CN110427202B - 一种车联网tbox端fota的系统和方法 - Google Patents

一种车联网tbox端fota的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种车联网TBOX端FOTA的系统和方法，其特征在于：所述车联网TBOX端FOTA系统包括MODEM模块、MCU处理器以及用于两者之间通信的UART；所述MCU处理器将收集的前端CAN网络诊断信息通过UART发送到MODEM模块，MODEM模块再将网络诊断信息发送到云端，云端接收到网络诊断信息后进行对比处理并将处理信息反馈到MODEM模块。本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种升级成本低且可以提高升级速度的车联网TBOX端FOTA的系统和方法。

Description

一种车联网TBOX端FOTA的系统和方法
技术领域
本发明涉及车联网技术领域，尤其是一种车联网TBOX端FOTA的系统和方法。
背景技术
作为交通代步工具的汽车在日常生活和工作中给人们提供了众多便利，然而汽车在后续使用过程中，一些隐藏的问题也逐渐暴露出来，当车载系统中出现功能增加、bug修复以及多媒体资源更新时，就需要对汽车上的各种软固件或者ECU进行及时更新，否则会导致车辆某个功能模块无法使用。而现有的整车控制器进行空中升级需要去4S店或者返厂，经专业操作人员通过USB接口或者有线连接方式或者蓝牙连接方式，与待升级车辆控制器连接，然后进行相关升级操作，然而这种操作大大地增加了用户和主机厂的升级成本，而且其便利性也大大降低，此外在下载以及升级操作过程中，现有模块与模块之间采用高速USB接口进行通信，升级成本大大提高，由于重要模块之间处理任务量分配不均，导致下载和升级操作速度降低，在影响用户体验度的同时，还增加供应商与用户的时间成本。因此设计一种升级成本低且可以提高升级速度的车联网TBOX端FOTA的系统和方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种升级成本低且可以提高升级速度的车联网TBOX端FOTA的系统和方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种车联网TBOX端FOTA的系统，所述车联网TBOX端FOTA系统包括MODEM模块、MCU处理器以及用于两者之间通信的UART；所述MCU处理器将收集的前端CAN网络诊断信息通过UART发送到MODEM模块，MODEM模块再将网络诊断信息发送到云端，云端接收到网络诊断信息后进行对比处理并将处理信息反馈到MODEM模块；所述UART包括MODEM端UART和MCU端UART。
进一步地，所述MODEM模块包含MODEM端ECU升级流程、云端接口、4G网络接口、版本管理、版本解析和版本下载；所述云端接口和4G网络接口用于MODEM模块和云端之间通信和下载；所述MODEM模块通过云端反馈信息，确定各个ECU待升级版本信息，通过版本解析和版本下载，将需要升级的软件包解析并下载下来，版本管理对各个ECU的当前版本号和待升级版本号进行管理，当ECU升级出错或升级失败时，能及时利用回滚机制，帮助ECU恢复到升级之前的版本。
进一步地，所述MODEM模块还包含文件包系统，文件包系统用于对已下载软件升级包进行格式管理，将不同格式升级文件包转化成统一格式，方便内部管理。
进一步地，所述MCU处理器由MCU端ECU升级流程、网络管理、客户端UDS协议栈、CAN驱动层以及MCU端UART组成；所述CAN驱动层负责完成CAN报文的收发工作，实现MCU处理器与ECU之间通过CAN网络进行通信；所述网络管理用于在车辆休眠情况下，唤醒整车网络，检查FOTA的前置条件；所述客户端UDS协议栈通过CAN网络对ECU进行诊断，且支持单个ECU的bootloader流程。
进一步地，所述MODEM端ECU升级流程和MCU端ECU升级流程负责实现多个或者单个ECU升级流程。
本发明还提供了一种车联网TBOX端FOTA的系统的实现方法，包括如下步骤：
a、主机厂将各个ECU最新版本发送到云端；
b、车辆在每次上电时均会启动TBOX，TBOX通过CAN网络对车辆内各个ECU进行网络诊断；
c、CAN网络通过网络诊断，收集各个ECU版本号，通过MCU处理器和MODEM模块回传至云端；
d、云端通过对比采集到的ECU版本号与主机厂发布的最新版本号差异，将需要升级的ECU软件发送到MODEM模块上；
e、MODEM模块根据云端的比对结果，通过云端接口和4G网络接口与云端连接通信，并从云端下载相应的ECU升级包；
f、MODEM模块对下载的ECU升级包进行解析，并对升级包的格式和版本号进行管理；
g、用户通过手机APP或者车载显示屏确认是否升级；
h、用户确认升级，升级前准备，需完成整车网络唤醒、上电动作、前置条件检测；
i、MODEM端UART和MCU端UART建立通信，MCU处理器与ECU通过CAN网络建立通信，将从云端下载到MODEM模块中的升级包传输到MCU处理器，MCU处理器一边接收来自MODEM模块发送来的升级包，一边通过CAN网络将接收到的升级包传输给待升级ECU端，实现下载与升级同时进行；
j、待升级完成后，依次通过MCU处理器和MODEM模块将前端ECU升级结果回传至云端,反馈成功后，TBOX重启，最后将升级结果反馈到手机APP端，完成全部升级流程。
采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：用户在出现ECU需要进行更新升级时，无需再去4S点或者返厂修理，使得升级成本降低，另外MODEM模块和MCU处理器模块内部合理分工，减轻了MODEM模块原有的工作量，而且本方案支持单个或多个ECU升级流程，TBOX内部采用UART通信，TBOX与ECU之间采用CAN网络通信，MODEM模块从云端下载升级包后，经用户确认升级，MCU处理器一边从MODEM模块下载升级包，一边将下载的发送到ECU端，ECU端进行边下载边升级，减少传输时间，提高传输效率，减少升级时间，加快升级速度。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，
图1为本发明的FOTA TBOX框图；
图2为本发明的TBOX模块MODEM端框图；
图3为本发明的TBOX模块MCU端框图；
图4为本发明的FOAT具体流程示意图。
附图中标号为：MODEM模块100、MODEM端ECU升级流程101、文件包系统102、云端接口103、4G网络接口104、版本管理106、版本解析107、版本下载108、MCU处理器200、MCU端ECU升级流程201、网络管理202、客户端UDS协议栈203、CAN驱动层204、MCU端UART205、UART300、MODEM端UART301。
具体实施方式
（实施例1）
见图1，本发明具有一种车联网TBOX端FOTA的系统，车联网TBOX端FOTA系统包括MODEM模块100、MCU处理器200以及用于两者之间通信的UART300，MCU处理器200将收集的前端CAN网络诊断信息通过UART300发送到MODEM模块100，MODEM模块100再将网络诊断信息发送到云端，CAN网络进行网络诊断是对各个ECU的软、硬件版本号进行诊断，云端接收到网络诊断信息后进行对比处理并将处理信息反馈到MODEM模块100。
（实施例2）
见图2和图3，本发明在实施例1的基础上，更具体地UART300包括MODEM端UART301和MCU端UART205；MODEM模块100包含MODEM端ECU升级流程101、云端接口103、4G网络接口104、版本管理106、版本解析107和版本下载108，云端接口103和4G网络接口104用于MODEM模块100和云端之间通信和下载，优选4G网络接口104，但不仅限于4G，还可以3G/2G接口；MODEM模块100通过云端反馈信息，确定各个ECU待升级版本信息，通过版本解析107和版本下载108，将需要升级的软件包解析并下载下来，版本管理106对各个ECU的当前版本号和待升级版本号进行管理，当ECU升级出错或升级失败时，能及时利用回滚机制，帮助ECU恢复到升级之前的版本。
MODEM模块100还包含文件包系统102，文件包系统102用于对已下载软件升级包进行格式管理，将各个格式升级文件包转化成统一格式，方便内部管理。
MCU处理器200由MCU端ECU升级流程201、网络管理202、客户端UDS协议栈203、CAN驱动层204以及MCU端UART205组成；CAN驱动层负责完成CAN报文的收发工作，实现MCU处理器200与ECU之间通过CAN网络进行通信，网络管理202用于在车辆休眠情况下，唤醒整车网络，检查FOTA的前置条件；客户端UDS协议栈203通过CAN网络对ECU进行诊断，且支持单个ECU的bootloader流程。
MODEM端ECU升级流程101和MCU端ECU升级流程201负责实现多个或者单个ECU升级流程。
（实施例3）
见图4，本发明还提供了一种车联网TBOX端FOTA的系统的实现方法，附图4为具体流程图，以下步骤为概括性步骤，包括如下步骤：
a、主机厂将各个ECU最新版本发送到云端；
b、车辆在每次上电时均会启动TBOX，TBOX通过CAN网络对车辆内各个ECU进行网络诊断；
c、CAN网络通过网络诊断，收集各个ECU版本号，通过MCU处理器200和MODEM模块回传至云端；
d、云端通过对比采集到的ECU版本号与主机厂发布的最新版本号差异，将需要升级的ECU软件发送到MODEM模块100上，发送的信息包含：待升级ECU的地址信息、升级包文件、key值和升级开始时间；
e、MODEM模块100根据云端的比对结果，通过云端接口103和4G网络接口104与云端连接通信，并从云端下载相应的ECU升级包；
f、MODEM模块100对下载的ECU升级包进行解析，并对升级包的格式和版本号进行管理；将升级包格式转化成统一格式，如将不同后缀文件包统一转化成后缀为“.HEX”文件，方便内部进行统一管理，版本管理106对各个ECU的当前版本号和待升级版本号进行管理，用于升级失败时采取回滚机制刷回升级之前的版本或者重新从云端下载待升级版本号；
g、用户通过手机APP或者车载显示屏确认是否升级；
h、用户确认升级，升级前准备，需完成整车网络唤醒、上电动作、前置条件检测；
i、MODEM端UART301和MCU端UART205建立通信，MCU处理器200与ECU通过CAN网络建立通信，将从云端下载到MODEM模块100中的升级包传输到MCU处理器200，MCU处理器200一边接收来自MODEM模块100发送来的升级包，一边通过CAN网络将接收到的升级包传输给待升级ECU端，实现边下载边升级；
j、待升级完成后，依次通过MCU处理器200和MODEM模块100将前端ECU升级结果回传至云端,反馈成功后，TBOX重启，最后将升级结果反馈到手机APP端，完成全部升级流程。
本发明的工作原理为：主机厂先将最新软件版本发布到云端，车辆在每次上电均会启动TBOX，TBOX启动后通过整车CAN网络进行网络诊断，网络诊断所收集的各个ECU版本号依次通过TBOX内部的MCU处理器200和MODEM模块100反馈到云端，云端通过对比前端收集到的版本号和云端内最新版本号，反馈升级节点到MODEM模块100，MODEM模块100通过云端接口103和4G网络接口104从云端下载升级列表里的升级包，用户通过手机APP或者车载显示屏确认是否升级，确认升级后，做好升级前准备，进行网络唤醒、上电动作以及前置条件检测，当条件满足允许升级后，FOAT任务开始，MCU处理器200从MODEM模块100处获取升级列表，开始升级，升级进度完成后，下电动作并将升级结果依次反馈到MODEM模块100和云端，反馈成功以后，重启TBOX，并将最后升级结果反馈到手机APP或者车载显示屏上。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种车联网TBOX端FOTA的系统，其特征在于：包括MODEM模块(100)、MCU处理器(200)以及用于两者之间通信的UART(300)；所述MCU处理器(200)将收集的前端CAN网络诊断信息通过UART(300)发送到MODEM模块(100)，MODEM模块(100)再将网络诊断信息发送到云端，云端接收到网络诊断信息后进行对比处理并将处理信息反馈到MODEM模块(100)；
所述MODEM模块(100)包含MODEM端ECU升级流程(101)、云端接口(103)、4G网络接口(104)、版本管理(106)、版本解析(107)和版本下载(108)；所述云端接口(103)和4G网络接口(104)用于MODEM模块(100)和云端之间通信和下载；所述MODEM模块(100)通过云端反馈信息，确定不同ECU待升级版本信息，通过版本解析(107)和版本下载(108)，将需要升级的软件包解析并下载下来；所述版本管理(106)对各个ECU的当前版本号和待升级版本号进行管理，当ECU升级出错或升级失败时，能及时利用回滚机制，帮助ECU恢复到升级之前的版本；所述UART(300)包括MODEM端UART(301)和MCU端UART(205)。
2.根据权利要求1所述的一种车联网TBOX端FOTA的系统，其特征在于：所述MODEM模块(100)还包含文件包系统(102)，文件包系统(102)用于对已下载软件升级包进行格式管理，将不同格式升级文件包转化成统一格式，方便内部管理。
3.根据权利要求1所述的一种车联网TBOX端FOTA的系统，其特征在于：所述MCU处理器(200)由MCU端ECU升级流程(201)、网络管理(202)、客户端UDS协议栈(203)、CAN驱动层(204)以及MCU端UART(205)组成；所述CAN驱动层负责完成CAN报文的收发工作，实现MCU处理器(200)与ECU之间通过CAN网络进行通信；所述网络管理(202)用于在车辆休眠情况下，唤醒整车网络，检查FOTA的前置条件；所述客户端UDS协议栈(203)通过CAN网络对ECU进行诊断，且支持单个ECU的bootloader流程。
4.根据权利要求1所述的一种车联网TBOX端FOTA的系统，其特征在于：所述MODEM端ECU升级流程(101)和MCU端ECU升级流程(201)负责实现多个或者单个ECU升级流程。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种车联网TBOX端FOTA的系统的实现方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、主机厂将各个ECU最新版本发送到云端；
b、车辆在每次上电时均会启动TBOX，TBOX通过CAN网络对车辆内各个ECU进行网络诊断；
c、CAN网络通过网络诊断，收集各个ECU版本号，通过MCU处理器(200)和MODEM模块(100)回传至云端；
d、云端通过对比采集到的ECU版本号与主机厂发布的最新版本号差异，将需要升级的ECU软件发送到MODEM模块(100)上；
e、MODEM模块(100)根据云端的比对结果，通过云端接口(103)和4G网络接口(104)与云端连接通信，并从云端下载相应的ECU升级包；
f、MODEM模块(100)对下载的ECU升级包进行解析，并对升级包的格式和版本号进行管理；
g、用户通过手机APP或者车载显示屏确认是否升级；
h、用户确认升级，升级前准备，需完成整车网络唤醒、上电动作、前置条件检测；
i、MODEM端UART(301)和MCU端UART(205)建立通信，MCU处理器(200)与ECU通过CAN网络建立通信，将从云端下载到MODEM模块(100)中的升级包传输到MCU处理器(200)，MCU处理器(200)一边接收来自MODEM模块(100)发送来的升级包，一边通过CAN网络将接收到的升级包传输给待升级ECU端，实现下载与升级同时进行；
j、待升级完成后，依次通过MCU处理器(200)和MODEM模块(100)将前端ECU升级结果回传至云端,反馈成功后，TBOX重启，最后将升级结果反馈到手机APP端，完成全部升级流程。
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