CN107797812B - 一种充电机远程在线升级方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种充电机远程在线升级方法及系统，充电服务平台向充电机下发升级指令，根据充电机的运行状态确定是否要升级；若确定要升级，充电服务平台将原始升级文件分解成至少两个目标程序数据块；将每个目标程序数据块按顺序发送给充电控制器，并均存储到充电控制器的存储单元中；数据发送的过程中，计算各个目标程序数据块的校验码，将校验码与充电服务平台发送的对应的校验码进行比较，若一致，则继续发送下一包升级数据；若不一致，则重新发送数据；充电控制器将接收到的各目标程序数据块组合进行升级。本发明传输过程具有多重校验，提高了充电机软件升级的实时性、高效性和便利性，增强可维护性，满足客户持续变化的需求。

Description

一种充电机远程在线升级方法及系统

技术领域

本发明属于电动汽车充电技术领域，特别涉及一种充电机远程在线升级方法及系统。

背景技术

随着现代科学技术水平的不断提高，人们对于资源的利用也越来越多，面对日益增多的能源需求，人们开始对新能源进行开发和利用，其中新能源汽车也随之出现，且随着国家及地方关于新能源汽车的政策频频出台，国内电动汽车保有量必将带来爆发式增长。

随着电动汽车的不断普及，电动汽车的充电问题也随之出现了，目前必须建立足够多的充电桩来解决这些电动车的供电问题，因此，我国电动汽车充电机的建设规模也越来越大，其高建设成本问题以及对众多充电桩的管理问题也随之出现，且充电桩在软件升级时的实时性、高效性、便利性、可维护性等方面还存在明显不足。

充电桩的充电程序由于长时间无法进行升级，导致电动汽车在使用充电桩的过程中出现很多问题，不仅影响电动汽车的充电速度，而且影响充电桩的安全问题。目前，市场已建成的传统充电机不具备产品在线升级能力，且具有离散性的特点，一旦出现升级需求，需要运维人员赶到充电机安装地，现场拆机，对每个充电机顺次进行软件现场升级。随着电动汽车充电机的不断发展，为了能够满足客户持续变化的需求，延长产品的生命周期，改善系统的性能，充电机产品需要具备在线升级能力，具有远程在线升级的充电机设计成为必然趋势。

例如，公开号为“CN107040590”，名称为“一种新型充电桩的远程升级方法”的中国专利文件公开了一种充电桩的远程在线升级方法，该方法在发送升级文件时是整包的发送，在升级完成后，若发现升级数据不正确，需要将升级数据全部重传，其升级效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种充电机远程在线升级方法及系统，用于解决现有充电机的远程在线升级方法升级效率低的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种充电机远程在线升级方法，包括如下步骤：

1)充电服务平台向充电机下发升级指令，根据充电机的运行状态确定是否要升级；

2)若确定要升级，充电服务平台将原始升级文件分解成至少两个目标程序数据块；

3)将每个目标程序数据块按顺序发送给充电控制器，并均存储到充电控制器的存储单元中；数据发送的过程中，计算从分组首地址开始在各地址上加上偏移量，得到各个目标程序数据块的校验码，将所述校验码与充电服务平台发送的对应的校验码进行比较，若一致，则继续发送下一包升级数据，直到运行区的全部升级数据发送完毕为止；若不一致，则重新发送数据；

4)充电控制器将接收到的各目标程序数据块组合，得到升级文件进行升级。

进一步地，所述存储单元被分成启动区、标志区、下载区及运行区，所述启动区用于存储升级数据启动程序；所述标志区用于存储升级数据搬运标志；所述下载区用于存储各目标程序数据块；所述运行区用于运行组合后的升级数据文件。

进一步地，步骤4)中将各目标程序数据块组合后，计算下载区全部数据的校验码，将下载区存储的全部数据的校验码与原始升级数据校验码进行比较，若校验码一致，则将下载区存储的全部数据发送到充电控制器的运行区，完成升级。

进一步地，若校验码一致，充电服务平台发送复位指令，产生升级数据搬运标志，根据搬运标志将下载区存储的全部数据搬运到充电控制器的运行区。

进一步地，在升级的过程中，通信发生中断又恢复后，检测通信恢复前已经发送的目标程序数据块的数量，并继续发送未完成的目标程序数据块。

进一步地，在升级的过程中，充电服务平台向充电机发送心跳报文，充电机收到心跳报文后进行回复。

进一步地，充电机收到心跳报文后，检测充电机是否在运行，若检测充电机正在运行，则停止远程升级；若检测到充电机未运行，则启动目标程序下载命令。

一种充电机远程在线升级系统，包括充电服务平台及充电控制器，所述充电控制器设置有存储单元；

所述充电服务平台向充电机下发升级指令，根据充电机的运行状态确定是否要升级；若确定要升级，充电服务平台将原始升级文件分解成至少两个目标程序数据块；将每个目标程序数据块按顺序发送给充电控制器，并均存储到充电控制器的存储区中；数据发送的过程中，计算从分组首地址开始在各地址上加上偏移量，得到各个目标程序数据块的校验码，将所述校验码与充电服务平台发送的对应的校验码进行比较，若一致，则继续发送下一包升级数据，直到运行区的全部升级数据发送完毕为止；若不一致，则重新发送数据；

