CN108337120A - 一种物联网终端设备的远程升级方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种物联网终端设备的远程升级方法。所述方法包括：物联网终端设备登陆设备管理服务器，订阅升级主题的消息；设备管理服务器发布升级主题的升级指令；物联网终端设备接收所述升级指令并进行校验，校验合格后接收设备管理服务器发送的升级程序数据，并将所述升级程序数据保存到存储器；物联网终端设备从所述存储器中读取保存的升级程序数据并进行校验，校验合格后进行升级操作。本发明采用MQTT协议进行通信，利用MQTT协议的主题消息订阅与发布功能，设备管理服务器只需发布一次升级主题消息，所有订阅了所述升级主题消息的物联网终端设备都能收到这一消息，能够方便地实现大批量物联网终端设备的远程升级。

Description

一种物联网终端设备的远程升级方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域、物联网领域和嵌入式系统领域，具体涉及一种物联网终端设备的远程升级方法。

背景技术

目前，在国家互联网+战略的引导下，物联网在国内交通、环保等方面已经有了飞速的发展，其技术与服务日趋成熟。基于物联网的智能终端设备的使用需求量也越来越广泛，这些智能终端设备一般功能相对少，并且成本较低，因此在选用中央处理器时，一般选用RAM容量和Flash容量小以及GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出)管脚少的芯片。对于一个使用MQTT(Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输)作为传输协议的物联网终端设备，基于中央处理器RAM容量的限制，不能使用大多数生产厂家使用的FTP(File Transfer Protocol，文件传输协议)远程下载方案，当终端设备出现软件bug或者需要增加软件功能必须进行程序升级时，需要专业技术人员携带编程工具去现场实现程序升级，或者返厂进行程序升级后再送到现场使用。这样不仅会浪费人力、物力和财力，而且会延误用户对产品的使用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种物联网终端设备的远程升级方法，利用MQTT传输协议的主题消息订阅与发布方式，能够实现大批量物联网终端设备的远程升级操作。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种物联网终端设备的远程升级方法，包括以下步骤：

物联网终端设备登陆设备管理服务器，订阅升级主题的消息，物联网终端设备与设备管理服务器之间按照MQTT传输协议进行通信；

设备管理服务器发布升级主题的升级指令；

物联网终端设备接收所述升级指令并进行校验，校验合格后接收设备管理服务器发送的升级程序数据，并将所述升级程序数据保存到存储器；

物联网终端设备从所述存储器中读取保存的升级程序数据并进行校验，校验合格后进行升级操作。

进一步地，所述设备管理服务器发布的升级指令包括：物联网终端设备名称，CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)校验码，升级程序长度。

更进一步地，所述物联网终端设备接收所述升级指令并进行校验，校验合格后接收设备管理服务器发送的升级程序数据，并将所述升级程序数据保存到存储器，具体包括：

物联网终端设备接收所述升级指令；

进行CRC校验，若CRC校验未通过，舍弃接收到的升级指令；

若CRC校验通过，进一步验证所述物联网终端设备的名称与接收到的升级指令中的物联网终端设备名称是否相同，如果不同，舍弃所述升级指令；如果相同，向设备管理服务器发送应答信号；

设备管理服务器收到所述应答信号后，向物联网终端设备按帧发送升级程序数据；

物联网终端设备对接收到的每帧升级程序数据进行CRC校验，如果CRC校验通过，将该帧升级程序数据按帧的序号存入存储器，并向设备管理服务器发送应答信号，开始下一帧升级程序数据的发送与接收，直到接收完全部升级程序数据。

更进一步地，所述物联网终端设备从所述存储器中读取保存的升级程序数据并进行校验，校验合格后进行升级操作，具体包括：

物联网终端设备从所述存储器中读取保存的升级程序数据；

根据升级指令中的升级程序长度，针对读出的升级程序数据计算CRC校验码；

比较计算得到的CRC校验码与升级指令中的CRC校验码是否相同，如果相同，重启所述物联网终端设备，将所述升级程序数据保存到程序存储区，实现所述物联网终端设备的远程升级。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提出的一种物联网终端设备的远程升级方法，通过物联网终端设备登陆设备管理服务器，订阅升级主题的消息，设备管理服务器发布升级主题的升级指令，物联网终端设备接收所述升级指令并进行校验，校验合格后接收设备管理服务器发送的升级程序数据，并将所述升级程序数据保存到存储器，物联网终端设备从所述存储器中读取保存的升级程序数据并进行校验，校验合格后进行升级操作，实现了物联网终端设备的远程升级。由于物联网终端设备与设备管理服务器之间按照MQTT传输协议进行通信，不需要增加额外的升级协议，例如通用的FTP(File Transfer Protocol，文件传输协议)升级协议。利用MQTT协议的主题消息订阅与发布功能，设备管理服务器只需发布一次升级主题消息，所有订阅了所述升级主题消息的物联网终端设备都能收到这一消息，能够方便地实现大批量物联网终端设备的远程升级。

