CN111209019A - 一种操作系统远程自适应升级方法和系统 - Google Patents

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赵紫旭
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Abstract

本发明公开了一种操作系统远程自适应升级方法和系统，可以根据操作系统的使用环境自适应地进行远程更新。包括：系统信息采集模块、更新决策模块、系统状态采集和监控模块、更新流程控制模块；其中系统信息采集模块采集操作系统运行环境、操作系统版本信息，并将所述信息传送到更新决策模块，更新决策模块根据所述信息作出更新决策信息；系统状态采集和监控模块实时监控操作系统的状态，产生操作系统状态信息；然后更新决策模块产生的更新决策信息和系统状态采集和监控模块产生的操作系统状态信息发送给更新流程控制模块，所述更新流程控制模块决定当前是否进行更新，如果更新则从服务器加载相应程序并完成更新过程。

Description

一种操作系统远程自适应升级方法和系统
技术领域
本发明属于嵌入式操作系统技术领域，具体涉及一种操作系统远程自适应升级方法和系统。
背景技术
嵌入式系统以低功耗、高可靠性、功能强大、性价比高、实时性强、支持多任务、网络功能丰富、占用空间小、效率高、软硬件选择灵活及接口可定制等特点广泛应用于工业控制领域。作为嵌入式系统的一部分，嵌入式实时操作系统的正常运行至关重要。资源受限条件下系统的正常运行对操作系统设计提出了更高的要求，操作系统应该具有普适性，即能够适应不同的硬件环境及不同的应用需求，还应当适时作出版本更新。
现有技术中，对于上述场景中操作系统升级的需求，通常采用常规的操作系统更新的方法，比如重新安装操作系统，来处理。这种方式虽然直接，但是由于重新安装需要对新的系统进行重新配置，因此会耗费很长的时间。同时操作系统的重新配置需要操作者拥有比较全面的系统知识，这加大了维护系统的难度，使得操作系统的更新升级工作变得既耗时而又复杂，极容易产生错误，增加维护成本。特别是当需要维护的操作系统数量庞大，则会导致维护工作延迟，进而影响用户工作的正常开展，产生的影响会更加巨大。另外，再开发测试过程中的操作系统更新与升级工作，也会面临着同样的问题，使得项目进度受到严重影响。更为重要的是，这种操作系统更新方案没有可逆性，即一旦重新安装新版本的操作系统，则不能再返回原来所使用的旧版本操作系统。如果业务软件系统再新版本操作系统不能正常使用时，无法方便地返回到旧版本操作系统，只能再次重新安装旧版本操作系统。
其次，现有技术中还可以采用同步技术来完成系统的升级与更新。但是这种方案仍然有着明显不能解决的问题。物联网时代中断类型众多，终端上应用的程序和终端所使用的处理器架构不一，同一款操作系统如果想要大规模部署和使用，需要主动适应多种处理器架构和多种物联网应用，而不是人为地进行操作系统移植和应用迁移。而当前操作系统对于硬件平台的适应主要依靠被动地进行移植，对于软件应用地支持依赖于各种扩展库地加载。考虑到不同物端处理器计算、存储能力存在较大差异，操作系统需要为不同地处理器进行“量体裁衣”，根据处理器具体情况，减少系统冗余，扩展所需功能，充分利用处理器计算和存储资源，实现相应地功能。现有嵌入式操作系统内存空间存在冗余部分，例如一些函数库和内核模块虽然存在处理器内存中，但是极少被调用，造成了存储空间地浪费。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种操作系统远程自适应升级方法和系统，可以根据操作系统的使用环境自适应地进行远程更新。
本发明通过以下技术方案实现。
一种操作系统远程自适应升级方法，包括：
将操作系统划分为应用层、操作系统内核、硬件抽象层、硬件驱动；
在服务器端存储用于更新的应用函数库、操作系统模块和硬件驱动程序，分别对应所述的应用层、操作系统内核、硬件抽象层和硬件驱动；
系统信息采集模块采集操作系统更新的信息；
更新决策模块根据所述更新的信息作出更新决策；
更新流程控制模块根据所述更新决策从服务器端加载程序，完成操作系统的远程升级。
一种操作系统远程自适应升级系统，包括：系统信息采集模块、更新决策模块、系统状态采集和监控模块、更新流程控制模块；
其中系统信息采集模块采集操作系统运行环境、操作系统版本信息，并将所述信息传送到更新决策模块，更新决策模块根据所述信息作出更新决策信息；系统状态采集和监控模块实时监控操作系统的状态，产生操作系统状态信息；然后更新决策模块产生的更新决策信息和系统状态采集和监控模块产生的操作系统状态信息发送给更新流程控制模块，所述更新流程控制模块决定当前是否进行更新，如果更新则从服务器加载相应程序并完成更新过程。
本发明有益效果：