所述充电控制器将接收到的各目标程序数据块组合，得到升级文件进行升级。

进一步地，所述存储单元包括启动区、标志区、下载区及运行区，所述启动区用于存储升级数据启动程序；所述标志区用于存储升级数据搬运标志；所述下载区用于存储各目标程序数据块；所述运行区用于运行组合后的升级数据文件。

进一步地，充电控制器将各目标程序数据块组合后，计算下载区全部数据的校验码，将下载区存储的全部数据的校验码与原始升级数据校验码进行比较，若校验码一致，则将下载区存储的全部数据发送到充电控制器的运行区，完成升级。

本发明的有益效果是：

本发明将原始升级数据文件分成若干个目标程序数据块，然后将每个目标程序数据块按顺序发送给充电控制器，在发送的过程中，若检测到某个目标程序数据块是错误的，则重新发送数据，本发明的方法升级效率高，大大降低了运维成本，增强了充电机的可维护性，传输过程具有多重校验，提高了充电机软件升级的实时性、高效性和便利性，增强可维护性。满足客户持续变化的需求，延长产品的生命周期，改善了系统的性能。

本发明对升级数据分区存储，避免了数据间的相互干扰，本发明还具备通讯中断恢复后断点续传的能力。

附图说明

图1为本发明的充电机远程在线升级系统结构图；

图2为本发明的充电机的充电控制器的结构示意图；

图3为本发明的充电机的充电控制器内Flash划分示意图；

图4为本发明的目标程序升级过程流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

本发明针对现有充电系统的不足，提出一种充电机远程在线升级方法和系统。此方法和系统用以解决现有充电机不能满足客户持续变化需求、维护成本高及可维护性差的问题，实现了充电机的远程在线升级，降低了运维成本，增强了充电机的可维护性，对电动汽车行业的发展起到极好的推动作用。且本发明的一次远程升级更新过程，可以同时更新多个充电机的升级程序，每个充电机都使用同一个升级目标程序，多个充电机之间的升级可以并行进行。

对于现有技术中的充电机软件升级方法和系统，由于在需要升级充电机软件时，需要运维人员赶到充电机安装地，对充电机中的控制单元单独进行软件烧写，并且需要对每个充电机依次进行软件升级，无法同时、并行进行，费时费力。

而对于本发明的充电机远程在线升级方法和系统，在充电机需要升级软件时，可以首先把待升级的目标文件放到设在远程并能通过无线网络接入而与充电机相连接的充电服务平台，该充电服务平台与充电控制器之间设有相互认可的通讯协议以使充电服务平台与充电机之间能够实现数据交换，各种通讯方式均可以实现升级操作，具有灵活性。充电服务平台向充电机发送升级目标文件及其升级指令，充电机进行软件升级，此种升级方法不需要运维人员赶到充电机安装地，就可以对不同地区，离散安装的多个充电机同时、并行进行软件升级，大大降低了运维成本，增强了充电机的可维护性，升级过程具有多重校验，具备通讯中断恢复后断点续传的能力。

本发明涉及一种充电机远程在线升级系统，系统框图如图1所示，主要包括充电服务平台和充电机两大部分，充电机包括充电控制器，如图2和图3所示，充电控制器包括主控芯片、远程通信接口；主控芯片与远程通信接口相连接；程序存储器采用主控芯片片内Flash，该程序存储器划分为四个区，四个子区域分别是用来存储升级数据启动程序的启动区；用来存储搬运标志的标志区，该标志存在则表示要把下载区的内容搬运到运行区；用来存储组合后的升级数据的运行区；用来存放各目标程序数据块的下载区。其中运行区和下载区空间大小一致。该远程在线升级系统具有设在远程并能通过无线网络接入而与充电机相连接的充电服务平台，该充电服务平台与充电机之间设有相互认可的通讯协议以使充电服务平台与充电机之间能够实现数据交换，充电服务平台向充电机发送升级目标文件及其升级指令，充电机进行软件升级。

