CN110333891A - 基于物联网的增强型ota升级的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及嵌入式设备的固件升级技术,其公开了一种基于物联网的增强型OTA升级的方法,保障嵌入式设备在OTA升级操作过程中数据的可靠性、数据载体的稳定性以及在固件升级失败后的可恢复。本发明在接收OTA升级数据时,对每一帧都有对数据的校验,并且数据接收完成后对整个数据也会进行Hash值校验,以确保数据的完整性和唯一性,从而提高数据的可靠性;在向flash写入接收数据时,并非直接写入,而是通过写flash接口缓存到一定长度再写入flash中,可以减少Flash的读写次数确保Flash操作的稳定性;在进行固件升级的时候,启用升级失败的计数,当计数达到一定次数时,采用备份好的上一次升级成功的固件进行恢复,从而确保固件升级失败后的可恢复,提高系统稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及嵌入式设备的固件升级技术,具体涉及一种基于物联网的增强型OTA升级的方法。
背景技术
现在的电子设备处于快速更替时代,市场瞬息万变,所以要求设备的快速开发,快速更新替换新功能。然而是实际开发过程中,很难一次就把功能做得十全十美的。为了解决设备出厂后还能对设备软件的系统更新、功能迭代和漏洞修复,发展出了OTA(Over-the-Air Technology空中下载)相关技术。
OTA过程一般会对软件的载体(如flash存储器)进行关键性的操作,一旦出错一般都是致命性的错误,会导致设备。另外,目前行业中的OTA方案较多,基本上都能保证数据下载的完整性,但是无法管控到因人为疏忽、编译器配置错误、服务器配置错误等原因导致的原始数据本来就存在异常的情况,当待升级设备的MCU下载到该固件数据由于无法识别出该固件为错误固件,直接启动对原固件的覆盖升级,如此会轻则导致设备功能异常,重则导致设备无法开机且无法再二次升级。
因此,如何保证电子设备在OTA升级操作过程中数据的可靠性、数据载体的稳定性以及在固件升级失败后的数据恢复是当前亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提出一种基于物联网的增强型OTA升级的方法,保障嵌入式设备在OTA升级操作过程中数据的可靠性、数据载体的稳定性以及在固件升级失败后的可恢复。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是:
基于物联网的增强型OTA升级的方法,应用于包括待升级设备端和存放升级固件的服务器端的系统,所述设备端和服务器端基于网络通信;
该方法包括:
A、OTA数据下载处理步骤:
A1、触发设备端的检测流程;
A2、设备端MCU从服务器端获取固件的最新版本信息,并与本地固件版本信息进行比对,判断是否需要升级,若需要,则从服务器端下载新版固件,进入步骤A3,否则结束流程;
A3、在接收数据时每一帧均对数据进行校验,若正确,则进入步骤A4,否则结束流程;
A4、将接收的数据采用缓存机制写入flash中;
A5、在数据全部接收完成并写入flash后,对获取的整体数据进行hash值校验,校验一致后修改固件升级相应标志位和参数;
A6、重启设备端MCU,进入步骤B;
B、固件升级步骤:
B1、设备上电后启动加载程序BootLoader,并自动启动看门狗系统对计数器加1;
B2、判断当前计数器值是否小于限定值,若是,则进入步骤B3,否则从备份程序分区中将备份的程序拷贝至APP分区进行恢复,返回步骤B1;
B3、BootLoader程序读取固件升级的相应标志和参数,判定是否需要进行升级,若需要,则执行步骤B4,否则正常启动设备上的用户程序APP,进入步骤B5;
B4、安装已下载新版固件程序,清除固件升级相应标志,设备重启,返回步骤B1;
B5、判断用户程序APP是否启动成功,若启动成功,则对计数器进行清零,进入步骤B6,否则,看门狗系统自动重启设备,返回步骤B1;
B6、判断本次是否升级过新固件,若是,则将新固件备份到备份程序分区中,进入步骤B7,否则直接进入步骤B7;
B7、运行用户程序APP。
在接收OTA升级数据时,对每一帧都有对数据的校验,并且数据接收完成后对整个数据也会进行Hash值校验,以确保数据的完整性和唯一性;在向flash写入接收数据时,并非直接写入,而是采用缓存机制写入,可以减少Flash的读写次数确保Flash操作的稳定性;在进行固件升级的时候,对于升级过失败的情况采用备份好的上一次升级成功的固件进行恢复,从而确保固件升级失败后的可恢复,提高系统的稳定性。
作为进一步优化,步骤A1中,通过用户手机APP或者设备端上的设置的相应升级按键来触发设备端的检测流程。
