CN110290158B - 列车通信网络节点的更新方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种列车通信网络节点的更新方法及系统，其中，方法包括：所述节点更新设备加载所述多个网络节点中的待更新节点对应的更新文件；所述节点更新设备控制所述多个网络节点停止发送数据；所述节点更新设备控制所述待更新节点根据所述更新文件进行更新操作；所述节点更新设备控制所述多个网络节点恢复发送数据。本发明提出的列车通信网络节点的更新方法及系统，利于列车运营商对于列车上各个产品软件的维护及版本管控，避免了更新过程因受其他数据影响，导致更新失败，提高了更新成功率。

Description

列车通信网络节点的更新方法及系统
技术领域
本发明涉及车辆工程技术领域，尤其涉及一种列车通信网络节点的更新方法及系统。
背景技术
目前，列车通信网络应用比较广泛的是列车通信网络(Train CommunicationNetwork，简称TCN)总线技术，TCN总线涵盖了多功能车辆总线(Multifunction VehicleBus，简称MVB)、绞线式列车总线(Wire Train Bus，简称WTB)、以太网、控制器局域网络(Controller Area Network，简称CAN)这四种总线。根据轨道行业通信特性要求，使用CAN总线架设通信网络，需要网络上各节点要支持CANopen协议。
现有技术中，由于各个列车车辆制造商技术条件有限，列车上有很多产品需要找外部供应商采购或委托设计开发，因此不同供应商的产品有各自的软件在线更新方式。例如，有些产品是基于ISO15765与ISO14229两则国际标准所制定的软件在线更新方式；有些产品是设立一个软件更新所需的CAN接口，在进行软件更新时需要使用一根专用线束连接产品，再通过电脑或者其他设备通过CAN总线把最新版本软件传输到产品端；有些产品甚至不支持CAN总线传输方式进行软件更新，只支持专用设备一对一更新。
琳琅满目的软件在线更新方式，至少存在以下缺陷：一方面，不利于列车运营商对于列车上各个产品软件的维护及版本管控。例如，几个相关联的产品，由于功能需求，这几个产品软件都需要做相应更新，而各个产品的软件由不同供应商负责维护，需要这几个供应商集中起来，才能给这几个产品的软件进行更新。另一方面，软件更新时，容易受到其他数据影响，导致更新失败。因为软件更新实际是一个数据传输的过程，若是总线上通信数据量过大，那么就会影响与软件更新相关的数据的传输，一旦数据传输出现严重延迟或丢帧问题，软件更新立即失败，即使再次尝试更新，也会存在很高的失败率。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种列车通信网络节点的更新方法，以利于列车运营商对于列车上各个产品软件的维护及版本管控，并在软件更新时，避免更新过程因受其他数据影响，导致更新失败。
本发明的第二个目的在于提出一种列车通信网络节点的更新系统。
为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种列车通信网络节点的更新方法，所述列车通信网络中设置有多个网络节点，所述列车通信网络与节点更新设备连接，所述方法包括：
所述节点更新设备加载所述多个网络节点中的待更新节点对应的更新文件；
所述节点更新设备控制所述多个网络节点停止发送数据；
所述节点更新设备控制所述待更新节点根据所述更新文件进行更新操作；
所述节点更新设备控制所述多个网络节点恢复发送数据。
本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法，提供了一种通用的更新方法，使得列车通信网络中的各网络节点均可根据该更新方法进行更新操作，利于列车运营商对于列车上各个产品软件的维护及版本管控。另外，在软件更新时，通过控制各网络节点暂停发送数据，避免了更新过程因受其他数据影响，导致更新失败，提高了更新成功率。
为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种列车通信网络节点的更新系统，包括：设置于所述列车通信网络中的多个网络节点，和与所述列车通信网络连接的节点更新设备；
所述节点更新设备包括：
加载模块，用于加载所述多个网络节点中的待更新节点对应的更新文件；
第一发送控制模块，用于控制所述多个网络节点停止发送数据；
更新模块，用于控制所述待更新节点根据所述更新文件进行更新操作；
第二发送控制模块，用于控制所述多个网络节点恢复发送数据。
本发明实施例的列车通信网络节点的更新系统，提供了一种通用的更新方法，使得列车通信网络中的各网络节点均可根据该更新方法进行更新操作，利于列车运营商对于列车上各个产品软件的维护及版本管控。另外，在软件更新时，通过控制各网络节点暂停发送数据，避免了更新过程因受其他数据影响，导致更新失败，提高了更新成功率。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例提出的列车通信网络节点的更新方法的应用场景示意图；
图2为本发明一实施例提出的列车通信网络节点的更新方法的流程示意图；
图3为本发明另一实施例提出的列车通信网络节点的更新方法的流程示意图；
图4为对图1中的网络节点C进行更新的流程示意图；以及
图5为本发明一实施例提出的列车通信网络节点的更新系统的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法及系统。
为清楚说明本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法及系统，下面对本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法的应用场景进行说明。图1为本发明实施例提出的列车通信网络节点的更新方法的应用场景示意图，即本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法对应的列车通信网络架构图。如图1所示，在基于CAN总线架设的列车通信网络中设置有多个网络节点，例如图1中所示的4个网络节点(网络节点A、网络节点B、网络节点C和网络节点D)，设置其中某一个节点(例如网络节点A)为主节点，管理其他网络节点即从节点的初始化、启动、监管、复位或停止等工作。列车产品软件管控人员把外部设备(电脑等)或诊断设备，通过USB转CAN设备连接到列车通信网络上，外部设备(电脑等)或诊断设备即可作为节点更新设备对多个网络节点进行更新操作。
为实现本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法，需要预先对多个网络节点进行设置，即为多个网络节点提供一套更新操作的规范，使得多个网络节点能够在节点更新设备的控制下执行本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法。即使部分产品由于供应商现有技术条件或者产品软硬件平台的限制，无法完全遵循本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法，也可在满足一些关键设计要求的前提下，与本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法进行兼容，例如图1中的网络节点D，由于供应商技术条件有限，无法根据本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法实现软件更新，可在网络节点4中设置单独的一个软件更新接口，如需更新其软件，使用相应设备(例如图1中的专业设备和外部设备)连接该接口即可进行更新操作，不会干扰其他网络节点之间正常通信。
图2为本发明一实施例提出的列车通信网络节点的更新方法的流程示意图。本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法可应用于图1所示的列车通信网络节点的更新系统中，在该列车通信网络中设置有多个网络节点，该列车通信网络与节点更新设备连接。如图2所示，该列车通信网络节点的更新方法具体包括：
S201，节点更新设备加载多个网络节点中的待更新节点对应的更新文件。
具体的，节点更新设备具体可以为装载有上位机软件的电脑等外部设备或诊断设备，可以通过USB转CAN设备连接到列车通信网络上。待更新节点即多个网络节点中需要更新的节点。节点更新设备把待更新节点对应的更新文件加载到上位机软件，上位机软件则自动开始执行更新过程。
由于列车产品供应商的不同，为使得各网络节点能够响应节点更新设备的控制，需要预先对各网络节点进行设置，即为各网络节点提供一套更新操作的规范，使得各网络节点能够遵循该规范，在节点更新设备的控制下执行本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法。作为一种可行实施方式，该规范可以基于现有的ISO15765与ISO14229两则国际标准以及CANopen设计标准的基础上进行设置。
S202，节点更新设备控制多个网络节点停止发送数据。
具体的，在对待更新节点进行更新的过程中，为避免其他数据的干扰，提高更新成功率，节点更新设备可在对待更新节点进行更新时，控制所有节点暂停发送数据，即在对待更新节点进行更新操作前，控制多个网络节点停止发送与更新过程无关的数据。
S203，节点更新设备控制待更新节点根据更新文件进行更新操作。
具体的，对于待更新节点，在多个网络节点停止发送数据后，节点更新设备即开始控制待更新节点根据之前加载的更新文件进行更新操作。
S204，节点更新设备控制多个网络节点恢复发送数据。
具体的，步骤S202中，为避免其他数据的干扰，在对待更新节点进行更新操作前，节点更新设备控制多个网络节点停止发送与更新过程无关的数据。在步骤S203对待更新节点进行更新操作完毕后，节点更新设备需要控制多个网络节点恢复发送与更新过程无关的数据，以恢复列车网络中各网络节点的正常通信。