本发明的一种充电机远程在线升级方法，如图4所示，包括如下步骤：

a.首先充电服务平台周期发送心跳报文，充电机收到心跳之后进行回复，心跳报文用来保证在线下载时，待升级的充电机都是在线的。注意，充电机本身的业务协议可能含有自己的心跳报文，不同协议中的心跳报文可以并存。

b.充电服务平台发送启动下载命令，充电机收到启动下载命令后，根据是否在做业务处理，判断能否允许下载，在做业务处理时，不允许远程升级；空闲时，解锁片内Flash，远程升级后续步骤才能进行。

c.充电服务平台发送索要区间命令，充电机在收到索要区间命令后，根据自身Flash的地址区间划分，回复运行区的位置和大小，后台收到运行区的区间后，可以申请与之等大的缓冲区，并用0xFF填充全部字节。读取原始升级目标文件后，将其中的有效数据(hex文件中运行区的数据)更新到缓冲区中，“窟窿”(目标程序中没有数据的地址空间)字节则保留为0xFF。

d.充电服务平台将缓冲区的所有数据，进行分组，将升级目标文件分解为若干个目标程序数据块，启动组包命令。充电机在收到启动组包命令后，记下分组的首地址以备后用，加上偏移量后，擦除下载区域对应地址开始的特定大小的空间，并向充电服务平台回复擦除成功或失败。

e.充电服务平台收到充电机回复启动组包命令后，验证擦除状态，若验证失败，则终止流程，失败原因为装置内Flash损坏；若验证成功，则进入拆包发送流程，此时，充电服务平台开始发送数据报文(充电服务平台缓冲区的数据)，充电机在收到数据报文后，在地址上加偏移量，将本条数据烧写到下载区的对应地址处。充电机对充电服务平台发送的数据报文不进行回复。

f.充电服务平台在发送整包的全部数据后(包括由于包内数据全部为0xFF，而导致实际没有发送任何数据的情况)，计算整包校验码，发送完成组包命令。充电机在收到完成组包命令后，计算从分组首地址开始，在地址上加偏移量，得到特定大小空间数据的校验码，判断与充电服务平台发送来的校验码的一致性。充电机校验未通过时，需要擦除这个分组内的数据，然后从某个地址开始，重新索要数据。充电机校验后，向充电服务平台回复完成组包命令，充电服务平台检查校验结果，若校验成功，则继续发送下一包数据，直到缓冲区的区间结尾(缓冲区的数据包括目标程序中的有效数据和不存在的数据)全部发送完毕为止；若校验失败，则从“重新索要的首地址”处重新启动组包；若擦除失败，则终止流程，宣告失败。

g.充电服务平台向充电机发送运行区的校验码，充电机在收到命令后，计算下载区全部数据的校验码。比较两个校验码，若二者一致，则擦除标志区，把2字节常量，烧写在标志区约定的起始位置，充电机向充电服务平台回复区间校验命令，并将各目标程序数据块存储到下载区。

h.充电服务平台收到充电机传回的区间校验成功码后，发送立即复位命令，并停止发送心跳报文。充电机在收到复位命令后，在充电控制器启动区的特定地址烧写特定数据，作为搬运标志。充电控制器调用复位函数，重启。充电机中充电控制器片内Flash的启动区检测到搬运标志，则擦除充电机片内Flash运行区，将下载区的内容搬运到充电机片内Flash运行区，检验搬运是否成功，若成功，则清除搬运标志，否则，重新搬。片内Flash的启动区跳转到充电机片内Flash运行区，充电机将分解的目标程序数据块合并还原为升级目标文件，充电控制器的新程序正式运行，完成升级。

升级目标程序为充电服务平台发送的目标程序；该目标程序的数据块顺次从充电服务平台传送到充电机，这个过程允许发生通信中断，通信恢复之后，充电服务平台可以查询到正在传送的升级包的数据块数量，并继续发送未完成的目标程序数据块。

在充电服务平台与充电机之间制定有一个通讯协议，该通讯协议使得充电服务平台和充电机之间可以交换数据。升级目标程序按照该种通讯协议方式由充电服务平台传送到充电机。该通讯协议能够支持多种通讯方式，可以是TCP/UDP、GPRS/CDMA等，只要能够实现充电服务平台与充电机交换数据的通讯方式都能够完成在线目标程序的传输。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种充电机远程在线升级方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）充电服务平台向充电机下发升级指令，根据充电机的运行状态确定是否要升级；

2）若确定要升级，充电服务平台发送索要区间命令，充电机在收到索要区间命令后，根据自身Flash的地址区间划分，向充电服务平台回复运行区的位置和大小；充电服务平台收到运行区的区间后，申请与运行区等大的缓冲区，读取原始升级目标文件后，将其中的有效数据更新到缓冲区中；充电服务平台将缓冲区的所有数据，进行分组，将升级目标文件分解为至少两个目标程序数据块，启动组包命令；充电机在收到启动组包命令后，记下分组的首地址以备后用，加上偏移量后，擦除下载区对应地址开始的特定大小的空间，并向充电服务平台回复擦除成功或失败；充电服务平台收到充电机回复启动组包命令后，验证擦除状态，若验证失败，则终止流程；若验证成功，则进入拆包发送流程，此时，充电服务平台开始发送数据报文，充电机在收到数据报文后，在地址上加偏移量，将本条数据烧写到下载区的对应地址处；

3）充电服务平台在发送整包的全部数据后，计算整包校验码，发送完成组包命令；充电机在收到完成组包命令后，计算从分组首地址开始，在地址上加偏移量，得到特定大小空间数据的校验码，判断与充电服务平台发送来的校验码的一致性；充电机校验未通过时，需要擦除这个分组内的数据，然后从某个地址开始，重新索要数据；充电机校验后，向充电服务平台回复完成组包命令，充电服务平台检查校验结果，若校验成功，则继续发送下一包数据，直到缓冲区的区间结尾全部发送完毕为止；若校验失败，则从“重新索要的首地址”处重新启动组包；若擦除失败，则终止流程，宣告失败；

4）充电控制器将接收到的各目标程序数据块组合，得到升级文件进行升级；步骤4）中将各目标程序数据块组合后，计算下载区全部数据的校验码，将下载区存储的全部数据的校验码与原始升级数据校验码进行比较，若校验码一致，则将下载区存储的全部数据发送到充电控制器的运行区，完成升级。

2.根据权利要求1所述的充电机远程在线升级方法，其特征在于，若校验码一致，充电服务平台发送复位指令，产生升级数据搬运标志，根据搬运标志将下载区存储的全部数据搬运到充电控制器的运行区。

3.根据权利要求1所述的充电机远程在线升级方法，其特征在于，在升级的过程中，通信发生中断又恢复后，检测通信恢复前已经发送的目标程序数据块的数量，并继续发送未完成的目标程序数据块。

4.根据权利要求1所述的充电机远程在线升级方法，其特征在于，在升级的过程中，充电服务平台向充电机发送心跳报文，充电机收到心跳报文后进行回复。

5.根据权利要求4所述的充电机远程在线升级方法，其特征在于，充电机收到心跳报文后，检测充电机是否在运行，若检测充电机正在运行，则停止远程升级；若检测到充电机未运行，则启动目标程序下载命令。

6.一种充电机远程在线升级系统，其特征在于，包括充电服务平台及充电控制器，所述充电控制器设置有存储单元；

所述充电服务平台向充电机下发升级指令，根据充电机的运行状态确定是否要升级；若确定要升级，充电服务平台发送索要区间命令，充电机在收到索要区间命令后，根据自身Flash的地址区间划分，向充电服务平台回复运行区的位置和大小；充电服务平台收到运行区的区间后，申请与运行区等大的缓冲区，读取原始升级目标文件后，将其中的有效数据更新到缓冲区中；充电服务平台将缓冲区的所有数据，进行分组，将升级目标文件分解为至少两个目标程序数据块，启动组包命令；充电机在收到启动组包命令后，记下分组的首地址以备后用，加上偏移量后，擦除下载区对应地址开始的特定大小的空间，并向充电服务平台回复擦除成功或失败；充电服务平台收到充电机回复启动组包命令后，验证擦除状态，若验证失败，则终止流程；若验证成功，则进入拆包发送流程，此时，充电服务平台开始发送数据报文，充电机在收到数据报文后，在地址上加偏移量，将本条数据烧写到下载区的对应地址处；充电服务平台在发送整包的全部数据后，计算整包校验码，发送完成组包命令；充电机在收到完成组包命令后，计算从分组首地址开始，在地址上加偏移量，得到特定大小空间数据的校验码，判断与充电服务平台发送来的校验码的一致性；充电机校验未通过时，需要擦除这个分组内的数据，然后从某个地址开始，重新索要数据；充电机校验后，向充电服务平台回复完成组包命令，充电服务平台检查校验结果，若校验成功，则继续发送下一包数据，直到缓冲区的区间结尾全部发送完毕为止；若校验失败，则从重新索要的首地址处重新启动组包；若擦除失败，则终止流程，宣告失败；

所述充电控制器将接收到的各目标程序数据块组合，得到升级文件进行升级；充电控制器将各目标程序数据块组合后，计算下载区全部数据的校验码，将下载区存储的全部数据的校验码与原始升级数据校验码进行比较，若校验码一致，则将下载区存储的全部数据发送到充电控制器的运行区，完成升级。

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