附图说明

图1为本发明实施例一种物联网终端设备的远程升级方法涉及的物联网终端设备与设备管理服务器的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明实施例一种物联网终端设备的远程升级方法，包括以下步骤：

步骤101，物联网终端设备登陆设备管理服务器，订阅升级主题的消息，物联网终端设备与设备管理服务器之间按照MQTT传输协议进行通信；

步骤102，设备管理服务器发布升级主题的升级指令；

步骤103，物联网终端设备接收所述升级指令并进行校验，校验合格后接收设备管理服务器发送的升级程序数据，并将所述升级程序数据保存到存储器；

步骤104，物联网终端设备从所述存储器中读取保存的升级程序数据并进行校验，校验合格后进行升级操作。

本实施例涉及到物联网终端设备与设备管理服务器，它们的连接示意图如图1所示。1部设备管理服务器可以连接多台物联网终端设备，支持大批量物联网终端设备的远程升级。物联网终端设备中安装了用于GPRS通信的模块，如M6311模块、SIM900模块和M72D模块，可以基于无线IP的方式连接到设备管理服务器所在的公网IP地址。

在步骤101中，物联网终端设备通过GPRS拨号的方式，连接到设备管理服务器所在的公网IP地址以及监听的端口号上，TCP连接成功后，根据设备ID以及鉴权信息使用MQTT协议登录到设备管理服务器。登录成功后，订阅升级主题的消息，设置升级主题及物联网终端设备名称等信息。MQTT协议是IBM开发的一个即时通讯协议，是物联网的重要组成部分。MQTT协议使用TCP/IP提供网络连接，支持发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，例如，如果A设备订阅了B设备的消息主题，当B设备发布这个主题的消息时，A设备就能收到这个主题的数据消息。因此物联网终端设备要完成远程升级，必须与设备管理服务器建立消息通讯连接，所以物联网终端设备需要登陆到设备管理服务器，订阅升级主题的消息。

在步骤102中，当需要对物联网终端设备进行远程升级时，设备管理服务器首先发布升级主题的升级指令。发布升级指令是设备管理服务器向物联网终端设备传输升级程序的前奏，升级指令中一般包含有关身份验证和数据校验的信息，如订阅了所述升级主题消息的物联网终端设备的名称和进行数据校验的校验码等，用于在升级程序传输前的身份验证及数据传输完毕后的数据校验等。

在步骤103中，物联网终端设备接收所述升级指令，并根据升级指令的内容进行校验，如验证所述物联网终端设备的名称与升级指令中设备名称是否一致，校验合格后设备管理服务器发送升级程序数据，所述物联网终端设备接收升级程序数据，并将接收的数据保存到存储器(如SPI-Flash)。

在步骤104中，物联网终端设备读出保存在存储器中的升级程序数据，并根据所述升级指令中的信息进行校验，进行校验的目的是防止存储器的写入和读取操作出错。校验合格后进行升级操作，即安装升级程序。

在本实施例中，物联网终端设备与设备管理服务器之间按照MQTT传输协议进行通信，由于MQTT协议使用TCP/IP提供网络连接，支持发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，因此不需要增加额外的升级协议，例如通用的FTP升级协议，而且设备管理服务器只需发布一次升级主题消息，所有订阅了所述升级主题消息的物联网终端设备都能收到这一消息，因此能够方便地实现大批量物联网终端设备的远程升级。解决了现有技术中存在的因终端设备出现软件bug或者需要增加软件功能必须进行程序升级时，需要专业技术人员携带编程工具去现场实现程序升级，或者返厂进行程序升级后再送到现场使用的问题。

作为一种可选实施例，所述设备管理服务器发布的升级指令包括：物联网终端设备名称，CRC校验码，升级程序长度。

本实施例给出了设备管理服务器发布的升级指令的具体内容，包括物联网终端设备名称、CRC校验码和升级程序长度。物联网终端设备名称主要用于物联网终端设备在接收升级程序前的身份验证，即验证升级指令中的名称与自身的名称是否相同。CRC校验码和升级程序长度用于物联网终端设备升级前从存储器中读出保存的升级程序后的数据校验。

作为上一实施例的一种可选实施例，所述步骤103具体包括：

步骤1031，物联网终端设备接收所述升级指令；

步骤1032，进行CRC校验，若CRC校验未通过，舍弃接收到的升级指令；

步骤1033，若CRC校验通过，进一步验证所述物联网终端设备的名称与接收到的升级指令中的物联网终端设备名称是否相同，如果不同，舍弃所述升级指令；如果相同，向设备管理服务器发送应答信号；

步骤1034，设备管理服务器收到所述应答信号后，向物联网终端设备按帧发送升级程序数据；

步骤1035，物联网终端设备对接收到的每帧升级程序数据进行CRC校验，如果CRC校验通过，将该帧升级程序数据按帧的序号存入存储器，并向设备管理服务器发送应答信号，开始下一帧升级程序数据的发送与接收，直到接收完全部升级程序数据。