本发明将操作系统划分为应用层、操作系统内核、硬件抽象层、硬件驱动四个部分，同时服务器端存储用于更新的应用函数库、操作系统模块和硬件驱动程序，分别对应所述的应用层、操作系统内核、硬件抽象层和硬件驱动。在远程升级时，根据不同层的更新信息进行相应的跟新，更新速度快，效率高。
本发明设置了系统状态采集和监控模块，可以根据系统运行状态判断当前时间是否适合操作系统升级，只有适合更新的情况下才进行更新，避免出现系统延迟、系统异常的情况。
附图说明
图1为本发明一种操作系统远程自适应升级系统结构图；
图2为本发明实施例的远程自适应升级流程图；
图3为本发明实施例中操作系统组成结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
本实施例中的一种操作系统远程自适应升级方法，具体包括：
步骤一、将操作系统划分为应用层、操作系统内核、硬件抽象层、硬件驱动四个部分，如图3所示；其中：
所述应用层用于为用户提供所需的各种应用；
所述操作系统内核为所述操作系统的核心部分，用来控制整个操作系统；
所述硬件抽象层和硬件驱动为硬件接口部分，根据不同的硬件提供不同的驱动程序；
步骤二、服务器端存储用于更新的应用函数库、操作系统模块和硬件驱动程序，分别对应所述的应用层、操作系统内核、硬件抽象层和硬件驱动。如图3所示。在本实施例中，所述服务器是个云端存储器，具体存储什么由自己决定，可以存大量东西，然后需要什么则传输加载到操作系统中。
所述服务器端通过无线传输的方式向所述操作系统传输用于更新的应用函数库、操作系统模块和硬件驱动程序。
步骤三、系统信息采集模块采集操作系统更新的相关信息，例如：操作系统使用环境是否改变，即是否需要更新应用程序，OS版本更新判断，即是否需要更新操作系统内核，还有硬件判断，即是否需要更新硬件接口；
步骤四、更新决策模块作出更新决策；包括环境适应决策、OS版本更新判断、硬件适应决策；
所述环境适应决策为根据操作系统使用环境信息决策应用的更新；
所述OS版本更新判断用于更新操作系统内核；
所述硬件适应决策根据操作系统使用的硬件环境做出硬件驱动更新决策。
步骤五、更新流程控制模块用于根据更新决策模块作出的决策信息和系统状态采集和监控模块给出的系统状态信息来控制更新流程，从服务器端加载程序，完成操作系统的远程升级。
在具体实施时，上述步骤五之前进行如下操作：系统状态采集和监控模块采集操作系统的运行状态，例如用于自动驾驶汽车上的操作系统正在马路上行驶，则暂时不更新操作系统，等汽车停下时才能进行更新。该模块在检测到操作系统空闲或可以进行更新时，给出系统状态可以更新的信息，操作系统按照之前做出的决策进行更新。
如图1所示，本发明的操作系统远程自适应升级系统，具体包括：系统信息采集模块、更新决策模块、系统状态采集和监控模块、更新流程控制模块；
其中系统信息采集模块采集操作系统运行环境、操作系统版本信息，并将所述信息传送到更新决策模块，更新决策模块根据所述信息作出更新决策信息；系统状态采集和监控模块实时监控操作系统的状态，产生操作系统状态信息；然后更新决策模块产生的更新决策信息和系统状态采集和监控模块产生的操作系统状态信息发送给更新流程控制模块，所述更新流程控制模块决定当前是否进行更新，如果更新则从服务器加载相应程序并完成更新过程。
所述系统信息采集模块用来采集操作系统更新的相关信息；例如操作系统使用环境是否改变，即是否需要更新应用程序，OS版本更新判断，即是否需要更新操作系统内核，还有硬件判断，即是否需要更新硬件接口；
所述更新决策模块用于作出更新决策；在本实施例中，具体包括环境适应决策、OS版本更新判断、硬件适应决策；
所述环境适应决策为根据操作系统使用环境信息决策应用的更新；
所述OS版本更新判断用于更新操作系统内核；
所述硬件适应决策根据操作系统使用的硬件环境做出硬件驱动更新决策。
所述系统状态采集和监控模块用于采集操作系统的运行状态，当检测到操作系统处于空闲状态且网络状态良好时，将将更新的信息传送给更新流程控制模块；
所述更新流程控制模块用于根据更新决策模块作出的决策信息和系统状态采集和监控模块给出的系统状态信息来控制更新流程，从服务器端加载程序，完成操作系统的远程升级。例如自动驾驶汽车上的操作系统正在马路上行驶，则暂时不更新操作系统，等汽车停下时才能进行更新。
如图2所示，下面以应用层更新流程为例来说明本发明的具体更新流程。
系统信息采集模块采集操作系统的运行环境信息，更新决策模块根据坏境适应原则对操作系统的应用层进行更新决策，在本实施例中用应用程序APP3替换APP2，系统状态采集和监控模块采集系统状态信息，若当前状态可以进行操作系统更新，则根据所述更新决策进行更新：从服务器端加载所述应用程序APP3，通过无线传输加载到操作系统，安装APP3，删除APP2，更新完成，启动操作系统，完成操作系统环境自适应远程更新。

Claims (5)

1.一种操作系统远程自适应升级方法，其特征在于，包括：
将操作系统划分为应用层、操作系统内核、硬件抽象层、硬件驱动；
在服务器端存储用于更新的应用函数库、操作系统模块和硬件驱动程序，分别对应所述的应用层、操作系统内核、硬件抽象层和硬件驱动；
系统信息采集模块采集操作系统更新的信息；
更新决策模块根据所述更新的信息作出更新决策；
更新流程控制模块根据所述更新决策从服务器端加载程序，完成操作系统的远程升级。
2.如权利要求1所述的一种操作系统远程自适应升级方法，其特征在于，在所述更新流程控制模块根据所述更新决策从服务器端加载程序之前进行如下操作：系统状态采集和监控模块采集操作系统的运行状态，在检测到操作系统空闲或可以进行更新时，给出系统状态可以更新的信息，操作系统按照之前做出的决策进行更新。
3.如权利要求1或2所述的一种操作系统远程自适应升级方法，其特征在于，所述服务器端通过无线传输的方式向所述操作系统传输用于更新的应用函数库、操作系统模块和硬件驱动程序。
4.一种操作系统远程自适应升级系统，其特征在于，包括：系统信息采集模块、更新决策模块、系统状态采集和监控模块、更新流程控制模块；
其中系统信息采集模块采集操作系统运行环境、操作系统版本信息，并将所述信息传送到更新决策模块，更新决策模块根据所述信息作出更新决策信息；系统状态采集和监控模块实时监控操作系统的状态，产生操作系统状态信息；然后更新决策模块产生的更新决策信息和系统状态采集和监控模块产生的操作系统状态信息发送给更新流程控制模块，所述更新流程控制模块决定当前是否进行更新，如果更新则从服务器加载相应程序并完成更新过程。
5.如权利要求4所述的一种操作系统远程自适应升级系统，其特征在于，所述更新决策模块具体包括环境适应决策、OS版本更新判断、硬件适应决策；
所述环境适应决策根据操作系统使用环境信息决策应用的更新；
所述OS版本更新判断用于更新操作系统内核；
所述硬件适应决策根据操作系统使用的硬件环境做出硬件驱动更新决策。
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