本实施例中，提供了一种通用的更新方法，使得列车通信网络中的各网络节点均可根据该更新方法进行更新操作，利于列车运营商对于列车上各个产品软件的维护及版本管控。另外，在软件更新时，通过控制各网络节点暂停发送数据，避免了更新过程因受其他数据影响，导致更新失败，提高了更新成功率。
为了清楚说明上一实施例，本实施例提供了另一种列车通信网络节点的更新方法。图3为本发明另一实施例提出的列车通信网络节点的更新方法的流程示意图。如图3所示，在上一实施例的基础上，本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法具体包括：
S301，节点更新设备加载多个网络节点中的待更新节点对应的更新文件。
具体的，本发明实施例中的步骤S301与图2所示实施例中的步骤S201相同，此处不再赘述。
为使得各网络节点能够响应节点更新设备的控制，配合本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法实现软件更新，可以基于现有的ISO15765与ISO14229两则国际标准以及CANopen设计标准的基础上，对各网络节点进行一系列设置。具体如下：
对于网络层，由于目前大部分列车产品正常通信所使用的CAN标识符(CAN ID)是以标准帧格式，为避免软件更新过程所使用的CAN ID与正常通信时CANopen应用协议所定义的CAN ID相冲突，影响列车上其他产品的正常通信，要求所有网络节点同时支持标准帧与扩展帧格式。节点更新设备与多个网络节点之间可采用扩展帧格式的报文，进行与更新过程相关的通信。作为一种可行实施方式，可以设置列车通信网络架构的网络层是基于ISO15765国际标准所提供的通信机制及通信时间参数，但要求列车通信网络上的各网络节点采用29位CAN标识符(CAN ID)的扩展格式，即扩展帧格式进行与更新过程相关的通信。如表1所示的软件更新寻址表一，各网络节点接收到外部设备/诊断设备以扩展帧格式发送的功能请求或物理请求时，则会以对应的扩展帧格式的应答ID回应请求，并执行请求所定义的操作。
表1软件更新寻址表一
CAN ID(Hex) 描述
000007DF 外部设备/诊断设备针对所有网络节点发送的功能请求ID
000007XX 外部设备/诊断设备针对单个网络节点发送的物理请求ID
000007XX 节点的应答ID
对于数据层，作为一种可行实施方式，可以设置列车通信网络架构的数据层是基于ISO14229国际标准中提供的会话控制服务(10h，用于诊断会话模式的转换)、电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)复位服务(11h，用于使能ECU复位)、安全访问服务(27h，用于执行软件更新之前的校验匹配)、通讯控制服务(28h，该服务为了减小数据通信量，从而控制各网络节点报文发送)、握手服务(3Eh，用于在软件更新过程中让非更新的ECU保持当前诊断会话状态及持续执行对应的诊断服务操作)、控制故障码设置服务(85h，在ECU软件更新过程中该指令用于提示其他ECU不要进行故障检测)、例行控制服务(31h、用于在软件更新过程中对ECU内存进行擦除、检查等)、请求下载服务(34h，该服务用于指定请求下载数据的内存地址)、数据传送服务(36h，该服务用于执行数据传输控制)、传送退出服务(37h，该服务用于提示ECU数据传输完毕)。
对于网络层，作为一种可行实施方式，可以设置列车通信网络架构的应用层协议是基于CANopen应用协议，CANopen应用协议定义了六种网络状态，具体定义如表2所示的节点网络状态具体定义，同时网络中有一个网络节点作为主节点，管理从节点的初始化、启动、监管、复位或停止等工作。
表2节点网络状态具体定义
Figure BDA0001600664850000061
另外，在以上ISO 14229所提供的诊断服务及CANopen应用协议的基础上，对所有网络节点有以下6点补充设置要求：
1)所有网络节点除在初始化、复位两种状态下，其他状态(预操作状态、操作状态、停止状态)下仍需响应外部设备/诊断设备即节点更新设备的功能请求或物理请求。
2)各网络节点在进入02h诊断会话模式后，屏蔽执行NMT网络管理指令(ID：0x000)，即不执行主节点对于节点运行状态的控制，退出02h诊断会话模式或接收到11h复位服务，网络节点则恢复接收NMT网络管理指令。
3)在执行通讯控制(28h服务)时，所有网络节点需注意，总线上除各网络节点的心跳包、烧写报文(功能请求、物理请求、节点应答)、主节点的网络管理指令不在通讯控制范围内，其他所有报文将一律受通讯控制(28h服务)，例如发送28 81 01，所有网络节点仅可发送各网络节点的心跳包、烧写报文(功能请求、物理请求、节点应答)、主节点的网络管理指令(针对主节点而言)，其他报文如PDO、SDO等禁止发送。
4)各网络节点在接收到诊断故障代码(Diagnostic Trouble Code，简称DTC)控制请求时，如请求子功能02h：禁止故障码设置，各网络节点执行要求操作屏蔽所有故障记录及告警(仅针对请求后所产生的故障，若之前已有故障记录则依然保留)，当接收到子功能01h使能故障码设置请求或者5s诊断服务超时，各网络节点才可解除屏蔽。
5)各网络节点在接收到通讯控制请求时，除子功能01h：使能接收和发送之外，各网络节点在执行其他子功能要求操作的同时，还需屏蔽与其他网络节点相关的通讯类故障记录及告警，当接收到子功能00h请求或者5s诊断服务超时，各节点才可解除屏蔽。
6)若是某个从节点处于预操作状态时，所有从节点不能记录与其相关通讯类故障记录或通报其故障；若是在烧写过程中某个从节点进入了预操作状态，则主节点在烧写流程结束后，发送网络管理指令让该节点恢复到操作状态，执行重启节点过程，当主节点连续三次发送网络管理指令，从节点依然无法恢复到操作状态，则主节点记录其通讯类故障并通报其故障。
上一实施例中的步骤S202具体可包括以下步骤S302-S305。
S302，节点更新设备请求多个网络节点进入扩展诊断会话模式，以屏蔽执行多个网络节点中的主节点发送的网络管理指令。
具体的，节点更新设备可以使用功能ID，例如ID：0x000007DF，请求所有网络节点进入扩展诊断会话模式。各网络节点接收到该请求后，自动进入扩展诊断会话模式。各网络节点进入扩展诊断会话模式后，屏蔽执行多个网络节点中的主节点发送的网络管理指令，例如ID：0x000，即不执行主节点对于节点运行状态的控制。
S303，节点更新设备请求多个网络节点禁止故障码设置，以屏蔽故障检测。
具体的，节点更新设备可以使用功能ID，例如ID：0x000007DF，请求所有网络节点进入禁止故障码设置。各网络节点接收到该请求后，自动进入禁止故障码设置。各网络节点进入禁止故障码设置后，屏蔽故障检测，即屏蔽所有故障记录及告警(仅屏蔽请求后所产生的故障，若请求之前已有故障记录则依然保留)。
S304，节点更新设备请求多个网络节点禁止通信报文发送，以停止发送除心跳包、烧写报文和网络管理指令之外的其他通信报文。
具体的，节点更新设备可以使用功能ID，例如ID：0x000007DF，请求所有网络节点进入禁止通信报文发送。各网络节点接收到该请求后，自动进入禁止通信报文发送。各网络节点进入禁止通信报文发送后，停止发送除心跳包、烧写报文(功能请求、物理请求、节点应答)和网络管理指令(针对主节点)之外的其他通信报文。
S305，主节点在监测到禁止通讯报文发送的请求后，通过网络管理指令，控制多个网络节点中除待更新节点之外的其他网络节点进入预操作状态，以屏蔽与其他网络节点相关的通信类故障检测。
具体的，主节点在监测到列车通信网络上有报文是以功能ID发送的禁止通讯报文发送的请求后，发送网络管理指令，例如ID：0x000。除待更新节点之外的其他网络节点接收到该网络管理指令后，进入预操作状态。除待更新节点之外的其他网络节点进入预操作状态后，待更新节点屏蔽与其他网络节点相关的通信类故障检测，即屏蔽与其他网络节点相关的通信类故障记录及告警。
在上一实施例的基础上，本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法，在步骤S203之前，还可以包括以下步骤S306-S308。
S306，节点更新设备请求待更新节点进入第一安全访问过程，以对节点更新设备中加载的更新文件和待更新节点进行匹配校验。
具体的，节点更新设备可以使用物理ID，例如0x000007XX，请求待更新节点进入第一安全访问过程，经过一定的校验算法，对节点更新设备中加载的更新文件和待更新节点是否匹配进行校验，以避免由于人为误操作把其他网络节点的文件更新到待更新节点中。若成功匹配，则安全访问通过。
S307，节点更新设备请求待更新节点进入编程诊断会话模式，以使待更新节点从当前应用程序跳转到更新引导程序。
具体的，节点更新设备可以使用物理ID，例如0x000007XX，请求待更新节点进入编程诊断会话模式。待更新节点接收到该请求后，自动进入编程诊断会话模式。待更新节点进入编程诊断会话模式后，从当前应用程序跳转到更新引导程序。
S308，节点更新设备请求待更新节点进入第二安全访问过程，以对节点更新设备中加载的更新文件和待更新节点的更新引导程序进行匹配校验。
具体的，节点更新设备可以使用物理ID，例如0x000007XX，请求待更新节点进入第二安全访问过程，经过一定的校验算法，对节点更新设备中加载的更新文件和待更新节点的更新引导程序是否匹配进行校验。若成功匹配，则安全访问通过。二次安全访问的目的在于，部分产品进入编程诊断会话模式后，从当前应用程序跳转到了引导程序，而同类产品会存在使用不同的引导程序，为了避免使用的更新文件与当前产品所使用的引导程序不兼容，因此增加一次校验过程。
上一实施例中的步骤S203具体可包括以下步骤S309-S312。
S309，节点更新设备请求待更新节点进入例行控制状态，以使待更新节点进行擦除内存操作。
具体的，节点更新设备可以使用物理ID，例如0x000007XX，请求待更新节点进入例行控制状态。待更新节点接收到该请求后，自动进入例行控制状态。待更新节点进入例行控制状态后，进行擦除内存操作。
S310，节点更新设备请求待更新节点进入数据下载状态，以使待更新节点做好接收数据准备。
具体的，节点更新设备可以使用物理ID，例如0x000007XX，请求待更新节点进入数据下载状态。待更新节点接收到该请求后，自动进入数据下载状态。待更新节点进入数据下载状态后，做好接收数据准备。
S311，节点更新设备对待更新节点进行数据传输，以将更新文件传输至待更新节点进行更新操作。
具体的，节点更新设备可以使用物理ID，例如0x000007XX，对待更新节点进行数据传输，将之前加载的更新文件传输至待更新节点，待更新节点根据该更新文件进行更新操作。
S312，节点更新设备在数据传输完毕后，请求待更新节点退出数据传输状态。
具体的，节点更新设备可以使用物理ID，例如0x000007XX，请求待更新节点退出数据传输状态。待更新节点接收到该请求后，退出数据传输状态。
上一实施例中的步骤S204具体可包括以下步骤S313-S316。
S313，节点更新设备请求待更新节点进行复位操作。
具体的，节点更新设备可以使用物理ID，例如0x000007XX，请求待更新节点进行复位操作。
S314，节点更新设备请求多个网络节点恢复通信报文发送。
具体的，节点更新设备可以使用功能ID，例如ID：0x000007DF，请求所有网络节点恢复通信报文发送。各网络节点接收到该请求后，自动恢复在预操作状态下允许发送的报文的发送。
S315，主节点在监测到恢复通讯报文发送的请求后，通过网络管理指令，控制多个网络节点进入操作状态，以恢复发送所有通信报文。
具体的，主节点在监测到列车通信网络上有报文是以功能ID发送的恢复通讯报文发送的请求后，发送网络管理指令，例如ID：0x000。各网络节点接收到该网络管理指令后，进入操作状态。各网络节点进入操作状态后，恢复所有通信报文的发送。
S316，节点更新设备请求多个网络节点恢复故障码设置，以恢复故障检测。
具体的，节点更新设备可以使用功能ID，例如ID：0x000007DF，请求所有网络节点恢复故障码设置。各网络节点接收到该请求后，自动恢复或开启故障检测。至此，整个更新过程结束。
为更清楚的说明本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法，下面以图1所示的列车通信网络的架构图为例，对待更新节点，例如网络节点C，的更新过程进行详细说明。如图1所示，在基于CAN总线架设的列车通信网络中设置有4个网络节点，分别为网络节点A、网络节点B、网络节点C和网络节点D。其中，网络节点A为主节点，网络节点C为待更新节点，网络节点A、网络节点B和网络节点C可完全根据本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法实现软件更新，而网络节点D由于供应商技术条件有限，无法根据本发明实施例的列车通信网络节点的更新方法实现软件更新。通过USB转CAN设备连接到列车通信网络的节点更新设备上可以集成有上位机软件，该上位机软件可以识别并解析各节点需要的更新文件。
为实现对网络节点C的软件更新，需要预先对4个网络节点进行设置。其中，网络节点A、网络节点B和网络节点C需满足如下要求：采用29位CAN ID的扩展格式，即扩展帧格式，进行与更新过程相关的通信。即在网络节点A、网络节点B和网络节点C进行软件更新时，节点更新设备以扩展帧格式发送功能请求或物理请求，网络节点A、网络节点B和网络节点C也以扩展帧格式应答。表3为软件更新使用到的软件更新寻址表二。另外，网络节点A、网络节点B和网络节点C还需满足上面提到的6点补充要求。网络节点D只需满足上面提到的6点补充要求中的第6)点即可。
表3软件更新寻址表二
CAN ID(Hex) 描述
000007DF 外部设备/诊断设备针对所有网络节点发送的功能请求ID
00000701 外部设备/诊断设备针对网络节点A发送的物理请求ID
00000708 节点的应答ID
00000702 外部设备/诊断设备针对网络节点B发送的物理请求ID
00000709 节点的应答ID
00000703 外部设备/诊断设备针对网络节点C发送的物理请求ID
0000070A 节点的应答ID
对网络节点C的软件更新过程如图4所示，具体包括以下步骤：
S401，将装载有上位机软件的节点更新设备，通过USB转CAN设备连接到列车通信网络上。将网络节点C对应的更新文件加载到上位机软件，上位机软件则自动开始执行更新过程。
S402，节点更新设备中的上位机软件，使用功能ID：0x000007DF，请求所有网络节点进入扩展诊断会话模式，请求指令为[10 83]。网络节点A、网络节点B和网络节点C接收到该请求后，自动进入扩展诊断会话模式，屏蔽执行主节点即网络节点A发送的网络管理指令。而网络节点D继续保持当前运行状态。
S403，节点更新设备中的上位机软件，使用功能ID：0x000007DF，请求所有网络节点进入禁止故障码设置，请求指令为[85 82]。网络节点A、网络节点B和网络节点C接收到该请求后，自动进入禁止故障码设置，屏蔽故障检测，即屏蔽所有故障记录及告警(仅屏蔽请求后所产生的故障，若请求之前已有故障记录则依然保留)。而网络节点D继续保持当前运行状态。
S404，节点更新设备中的上位机软件，使用功能ID：0x000007DF，请求所有网络节点禁止通信报文发送，请求指令为[28 81 01]。网络节点A、网络节点B和网络节点C接收到该请求后，停止发送除心跳包、烧写报文(功能请求、物理请求、节点应答)和网络管理指令(针对主节点即网络节点A)之外的其他通信报文。而网络节点D继续保持当前运行状态。
S405，主节点即网络节点A在监测到列车通信网络上有报文是以功能ID发送的禁止通讯报文发送的请求后，使用网络管理ID：0x000，使除待更新节点即网络节点C之外的所有其他网络节点(包括网络节点A、网络节点B和网络节点D)进入预操作状态，此时网络节点D也会停止发送除各节点的心跳包之外的所有通信报文，将不会对后续的软件更新过程有任何影响。待更新节点即网络节点C屏蔽与其他网络节点(包括网络节点A、网络节点B和网络节点D)相关的通信类故障检测，即屏蔽与其他网络节点相关的通信类故障记录及告警。
S406，节点更新设备中的上位机软件，使用物理ID：0x00000703，请求待更新节点即网络节点C进入第一安全访问过程，经过一定的校验算法，对节点更新设备中加载的更新文件和待更新节点是否匹配进行校验。若匹配不成功，则安全访问不通过，继续执行步骤S407。若成功匹配，则安全访问通过，继续执行步骤S408。
S407，节点更新设备中的上位机软件提示安全访问失败，各网络节点自动退出更新过程。
S408，节点更新设备中的上位机软件，使用物理ID：0x00000703，请求待更新节点即网络节点C进入编程诊断会话模式，请求指令为[10 02]。网络节点C接收到该请求后，进入编程诊断会话模式，从当前应用程序跳转到更新引导程序。同时反馈一个积极应答。
S409，节点更新设备中的上位机软件，监测待更新节点即网络节点C是否可进入编程诊断会话模式，应答[50 02]。若网络节点C无应答或异常消极应答，则继续执行步骤S410。若网络节点C积极应答，则继续执行步骤S411。
S410，节点更新设备中的上位机软件提示进入编程诊断会话模式失败，各网络节点自动退出更新过程。
S411，节点更新设备中的上位机软件，使用物理ID：0x00000703，请求待更新节点即网络节点C进入第二安全访问过程，经过一定的校验算法，对节点更新设备中加载的更新文件和待更新节点的更新引导程序是否匹配进行校验。若匹配不成功，则安全访问不通过，继续执行步骤S412。若成功匹配，则安全访问通过，继续执行步骤S413。
S412，节点更新设备中的上位机软件提示安全访问失败，各网络节点自动退出更新过程。
S413，节点更新设备中的上位机软件，使用物理ID：0x00000703，请求待更新节点即网络节点C进入例行控制状态，进行擦除内存操作。网络节点C操作完成后，反馈一个积极应答。
S414，节点更新设备中的上位机软件，使用物理ID：0x00000703，请求待更新节点即网络节点C进入数据下载状态，做好接收数据准备。网络节点C做好准备后，反馈一个积极应答。
S415，节点更新设备中的上位机软件，使用物理ID：0x00000703，对待更新节点即网络节点C进行数据传输，将之前加载的更新文件传输至网络节点C，网络节点C根据该更新文件进行更新操作。此过程中为了让网络节点A和网络节点B保持上述执行动作，上位机软件会定期以功能ID发送一个握手请求(使用3E服务)。
S416，节点更新设备中的上位机软件，使用物理ID：0x00000703，请求待更新节点即网络节点C退出数据传输状态。
S417，节点更新设备中的上位机软件，使用物理ID：0x00000703，请求待更新节点即网络节点C进行复位操作，请求指令为[11 01]。网络节点C在可进入复位操作之前会反馈一个积极应答。
S418，节点更新设备中的上位机软件，监测待更新节点即网络节点C是否可正常复位，应答[51 01]。若网络节点C无应答或异常消极应答，则继续执行步骤S419。若网络节点C积极应答，则继续执行步骤S420。
S419，节点更新设备中的上位机软件提示ECU复位失败，各节点自动退出更新过程。
S420，节点更新设备中的上位机软件，使用功能ID：0x000007DF，请求所有网络节点恢复通信报文发送，请求指令为[28 80 01]。网络节点A、网络节点B和网络节点C接收到该请求后，恢复在预操作状态下允许发送的报文的发送。
S421，主节点即网络节点A在监测到列车通信网络上有报文是以功能ID发送的恢复通讯报文发送的请求后，使用网络管理ID：0x000，使所有网络节点(网络节点A、网络节点B、网络节点C和网络节点D)进入操作状态，恢复所有通信报文的发送。
S422，节点更新设备中的上位机软件，使用功能ID：0x000007DF，请求所有网络节点恢复故障码设置。网络节点A、网络节点B和网络节点C接收到该请求后，恢复或开启故障检测。而网络节点D继续保持当前运行状态。
S423，退出更新过程，对待更新节点即网络节点C的更新过程结束。
本实施例中，提供了一种通用的更新方法，使得列车通信网络中的各网络节点均可根据该更新方法进行更新操作，利于列车运营商对于列车上各个产品软件的维护及版本管控。另外，在软件更新时，通过控制各网络节点暂停发送数据，避免了更新过程因受其他数据影响，导致更新失败，提高了更新成功率。另外，节点更新设备与各网络节点之间采用扩展帧格式的报文，进行与更新过程相关的通信，避免了软件更新过程所使用的CAN ID与正常通信时CANopen应用协议所定义的CAN ID相冲突，不影响列车上其他产品的正常通信。
基于上述实施例，本发明还提出一种列车通信网络节点的更新系统。本发明实施例的列车通信网络节点的更新系统，可用于实现前述实施例的列车通信网络节点的更新方法。图5为本发明一实施例提出的列车通信网络节点的更新系统的结构示意图。如图5所示，该列车通信网络节点的更新系统具体可包括：设置于列车通信网络中的多个网络节点51，和与列车通信网络连接的节点更新设备52。其中，节点更新设备52具体可包括：加载模块521、第一发送控制模块522、更新模块523和第二发送控制模块524。
加载模块521，用于加载多个网络节点51中的待更新节点对应的更新文件。
第一发送控制模块522，用于控制多个网络节点51停止发送数据。
更新模块523，用于控制待更新节点根据更新文件进行更新操作。
第二发送控制模块524，用于控制多个网络节点51恢复发送数据。
进一步地，在本发明实施例的一种可能的实现方式中，节点更新设备52与多个网络节点51之间采用扩展帧格式的报文，进行与更新过程相关的通信。
进一步地，在本发明实施例的一种可能的实现方式中，第一发送控制模块522可具体用于：请求多个网络节点51进入扩展诊断会话模式，以屏蔽执行多个网络节点51中的主节点发送的网络管理指令；请求多个网络节点51禁止故障码设置，以屏蔽故障检测；请求多个网络节点51禁止通信报文发送，以停止发送除心跳包、烧写报文和网络管理指令之外的其他通信报文；
多个网络节点51中的主节点可用于：在监测到禁止通讯报文发送的请求后，通过网络管理指令，控制多个网络节点51中除待更新节点之外的其他网络节点51进入预操作状态，以屏蔽与其他网络节点51相关的通信类故障检测。
进一步地，在本发明实施例的一种可能的实现方式中，第二发送控制模块524可具体用于：请求待更新节点进行复位操作；请求多个网络节点51恢复通信报文发送；
多个网络节点51中的主节点还可用于：在监测到恢复通讯报文发送的请求后，通过网络管理指令，控制多个网络节点51进入操作状态，以恢复发送所有通信报文；
第二发送控制模块524还可用于：请求多个网络节点51恢复故障码设置，以恢复故障检测。
进一步地，在本发明实施例的一种可能的实现方式中，更新模块523还可用于：在控制待更新节点根据更新文件进行更新操作之前，请求待更新节点进入第一安全访问过程，以对节点更新设备中加载的更新文件和待更新节点进行匹配校验；请求待更新节点进入编程诊断会话模式，以使待更新节点从当前应用程序跳转到更新引导程序。
进一步地，在本发明实施例的一种可能的实现方式中，更新模块523还可用于：在请求待更新节点进入编程诊断会话模式之后，请求待更新节点进入第二安全访问过程，以对节点更新设备中加载的更新文件和待更新节点的更新引导程序进行匹配校验。
进一步地，在本发明实施例的一种可能的实现方式中，更新模块523可具体用于：请求待更新节点进入例行控制状态，以使待更新节点进行擦除内存操作；请求待更新节点进入数据下载状态，以使待更新节点做好接收数据准备；对待更新节点进行数据传输，以将更新文件传输至待更新节点进行更新操作；在数据传输完毕后，请求待更新节点退出数据传输状态。
需要说明的是，前述对列车通信网络节点的更新方法实施例的解释说明也适用于该实施例的列车通信网络节点的更新系统，此处不再赘述。
本实施例中，提供了一种通用的更新方法，使得列车通信网络中的各网络节点均可根据该更新方法进行更新操作，利于列车运营商对于列车上各个产品软件的维护及版本管控。另外，在软件更新时，通过控制各网络节点暂停发送数据，避免了更新过程因受其他数据影响，导致更新失败，提高了更新成功率。另外，节点更新设备与各网络节点之间采用扩展帧格式的报文，进行与更新过程相关的通信，避免了软件更新过程所使用的CAN ID与正常通信时CANopen应用协议所定义的CAN ID相冲突，不影响列车上其他产品的正常通信。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种列车通信网络节点的更新方法，其特征在于，所述列车通信网络中设置有多个网络节点，所述列车通信网络与节点更新设备连接，所述方法包括：
所述节点更新设备加载所述多个网络节点中的待更新节点对应的更新文件；
所述节点更新设备控制所述多个网络节点停止发送数据；
所述节点更新设备控制所述待更新节点根据所述更新文件进行更新操作；
所述节点更新设备控制所述多个网络节点恢复发送数据；
所述节点更新设备控制所述待更新节点根据所述更新文件进行更新操作之前，还包括：
所述节点更新设备请求所述待更新节点进入第一安全访问过程，以对所述节点更新设备中加载的所述更新文件和所述待更新节点进行匹配校验；
所述节点更新设备请求所述待更新节点进入编程诊断会话模式，以使所述待更新节点从当前应用程序跳转到更新引导程序；
所述节点更新设备请求所述待更新节点进入第二安全访问过程，以对所述节点更新设备中加载的所述更新文件和所述待更新节点的所述更新引导程序进行匹配校验。
2.根据权利要求1所述的更新方法，其特征在于，所述节点更新设备与所述多个网络节点之间采用扩展帧格式的报文，进行与更新过程相关的通信。
3.根据权利要求1所述的更新方法，其特征在于，所述节点更新设备控制所述多个网络节点停止发送数据，包括：
所述节点更新设备请求所述多个网络节点进入扩展诊断会话模式；
所述节点更新设备请求所述多个网络节点禁止故障码设置；
所述节点更新设备请求所述多个网络节点禁止通信报文发送；
主节点在监测到所述禁止通讯报文发送的请求后，通过网络管理指令，控制所述多个网络节点中除所述待更新节点之外的其他网络节点进入预操作状态。
4.根据权利要求3所述的更新方法，其特征在于，所述节点更新设备控制所述多个网络节点恢复发送数据，包括：
所述节点更新设备请求所述待更新节点进行复位操作；
所述节点更新设备请求所述多个网络节点恢复通信报文发送；
所述主节点在监测到所述恢复通讯报文发送的请求后，通过所述网络管理指令，控制所述多个网络节点进入操作状态；
所述节点更新设备请求所述多个网络节点恢复故障码设置。
5.根据权利要求1所述的更新方法，其特征在于，所述节点更新设备控制所述待更新节点根据所述更新文件进行更新操作，包括：
所述节点更新设备请求所述待更新节点进入例行控制状态；
所述节点更新设备请求所述待更新节点进入数据下载状态；
所述节点更新设备对所述待更新节点进行数据传输；
所述节点更新设备在数据传输完毕后，请求所述待更新节点退出数据传输状态。
6.一种列车通信网络节点的更新系统，其特征在于，包括：设置于所述列车通信网络中的多个网络节点，和与所述列车通信网络连接的节点更新设备；
所述节点更新设备包括：
加载模块，用于加载所述多个网络节点中的待更新节点对应的更新文件；
第一发送控制模块，用于控制所述多个网络节点停止发送数据；
更新模块，用于控制所述待更新节点根据所述更新文件进行更新操作；
第二发送控制模块，用于控制所述多个网络节点恢复发送数据；
所述更新模块，还用于在所述控制所述待更新节点根据所述更新文件进行更新操作之前，请求所述待更新节点进入第一安全访问过程，以对所述节点更新设备中加载的所述更新文件和所述待更新节点进行匹配校验，并请求所述待更新节点进入编程诊断会话模式，以使所述待更新节点从当前应用程序跳转到更新引导程序；
所述更新模块，还用于在所述请求所述待更新节点进入编程诊断会话模式之后，请求所述待更新节点进入第二安全访问过程，以对所述节点更新设备中加载的所述更新文件和所述待更新节点的所述更新引导程序进行匹配校验。
7.根据权利要求6所述的更新系统，其特征在于，所述节点更新设备与所述多个网络节点之间采用扩展帧格式的报文，进行与更新过程相关的通信。
8.根据权利要求6所述的更新系统，其特征在于，所述第一发送控制模块具体用于：
请求所述多个网络节点进入扩展诊断会话模式；
请求所述多个网络节点禁止故障码设置；
请求所述多个网络节点禁止通信报文发送；
主节点用于：
在监测到所述禁止通讯报文发送的请求后，通过网络管理指令，控制所述多个网络节点中除所述待更新节点之外的其他网络节点进入预操作状态。
9.根据权利要求8所述的更新系统，其特征在于，所述第二发送控制模块具体用于：
请求所述待更新节点进行复位操作；
请求所述多个网络节点恢复通信报文发送；
所述主节点还用于：
在监测到所述恢复通讯报文发送的请求后，通过所述网络管理指令，控制所述多个网络节点进入操作状态；
所述第二发送控制模块还用于：
请求所述多个网络节点恢复故障码设置。
10.根据权利要求6所述的更新系统，其特征在于，所述更新模块具体用于：
请求所述待更新节点进入例行控制状态；
请求所述待更新节点进入数据下载状态；
对所述待更新节点进行数据传输；
在数据传输完毕后，请求所述待更新节点退出数据传输状态。
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