定需要对引导模块120的固件进行升级，应用模块130可以从存储器中读取相应的目标升级文件，并将目标升级文件复制到引导程序区，如图4所示，完成对引导模块120的固件升级操作。引导程序区用于存放引导模块120的固件。

本发明实施例可以对引导模块120的固件进行升级，可以避免在嵌入式设备100运行过程中，因引导模块120出现问题，导致的固件升级功能的失效。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种嵌入式设备固件升级系统，其特征在于，包括部署于嵌入式设备内的网页服务模块、应用模块和引导模块，以及部署于终端中的网页浏览模块，所述网页浏览模块与所述网页服务模块通信连接，其中：

所述网页浏览模块，用于在接收到用户的升级指令时，将目标升级文件发送给所述网页服务模块；

所述网页服务模块，用于接收所述网页浏览模块发送的所述目标升级文件，并将所述目标升级文件存储于所述嵌入式设备的存储器中；

所述引导模块，用于从所述存储器中读取所述目标升级文件，使用所述目标升级文件对所述应用模块的固件进行升级操作。

2.根据权利要求1所述的嵌入式设备固件升级系统，其特征在于，所述网页浏览模块，还用于：

在所述将目标升级文件发送给所述网页服务模块之前，获得所述嵌入式设备的第一设备信息；

确定从所述目标升级文件中读取到的第二设备信息与所述第一设备信息是否匹配；

如果是，则执行所述将目标升级文件发送给所述网页服务模块的步骤。

3.根据权利要求1所述的嵌入式设备固件升级系统，其特征在于，所述网页浏览模块，还用于：

在所述将目标升级文件发送给所述网页服务模块之前，将携带所述目标升级文件长度信息的第一数据发送给所述网页服务模块；

接收所述网页服务模块针对所述第一数据返回的第二数据；

根据所述第一数据和所述第二数据，确定所述网页服务模块接收到的所述第一数据是否准确；

如果是，则执行所述将目标升级文件发送给所述网页服务模块的步骤。

4.根据权利要求1所述的嵌入式设备固件升级系统，其特征在于，所述网页浏览模块，具体用于：

按照设定的帧格式将目标升级文件逐帧发送给所述网页服务模块；

针对每帧数据，在发送该帧数据后，如果接收到所述网页服务模块针对该帧数据返回的确认数据，且根据该帧数据和所述确认数据，确定所述网页服务模块接收到的该帧数据准确，则继续下一帧数据的发送。

5.根据权利要求4所述的嵌入式设备固件升级系统，其特征在于，所述网页浏览模块，还用于：

在未接收到所述网页服务模块针对该帧数据返回的确认数据，或者确定所述网页服务模块接收到的该帧数据不准确时，重复发送该帧数据。

6.根据权利要求1所述的嵌入式设备固件升级系统，其特征在于，

所述网页浏览模块，还用于在所述将目标升级文件发送给所述网页服务模块之后，将所述目标升级文件的第一校验码发送给所述网页服务模块；

所述网页服务模块，还用于在所述将所述目标升级文件存储于所述嵌入式设备的存储器中之前，接收所述第一校验码，并根据接收到的所述目标升级文件，生成第二校验码，确定所述第一校验码和所述第二校验码是否一致，如果是，则执行所述将所述目标升级文件存储于所述嵌入式设备的存储器中的步骤。

7.根据权利要求1所述的嵌入式设备固件升级系统，其特征在于，所述引导模块，具体用于：

在确定要对所述应用模块的固件升级时，从所述存储器中读取所述目标升级文件；

将所述目标升级文件复制到所述存储器的应用程序区，并对所述应用模块的固件进行升级操作。

8.根据权利要求7所述的嵌入式设备固件升级系统，其特征在于，

所述应用模块，用于在确定要对自身的固件升级时，在所述存储器的标志区设置升级标志，重启所述嵌入式设备，以启动所述引导模块；

所述引导模块，具体用于根据所述标志区中是否存在所述升级标志确定是否要对所述应用模块的固件进行升级。

9.根据权利要求8所述的嵌入式设备固件升级系统，其特征在于，所述引导模块，还用于：

在对所述应用模块的固件升级完成后，清除所述升级标志。

10.根据权利要求1至9任一项所述的嵌入式设备固件升级系统，其特征在于，所述应用模块，还用于：

在确定要对所述引导模块的固件升级时，从所述存储器中读取所述目标升级文件；

将所述目标升级文件复制到所述存储器的引导程序区，并对所述引导模块的固件进行升级操作。