本实施例给出了在上一实施例基础上步骤103的一种具体实施方式。首先，物联网终端设备接收所述升级指令。由于数据传输中很可能出现错误，因此需要先对单帧的升级指令进行CRC校验，如果CRC校验未通过，说明接收到的升级指令有错，舍弃；如果CRC校验通过，进行身份验证，比较物联网终端设备的名称与接收到的升级指令中的名称是否相同，如果不同，舍弃；如果相同，向设备管理服务器发送应答信号，表示数据传输和身份验证均无误。设备管理服务器收到所述应答信号后，开始向物联网终端设备发送第一帧升级程序数据，一帧为1K字节；物联网终端设备收到第一帧数据后，先对接收到的数据进行CRC校验，如果CRC校验通过，说明第一帧数据传输无误，将第一帧数据存入指定的存储器，并向设备管理服务器发送应答信号；设备管理服务器收到应答信号后开始发送第二帧升级程序数据。重复上述过程，直到接收完全部升级程序数据。本实施例除了进行物联网终端设备的身体验证，还对传输的每一帧数据(包括升级指令和升级程序数据)均进行CRC校验，保证了设备管理服务器将升级程序数据准确无误地传输到订阅了升级主题消息的物联网终端设备。

作为一种可选实施例，所述步骤104具体包括：

步骤1041，物联网终端设备从所述存储器中读取保存的升级程序数据；

步骤1042，根据升级指令中的升级程序长度，针对读出的升级程序数据计算CRC校验码；

步骤1043，比较计算得到的CRC校验码与升级指令中的CRC校验码是否相同，如果相同，重启所述物联网终端设备，将所述升级程序数据保存到程序存储区，实现所述物联网终端设备的远程升级。

本实施例给出了步骤104的一种具体实施方式。首先，物联网终端设备从所述存储器中读取保存的升级程序数据。然后，对读出的升级程序数据进行校验。由于存储器的读、写过程都有可能出错，因此需要对读出的升级程序数据进行校验。数据校验的方法是：先根据升级指令中的升级程序长度，针对读出的升级程序数据计算CRC校验码，然后与升级指令中的CRC校验码比较，如果二者相同，说明数据正确；如果二者不同，说明存储器的读或写操作过程中出现了错误。数据校验通过后，进行升级操作：重启物联网终端设备，将所述升级程序数据拷贝到程序存储区。拷贝完成后，一般还要重新启动系统，再次登陆到设备管理服务器，上报远程升级状态。

上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所做出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种物联网终端设备的远程升级方法，其特征在于，包括：

物联网终端设备登陆设备管理服务器，订阅升级主题的消息，物联网终端设备与设备管理服务器之间按照MQTT传输协议进行通信；

设备管理服务器发布升级主题的升级指令；

物联网终端设备接收所述升级指令并进行校验，校验合格后接收设备管理服务器发送的升级程序数据，并将所述升级程序数据保存到存储器；

物联网终端设备从所述存储器中读取保存的升级程序数据并进行校验，校验合格后进行升级操作。

2.根据权利要求1所述的物联网终端设备的远程升级方法，其特征在于，所述设备管理服务器发布的升级指令包括：物联网终端设备名称，CRC校验码，升级程序长度。

3.根据权利要求2所述的物联网终端设备的远程升级方法，其特征在于，所述物联网终端设备接收所述升级指令并进行校验，校验合格后接收设备管理服务器发送的升级程序数据，并将所述升级程序数据保存到存储器，具体包括：

物联网终端设备接收所述升级指令；

进行CRC校验，若CRC校验未通过，舍弃接收到的升级指令；

若CRC校验通过，进一步验证所述物联网终端设备的名称与接收到的升级指令中的物联网终端设备名称是否相同，如果不同，舍弃所述升级指令；如果相同，向设备管理服务器发送应答信号；

设备管理服务器收到所述应答信号后，向物联网终端设备按帧发送升级程序数据；

物联网终端设备对接收到的每帧升级程序数据进行CRC校验，如果CRC校验通过，将该帧升级程序数据按帧的序号存入存储器，并向设备管理服务器发送应答信号，开始下一帧升级程序数据的发送与接收，直到接收完全部升级程序数据。

4.根据权利要求2所述的物联网终端设备的远程升级方法，其特征在于，所述物联网终端设备从所述存储器中读取保存的升级程序数据并进行校验，校验合格后进行升级操作，具体包括：

物联网终端设备从所述存储器中读取保存的升级程序数据；

根据升级指令中的升级程序长度，针对读出的升级程序数据计算CRC校验码；

比较计算得到的CRC校验码与升级指令中的CRC校验码是否相同，如果相同，重启所述物联网终端设备，将所述升级程序数据保存到程序存储区，实现所述物联网终端设备的远程升级。