用户可以根据实际需求灵活选择通过手机APP来触发检测流程,或者通过长按设备端上的升级按键来触发检测流程。
作为进一步优化,步A4中,所述将接收的数据采用缓存机制写入flash中,具体包括:
A41、在接收到数据帧时,先对数据帧利用设置的写falsh接口进行缓存;
A42、判断缓存的数据长度是否达到预设的与flash芯片参数相关的特定值,若是,进入步骤A44,否则,进入步骤A43;
A43、判断当前数据帧是否为接收的最后一帧数据,若是,则执行步骤A44,否则返回步骤A41;
A44、将缓存的数据写入flash芯片,在成功写入flash后,对写入的数据进行校验,若校验通过,则写flash成功,否则返回写flash失败的信息。
本方案中,通过写flash接口在向flash芯片写入数据之前,先进行缓存,当缓存数据达到一定长度时再将缓存的数据写入flash芯片,如此可以减少Flash的读写次数确保Flash操作的稳定性。
作为进一步优化,步骤A41中,在利用写falsh接口进行缓存接收的数据时,flash芯片处于写保护状态,步骤A44中,将缓存数据写入flash芯片之前解除flash芯片的写保护标志。
本方案中,通过对flash芯片的写保护标志的设置的解除操作可以与缓存机制相配合对flash芯片起到更好的保护作用。
发明的有益效果是:
(1)在接收OTA升级数据时,对每一帧都有对数据的校验,并且数据接收完成后对整个数据也会进行Hash值校验,以确保数据的完整性和唯一性,从而提高数据的可靠性;
(2)在向flash写入接收数据时,并非直接写入,而是通过写flash接口缓存到一定长度再写入flash中,可以减少Flash的读写次数确保Flash操作的稳定性;
(3)在进行固件升级的时候,启用升级失败的计数,当计数达到一定次数时,采用备份好的上一次升级成功的固件进行恢复,从而确保固件升级失败后的可恢复,提高系统稳定性。
附图说明
图1为OTA数据下载处理流程图;
图2为固件升级流程图;
图3为利用缓存机制向flash写数据的流程图。
具体实施方式
本发明旨在提供一种基于物联网的增强型OTA升级的方法,保障嵌入式设备在OTA升级操作过程中数据的可靠性、数据载体的稳定性以及在固件升级失败后的可恢复。本发明的核心思想是:在接收OTA升级数据时,对每一帧都有对数据的校验,并且数据接收完成后对整个数据也会进行Hash值校验,以确保数据的完整性和唯一性,从而提高数据的可靠性;在向flash写入接收数据时,并非直接写入,而是通过写flash接口缓存到一定长度再写入flash中,可以减少Flash的读写次数确保Flash操作的稳定性;在进行固件升级的时候,启用升级失败的计数,当计数达到一定次数时,采用备份好的上一次升级成功的固件进行恢复,从而确保固件升级失败后的可恢复,提高系统稳定性。
在具体实现上,本发明中的基于物联网的增强型OTA升级的方法包括OTA数据下载处理步骤和固件升级步骤两大部分,下面进行具体阐述:
如图1所示,对于OTA数据下载处理步骤,其实现方案为:
在手机APP上或者按键等其它方法触发检测流程,设备端通过物联网(如wifi或蓝牙或zigbee等)连接到互联网,通过互联网从服务器上获取最新版本的信息,将获取的信息和本地版本信息进行比较,如果需要升级则通过MCU调用接口发起数据下载申请,然后开始接收数据,数据接收正确并完成后修改相应标志位和参数,以便BootLoader在下次启动的时候检测到需要升级的标志,然后重启MCU开始升级流程。如果在中途有异常情况,OTA数据接收流程将退出。
在下载OTA升级数据后需要将数据写入flash中进行存储,由于Flash芯片写操作都存在一定几率导致Flash出错,所以在数据接收后保存到Flash中的时候,通过一个写flash接口用来缓存数据,当缓存数据达到一个和Flash芯片相关的一个特定值后再解除保护标志进行写入,减少Flash的读写次数确保Flash操作的稳定性。
图3为写flash接口向flash写数据的流程,其包括:1、在接收到数据帧时,先对数据帧利用设置的写falsh接口进行缓存;2、判断缓存的数据长度是否达到预设的与flash芯片参数相关的特定值,若是,进入步骤4,否则,进入步骤3;3、判断当前数据帧是否为接收的最后一帧数据,若是,则执行步骤4,否则返回步骤1;4、将缓存的数据写入flash芯片,在成功写入flash后,对写入的数据进行校验,若校验通过,则写flash成功,否则返回写flash失败的信息。
如图2所示,对于固件升级步骤,其实现方案为:
设备上电后看门狗系统会启动,计数器加1,BootLoader程序读取到标志和参数,判定是否需要进行升级,如果不需要则正常启动App;如果需要升级,则会开始安装上一次已下载好的更新固件,安装好后开始重启,检测标志不再有升级,正常启动App。期间如果启动App失败,程序会跑飞而无法对看门狗进行重置,一定时间后看门狗系统将会使芯片复位重启,如此循环。当检测到计数器达到一定限值,则表明升级的固件有问题无法正常启动系统,则开始使用最近已备份的正确程序恢复到App区。正确启动到App分区后计数器将清零,对正确的固件重新进行备份。
Claims (4)
1.基于物联网的增强型OTA升级的方法,应用于包括待升级设备端和存放升级固件的服务器端的系统,所述设备端和服务器端基于网络通信;其特征在于,
该方法包括:
A、OTA数据下载处理步骤:
A1、触发设备端的检测流程;
A2、设备端MCU从服务器端获取固件的最新版本信息,并与本地固件版本信息进行比对,判断是否需要升级,若需要,则从服务器端下载新版固件,进入步骤A3,否则结束流程;
A3、在接收数据时每一帧均对数据进行校验,若正确,则进入步骤A4,否则结束流程;
A4、将接收的数据采用缓存机制写入flash中;
A5、在数据全部接收完成并写入flash后,对获取的整体数据进行hash值校验,校验一致后修改固件升级相应标志位和参数;
A6、重启设备端MCU,进入步骤B;
B、固件升级步骤:
B1、设备上电后启动加载程序BootLoader,并自动启动看门狗系统对计数器加1;
B2、判断当前计数器值是否小于限定值,若是,则进入步骤B3,否则从备份程序分区中将备份的程序拷贝至APP分区进行恢复,返回步骤B1;
B3、BootLoader程序读取固件升级的相应标志和参数,判定是否需要进行升级,若需要,则执行步骤B4,否则正常启动设备上的用户程序APP,进入步骤B5;
B4、安装已下载新版固件程序,清除固件升级相应标志,设备重启,返回步骤B1;
B5、判断用户程序APP是否启动成功,若启动成功,则对计数器进行清零,进入步骤B6,否则,看门狗系统自动重启设备,返回步骤B1;
B6、判断本次是否升级过新固件,若是,则将新固件备份到备份程序分区中,进入步骤B7,否则直接进入步骤B7;
B7、运行用户程序APP。
2.如权利要求1所述的基于物联网的增强型OTA升级的方法,其特征在于,
步骤A1中,通过用户手机APP或者设备端上的设置的相应升级按键来触发设备端的检测流程。
3.如权利要求1所述的基于物联网的增强型OTA升级的方法,其特征在于,
步A4中,所述将接收的数据采用缓存机制写入flash中,具体包括:
A41、在接收到数据帧时,先对数据帧利用设置的写falsh接口进行缓存;
A42、判断缓存的数据长度是否达到预设的与flash芯片参数相关的特定值,若是,进入步骤A44,否则,进入步骤A43;
A43、判断当前数据帧是否为接收的最后一帧数据,若是,则执行步骤A44,否则返回步骤A41;
A44、将缓存的数据写入flash芯片,在成功写入flash后,对写入的数据进行校验,若校验通过,则写flash成功,否则返回写flash失败的信息。
4.如权利要求3所述的基于物联网的增强型OTA升级的方法,其特征在于,
步骤A41中,在利用写falsh接口进行缓存接收的数据时,flash芯片处于写保护状态,步骤A44中,将缓存数据写入flash芯片之前解除flash芯片的写保护标志。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 621000 Sichuan Ailian Technology Co.,Ltd., Anzhou Industrial Park, Mianyang City, Sichuan Province Applicant after: Sichuan Ailian Technology Co.,Ltd. Address before: 621000 Mianyang city of Sichuan Province, Sichuan Industrial Park, love science and Technology Co. Applicant before: SICHUAN AI-LINK TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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CB02 | Change of applicant information | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191015 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |