CN111679849A - 一种多层拓扑管理结构的设备升级方法及充电桩系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多层拓扑管理结构的设备升级方法及充电桩系统，方法包括：第1层管理设备接收到充电桩云平台下发的升级命令时，从充电桩云平台下载升级文件，当升级对象为自身时，利用成功下载后存储到本地的升级文件进行升级，否则，广播升级命令至第2层管理设备；第N层管理设备接收到第N‑1层管理设备广播的升级命令时，从第N‑1层管理设备下载升级文件，当升级对象为自身时，利用成功下载后存储到本地的升级文件进行升级，否则，广播升级命令至第N+1层管理设备，本发明通过逐层传送文件方式获取升级数据，减少报文命令类型以及交互的业务控制逻辑方式，极大提高升级的可靠性，提高了系统升级成功率。

Description

一种多层拓扑管理结构的设备升级方法及充电桩系统
技术领域
本发明涉及充电桩领域，尤其涉及一种多层拓扑管理结构的设备升级方法及充电桩系统。
背景技术
在很多复杂的终端设备系统中，都是由多级模块进行构成的，然后一层层进行管理，最后再通过主控系统进行整体的控制、状态采集、事件记录等等然后统一汇总并上传到云平台服务器，云平台就可以实时查看远程终端的运行情况。终端设备这种的多层次管理的理念，对设备的监控和管理非常实用，大部分复杂管理系统都是采用这种分层管理方式。然后这种分层框架，因为层次管理复杂，而且下面每层还可能要管理多个子模块，要从云平台实现可以给每个终端管理的任何层次及任何子模块进行远程升级，就给开发和运维造成一个比较有技术难度的挑战。而且还要实现对每层升级的成功率都要达到99.9％以上，就需要一种稳定可靠的技术方法来实现这种复杂系统的升级需求。
如图1所示，一个双枪的180KW充电桩终端设备各模块组成图。第一层是计费控制单元，其是整个系统的控制大脑，负责人机交互、计费、充电订单生成、与充电桩云平台通信等。计费控制单元通过CAN总线控制第二层的充电控制器，一个桩的N个枪对应N个充电控制器，一般N是在1～16之间的整数，即一个充电计费控制单元下面可以带1～16把充电枪。充电控制器再下面通过另外一路CAN总线连接三、四层的功率模块(因为功率模块内部市场主流还是分AC\DC、DC\DC两部分软硬件所以这里面其实是有两层的)，一般一个系统中有功率模块有3～16个(60KW～320KW)，充电控制器负责与车通信、电气保护、控制/管理功率模块按车的需求电压、电流输出等功能。
目前市场上，大部分都只能实现对第一层的计费控制单元进行远程升级，而对第二层的充电控制器和三四层的功率模块，基本都是采用现场人工升级的方法，对充电桩这产品，因为市场情况复杂，升级频繁，这种现场人工升级方式的弊端是：1)因为充电桩场站遍布城市各个角落，现场升级一个一个站跑去升级效率低、成本高；2)因为人员到现场因交通距离或人员紧张等因素，不能及时升级，所急需升级的场站反应速度慢；3)很多现场升级，还要带U盘或专业的烧录器或专业软件等，操作不方便，只有专业人员到现场才会操作，对工具和人员要求比较高。
另外还有些升级方案理论上也实现了远程多层次升级，但存在如下缺陷：1)升级命令复杂，而且命令数据交互一层层传递下去，再一层层回传回来，升级成功率低，导致即使有这种功能也不敢真正使用起来。比如，升级命令以及对应的应答常见的有：升级文件长度及版本号和设备文件长度及版本号应答、升级启动命令和设备升级准备就绪应答、擦除命令和设备擦除命令应答、升级数据和设升级数据应答、升级完成和升级完应答、设备重启和设备重启应答，等等。如要升级4层的AC/DC模块，命令要按照如下的顺序一层层传下层：充电桩云平台、计费控制单元、充电控制器、DC/DC模块、ACDC模块，然后应答要反向一层层传回来；2)方案基本是要在二层的充电控制器做复杂的批量处理来对下面多个模块进行升级，逻辑处理很繁琐复杂，易出错。所以这种方式进行对多层次模块进行升级流程非常复杂，成功率很低，很多因为成功率太低，怕这种方式升级时导致失败不能及时派人现场解决影响更坏，而宁愿派运维人员现场去升级。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种多层拓扑管理结构的设备升级方法及充电桩系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多层拓扑管理结构的设备升级方法，适用于充电桩系统，所述充电桩系统包括多层管理设备，每一层管理设备与下一层管理设备通过总线通信连接，第1层管理设备与充电桩云平台通过网络通信，所述方法包括：
第1层管理设备接收到充电桩云平台下发的升级命令时，从充电桩云平台下载升级文件并存储到本地，当接收的升级命令的升级对象为第1层管理设备自身时，利用成功下载后存储到本地的升级文件进行升级，否则，广播升级命令至第2层管理设备；
第N层管理设备接收到第N-1层管理设备广播的升级命令时，从第N-1层管理设备下载升级文件并存储到本地，当接收的升级命令的升级对象为第N层管理设备自身时，利用成功下载后存储到本地的升级文件进行升级，否则，广播升级命令至第N+1层管理设备，其中，N为正整数，N≥2。
优选地，充电桩云平台给第1层管理设备下发的升级命令的内容至少有如下字段：升级设备类型、升级文件的下载地址、升级文件的版本号、升级文件的大小。
优选地，所述的当接收的升级命令的升级对象为第1层管理设备自身时，利用成功下载后存储到本地的升级文件进行升级，包括：
第1层管理设备在获取到升级命令时，根据升级命令中的升级设备类型判断升级命令的升级对象是否是第1层管理设备自身；
当升级对象是第1层管理设备自身时，基于升级命令中的版本号和第1层管理设备目前的版本号，判断第1层管理设备自身是否需要升级；
如果需要升级，则根据升级命令中的升级文件的下载地址，基于FTP文件下载方式从充电桩云平台下载升级文件并缓存到本地的FLASH中，利用成功下载后存储到本地的升级文件进行升级后结束方法；
如果不需要升级，则结束方法。
优选地，所述的第N层管理设备接收到第N-1层管理设备广播的升级命令时，从第N-1层管理设备下载升级文件并存储到本地，包括：
第N层管理设备接收到第N-1层管理设备广播的升级命令时，根据升级命令中的升级设备类型判断升级命令的升级对象是否是第N层管理设备自身；
当升级对象是第N层管理设备自身时，基于升级命令中的版本号和第N层管理设备目前的版本号，判断第N层管理设备自身是否需要升级；
如果需要升级，则发送下载文件命令至第N-1层管理设备，再接收第N-1层管理设备下发的升级文件并缓存到本地的FLASH中；
如果不需要升级，则结束方法。
优选地，所述方法还包括：
每一层管理设备在判断出升级对象是自身时,先判断升级命令是否合法，如果合法才判断自身是否需要升级，否则结束方法。
本发明另一方面还构造了一种充电桩系统，所述充电桩系统包括多层管理设备，每一层管理设备与下一层管理设备通过总线通信连接，第1层管理设备与充电桩云平台通过网络通信，所述充电桩系统用于在升级时执行如前任一项所述的方法。
本发明的多层拓扑管理结构的设备升级方法及充电桩系统，具有以下有益效果：本发明采用分层升级，并通过逐层传送文件方式获取升级数据，减少报文命令类型以及交互的业务控制逻辑方式，极大提高升级的可靠性，并且每一层都是先从上一层拿到升级文件进行存储，所以需要升级的层在拿到文件后可以选择合适的时间调取升级文件升级，如此即使偶尔出现某一层的模块升级不成功，也不影响正常工作和下次升级，极大提高了系统升级成功率，降低因升级问题导致系统不可用的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：
图1是充电桩系统的结构示意图；
图2是对本发明充电桩系统中的计费控制单元进行升级的流程图；
图3是对本发明充电桩系统中的充电控制器进行升级的流程图；
图4是对本发明充电桩系统中的DC\DC模块进行升级的流程图；
图5是对本发明充电桩系统中的AC\DC模块进行升级的流程图。
具体实施方式
为了解决传统的人工升级和远程多层次升级方式的复杂、成功率低等诸多缺陷，本发明采用分层升级，并通过逐层传送文件方式获取升级数据，减少报文命令类型以及交互的业务控制逻辑方式，极大提高升级的可靠性，并且每一层都是先从上一层拿到升级文件进行存储，所以需要升级的层在拿到文件后可以选择合适的时间调取升级文件升级，如此即使偶尔出现某一层的模块升级不成功，也不影响正常工作和下次升级，极大提高了系统升级成功率，降低因升级问题导致系统不可用的风险。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明的多层拓扑管理结构的设备升级方法，适用于充电桩系统，所述充电桩系统包括多层管理设备，每一层管理设备与下一层管理设备通过总线(比如CAN总线)通信连接，第1层管理设备与充电桩云平台通过网络(比如3G/4G、以太网)通信。如图1中充电桩计费单元是第1层管理设备，充电桩控制器是第2层管理设备，DCDC模块、开关是第3层管理设备，ACDC模块是第4层管理设备。可以理解的是，在其他实施例中，管理设备的层数还可以是其他数量，对此并不做限制。
本发明的升级方法包括：
S1：充电桩云平台下发升级命令给第1层管理设备；
需要说明的是，在步骤S1之前，需要设备运维人员先把升级的程序文件即升级文件先放在充电桩云平台(服务器)上，然后由充电桩云平台向远程充电桩计费单元下发升级命令即可。
其中，升级命令的内容至少有如下字段：升级设备类型、升级文件的下载地址、升级文件的版本号、升级文件的大小。
S2、第1层管理设备接收到充电桩云平台下发的升级命令时，从充电桩云平台下载升级文件并存储到本地，当接收的升级命令的升级对象为第1层管理设备自身时，利用成功下载后存储到本地的升级文件进行升级，否则，广播升级命令至第2层管理设备；
具体来说，第1层管理设备在获取到升级命令时，根据升级命令中的升级设备类型判断升级命令的升级对象是否是第1层管理设备自身，当升级对象不是第1层管理设备自身时，则广播升级命令至第2层管理设备，当升级对象是第1层管理设备自身时，则执行下面的步骤：基于升级命令中的版本号和第1层管理设备目前的版本号，判断第1层管理设备自身是否需要升级，当升级命令中的版本号和第1层管理设备目前的版本号一致时，则不需要升级，否则需要升级。如果需要升级，则根据升级命令中的升级文件的下载地址，基于FTP文件下载方式从充电桩云平台下载升级文件并缓存到本地的FLASH中，利用成功下载并存储在本地的升级文件进行软件覆盖升级后结束方法，如果不需要升级，则直接结束方法。
S3、第N层管理设备接收到第N-1层管理设备广播的升级命令时，从第N-1层管理设备下载升级文件并存储到本地，当接收的升级命令的升级对象为第N层管理设备自身时，利用成功下载后存储到本地的升级文件进行升级，否则，广播升级命令至第N+1层管理设备，其中，N为正整数，N≥2。
具体来说，第N层管理设备接收到第N-1层管理设备广播的升级命令时，根据升级命令中的升级设备类型判断升级命令的升级对象是否是第N-1层管理设备自身，当升级对象不是第N层管理设备自身时，则广播升级命令至第N+1层管理设备，当升级对象是第N层管理设备自身时，则执行下面的步骤：基于升级命令中的版本号和第N层管理设备目前的版本号，判断第N层管理设备自身是否需要升级，如果需要升级，则发送下载文件命令至第N-1层管理设备，再接收第N-1层管理设备下发的升级文件并缓存到本地的FLASH中，利用成功下载后存储到本地的升级文件进行升级后结束方法，如果不需要升级，则结束方法。
其中，第N层向N-1层发送的下载文件命令的主要字段内容是：升级设备类型、拉取升级文件偏移量、一次拉取文件长度。N-1层向下面第N层管理的子层设备，每次可以按CAN报文的长包协议帧，一次发送64字节或其他约定报文长度，第N层升级数据接收设备，也每隔1s定时向N-1层发送设备下载升级文件状态情况，以便上层可以实时知道下层设备的升级情况。其中，N为正整数，N≥2。
优选地,每一层管理设备在判断出升级对象是自身时,先判断升级命令是否合法，如果合法才判断自身是否需要升级，否则结束方法。比如说，可以根据升级命令中的升级文件的大小、版本号判断文件是否合法。
根据以上方法，如果要对第1层管理设备升级,则充电桩云平台只需下发升级命令到第1层管理设备，第1层管理设备根据命令从充电桩云平台下载升级文件到本地进行升级；如果要对第2层管理设备升级,则充电桩云平台也是下发升级命令到第1层管理设备，第1层管理设备从充电桩云平台将升级文件下载到本地，然后广播升级命令到第2层管理设备，第2层管理设备再从第1层管理设备下载升级文件到本地进行升级；如果要对第3层管理设备升级,则充电桩云平台也是下发升级命令到第1层管理设备，第1层管理设备从充电桩云平台将升级文件下载到本地，然后广播升级命令到第2层管理设备，第2层管理设备再从第1层管理设备下载升级文件到本地，然后广播升级命令到第3层管理设备，第3层管理设备再从第2层管理设备下载升级文件到本地进行升级，其他层的升级过程以此类推。
如此，本发明的方法可实现分层升级，并通过逐层传送文件方式获取升级数据，减少报文命令类型以及交互的业务控制逻辑方式，极大提高升级的可靠性，由于每一层管理设备在接收升级文件过程中，其拥有完全的主控权，交互命令非常简单，不要一般常规的多种命令，流程大大简化，升级文件下载成功率大大提高。而且由于本发明是通过文件下载功能，把升级文件下载到本地的FLASH上，所以可以选择合适的时间段来进行升级，比如在空闲时再从FLASH调取升级文件进行覆盖升级，所以即使在充电控制器下载升级文件过程中，出现问题，也不会响应桩的正常工作和下次重新下载升级文件，大大提供升级的可靠性，极大提高了系统升级成功率，降低因升级问题导致系统不可用的风险。
基于同一发明构思，本发明还构造了一种充电桩系统，所述充电桩系统包括多层管理设备，每一层管理设备与下一层管理设备通过总线通信连接，第1层管理设备与充电桩云平台通过网络通信，所述充电桩系统用于在升级时执行如前所述的方法，具体实现过程可参阅上述方法实施例的描述，此处不再赘述。
基于本发明，图1的系统的升级过程是：
参考图2，如果要对充电桩计费单元(属于第1层管理设备)进行升级，则设备运维人员先把升级文件放在云平台(服务器)上，且充电桩计费单元的升级文件名就保存成1.out，然后云平台下发升级命令给充电桩计费单元，升级命令中写入了升级对象是充电桩计费单元。充电桩计费单元收到命令后，判断出是对自身进行升级，进行合法性检查，检查通过后，通过比对版本号判断是否需要升级，如果需要升级，则执行图中的步骤1，从云平台下载1.out文件到本地，然后再执行步骤2，利用1.out文件进行升级。
参考图3，如果要对充电桩控制器(属于第2层管理设备)进行升级，则设备运维人员先把升级文件放在云平台(服务器)上，且充电桩控制器的升级文件名就保存成2.out，然后云平台下发升级命令给充电桩计费单元，升级命令中写入了升级对象充是充电桩控制器。充电桩计费单元收到命令后，判断出不是对自身进行升级，则执行图3中的步骤1，从云平台下载2.out文件到本地，然后执行步骤2广播升级命令到下一层。充电桩控制器接收到升级命令后，判断出是对自身进行升级，进行合法性检查，检查通过后，通过比对版本号判断是否需要升级，如果需要升级，则执行步骤3，从充电桩计费单元下载2.out文件到本地，然后再执行步骤4，利用2.out文件进行升级。
参考图4，如果要对DCDC模块(属于第3层管理设备)进行升级，则设备运维人员先把升级文件放在云平台(服务器)上，且DCDC模块的升级文件名就保存成3.out，然后云平台下发升级命令给充电桩计费单元，升级命令中写入了升级对象充是DCDC模块。充电桩计费单元收到命令后，判断出不是对自身进行升级，则执行图4中的步骤1，从云平台下载3.out文件到本地，然后执行步骤2广播升级命令到下一层。充电桩控制器接收到升级命令后，判断出不是对自身进行升级，则执行步骤3，从充电桩计费单元下载3.out文件到本地，然后执行步骤4广播升级命令到下一层。DCDC模块接收到升级命令后，判断出是对自身进行升级，进行合法性检查，检查通过后，通过比对版本号判断是否需要升级，如果需要升级，则执行步骤5，从充电桩控制器下载3.out文件到本地，然后再执行步骤6，利用3.out文件进行升级。
参考图5，如果要对ACDC模块(属于第4层管理设备)进行升级，则设备运维人员先把升级文件放在云平台(服务器)上，且ACDC模块的升级文件名就保存成4.out，然后云平台下发升级命令给充电桩计费单元，升级命令中写入了升级对象是ACDC模块。充电桩计费单元收到命令后，判断出不是对自身进行升级，则执行图4中的步骤1，从云平台下载4.out文件到本地，然后执行步骤2广播升级命令到下一层。充电桩控制器接收到升级命令后，判断出不是对自身进行升级，则执行步骤3，从充电桩计费单元下载4.out文件到本地，然后执行步骤4广播升级命令到下一层。DCDC模块接收到升级命令后，判断出不是对自身进行升级，则执行步骤5，从充电桩控制器下载4.out文件到本地，然后再执行步骤6，广播升级命令到下一层。ACDC模块接收到升级命令后，判断出是对自身进行升级，进行合法性检查，检查通过后，通过比对版本号判断是否需要升级，如果需要升级，则执行步骤7，从DCDC模块下载4.out文件到本地，然后再执行步骤8，利用4.out文件进行升级。
综上所述，本发明的多层拓扑管理结构的设备升级方法及充电桩系统，具有以下有益效果：本发明采用分层升级，并通过逐层传送文件方式获取升级数据，减少报文命令类型以及交互的业务控制逻辑方式，极大提高升级的可靠性，并且每一层都是先从上一层拿到升级文件进行存储，所以需要升级的层在拿到文件后可以选择合适的时间调取升级文件升级，如此即使偶尔出现某一层的模块升级不成功，也不影响正常工作和下次升级，极大提高了系统升级成功率，降低因升级问题导致系统不可用的风险。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种多层拓扑管理结构的设备升级方法，适用于充电桩系统，所述充电桩系统包括多层管理设备，每一层管理设备与下一层管理设备通过总线通信连接，第1层管理设备与充电桩云平台通过网络通信，其特征在于，所述方法包括：
第1层管理设备接收到充电桩云平台下发的升级命令时，从充电桩云平台下载升级文件并存储到本地，当接收的升级命令的升级对象为第1层管理设备自身时，利用成功下载后存储到本地的升级文件进行升级，否则，广播升级命令至第2层管理设备；
第N层管理设备接收到第N-1层管理设备广播的升级命令时，从第N-1层管理设备下载升级文件并存储到本地，当接收的升级命令的升级对象为第N层管理设备自身时，利用成功下载后存储到本地的升级文件进行升级，否则，广播升级命令至第N+1层管理设备，其中，N为正整数，N≥2。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，充电桩云平台给第1层管理设备下发的升级命令的内容至少有如下字段：升级设备类型、升级文件的下载地址、升级文件的版本号、升级文件的大小。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的当接收的升级命令的升级对象为第1层管理设备自身时，利用成功下载后存储到本地的升级文件进行升级，包括：
第1层管理设备在获取到升级命令时，根据升级命令中的升级设备类型判断升级命令的升级对象是否是第1层管理设备自身；
当升级对象是第1层管理设备自身时，基于升级命令中的版本号和第1层管理设备目前的版本号，判断第1层管理设备自身是否需要升级；
如果需要升级，则根据升级命令中的升级文件的下载地址，基于FTP文件下载方式从充电桩云平台下载升级文件并缓存到本地的FLASH中，利用成功下载并存储在本地的升级文件进行升级软件覆盖后结束方法；
如果不需要升级，则结束方法。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的第N层管理设备接收到第N-1层管理设备广播的升级命令时，从第N-1层管理设备下载升级文件并存储到本地，包括：
第N层管理设备接收到第N-1层管理设备广播的升级命令时，根据升级命令中的升级设备类型判断升级命令的升级对象是否是第N层管理设备自身；
当升级对象是第N层管理设备自身时，基于升级命令中的版本号和第N层管理设备目前的版本号，判断第N层管理设备自身是否需要升级；
如果需要升级，则发送下载文件命令至第N-1层管理设备，再接收第N-1层管理设备下发的升级文件并缓存到本地的FLASH中；
如果不需要升级，则结束方法。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
每一层管理设备在判断出升级对象是自身时,先判断升级命令是否合法，如果合法才判断自身是否需要升级，否则结束方法。
6.一种充电桩系统，其特征在于，所述充电桩系统包括多层管理设备，每一层管理设备与下一层管理设备通过总线通信连接，第1层管理设备与充电桩云平台通过网络通信，所述充电桩系统用于在升级时执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
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