CN111949288A - 一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法及系统 - Google Patents

Abstract

本公开提出了基于车载以太网的智能元件远程升级方法及系统，系统包括车联网平台，设置在车辆上的TBOX终端、OTA Manager模块和待升级目标元件；车联网平台与TBOX终端无线通信，TBOX终端、OTA Manager模块和待升级的目标元件依次连接，所述OTA Manager模块分别通过多路CAN总线和多路车载以太网连接待升级的目标元件。本公开通过设置车载以太网和CAN总线的传输，可以实现并行运行，实现多目标元件同时升级，同时，传输通路每个目标元件之间相对独立，避免了丢包、堵塞等导致升级失败的问题。本公开在升级文件传输前对文件的合法性进行验证，在传输至目标文件后对文件的完整性进行验证，保证了升级系统的安全性。

Description

一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法及系统

技术领域

本公开涉及工程机械智能控制相关技术领域，具体的说，是涉及一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

随着科技的飞速发展，工程机械在智能控制方面的科技含量越来越高，市场需求也越来越多，越来越多的市场需求就导致了工程机械上的智能元件的更新迭代越来越快，需要升级程序的情况也就越来越多，升级包也会越来越大，实现大数据量的远程升级意义重大。

现有的工程机械上设置的智能元件众多，智能元件相互协作共同完成任务，组成相互协作的有机整体，当需要升级时，需要对相互关联的多个智能同时升级。发明人发现，现有的升级方法为现场连接工程机械如车辆的控制系统对智能元件进行逐个升级，采用通过USB口或串口升级，无法实现远程升级，当要升级的工程机械设备分布区域较广，升级工作会耗费巨大，浪费了大量的人力物力。也有的采用远程升级，一般采用CAN总线升级，传输速率低，只适用于小数据量业务，在同一个工程机械上需要批量升级，升级包比较多，升级过程中容易出现丢包、传输堵塞等问题，严重影响了远程升级的效率。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法及系统，实现多目标元件同时升级，每个目标元件之间的传输通路相对独立，避免了丢包、堵塞等导致升级失败的问题，提高升级系统升级效率、安全性和稳定性。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一个或多个实施例提供了一种基于车载以太网的智能元件远程升级系统，包括车联网平台，设置在车辆上的TBOX终端、OTA Manager模块和待升级目标元件；车联网平台与TBOX终端无线通信，TBOX终端、OTA Manager模块和待升级的目标元件依次连接，所述OTAManager模块分别通过多路CAN总线和多路车载以太网连接待升级的目标元件。

一个或多个实施例提供了一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法，包括如下步骤：

OTA Manager模块获取升级文件包，并对升级文件包进行合法性及文件大小识别；

OTA Manager模块根据识别结果对合法性文件包，按照文件大小选择不同的传输网络，并向目标文件发送升级请求；

OTA Manager模块查询获取升级请求的回复，回复为同意升级，则发送与文件包对应的Md5值和随机seed值，否则，结束；

目标元件根据seed值计算出密码，发送给OTA Manager模块；

OTA Manager模块验证接收到的密码，密码校验正确，发送升级文件；

升级文件传输结束，目标元件通过校验MD5码确认文件是否完整，如果是，回复接收成功并进行升级；否则，发送错误类型，结束。

一个或多个实施例提供了一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法，包括如下步骤：

获取升级文件包，并对升级文件包进行合法性及文件大小识别；

根据识别结果对合法性文件包，按照文件大小选择不同的传输网络，并向目标文件发送升级请求；

查询获取升级请求的回复，回复为同意升级，则发送与文件包对应的Md5值和随机seed值，否则，结束；

获取目标元件根据seed值计算获得的密码，验证接收到的密码，密码校验正确，发送升级文件。

一个或多个实施例提供了一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法，包括如下步骤：

获取升级请求，根据升级请求获取对应的配置信息；该配置信息可以是根据升级请求在相应的显示装置向用户显示提醒，并接收用户对显示提醒的配置信息，所述配置信息包括：升级或者不升级的信息。

接收OTA Manager模块发送的seed值和Md5值；

根据seed值计算出密码，发送给OTA Manager模块；

升级文件传输结束，目标元件通过校验MD5码确认文件是否完整，如果是，回复接收成功并进行升级；否则，发送错误类型，结束。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

(1)本公开通过设置车载以太网和CAN总线的传输，可以实现并行运行，实现多目标元件同时升级，同时，传输通路每个目标元件之间相对独立，避免了丢包、堵塞等导致升级失败的问题。

(2)本公开在升级文件传输前对文件的合法性进行验证，在传输至目标文件后对文件的完整性进行验证，保证了升级系统的安全性。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。

图1是本公开实施例1的系统的框图；

图2是本公开实施例2的升级方法流程图；

图3是本公开实施例3的升级方法流程图；

图4是本公开实施例4的升级方法流程图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

TBOX终端：Telematics BOX，简称车载TBOX，也称作汽车盒子，一般用于连接车辆的控制系统采集车辆相关信息，包含：位置信息、姿态信息、车辆状态信息，包含无线传输模块，可以与外界建立无线通信连接。

实施例1

在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，一种基于车载以太网的智能元件远程升级系统，包括车联网平台，设置在车辆上的TBOX终端、OTA Manager模块和待升级目标元件；车联网平台与TBOX终端无线通信，TBOX终端、OTA Manager模块和待升级的目标元件依次连接，所述OTA Manager模块分别通过多路CAN总线和多路车载以太网连接待升级的目标元件。

本实施例通过设置车载以太网和CAN总线的传输，可以实现并行运行，实现多目标元件同时升级，同时传输通路每个目标元件之间相对独立，避免了丢包、堵塞等导致升级失败的问题。

目标元件是车身网络中可以升级的智能元件，智能元件可以包括整机控制器MCU、显示器、按键面板、发动机控制器ECU、收音机、变速箱控制器TCU、空调等。

车联网平台：用于提供软件升级的升级包，并对远程升级进行监控；可以是由主机厂搭建的远程监管平台，作为远程发布平台。

可选的，TBOX终端设置在车辆上，用于实现车辆与外界数据交互；本实施例通过TBOX建立无线连接，车辆通过TBOX终端接收升级文件包，可以建立可靠的车辆与远端的车辆网平台的数据传输网络。

在一些实施例中，可选的，OTA Manager模块可以连接多种传输总线或者传输网络，OTA Manager模块被配置用于实现控制各个目标元件实现升级；本实施例中连接多路CAN总线和多路车载以太网，通过对不同的传输协议的转换实现与目标元件的文件传输，同时，OTA Manager模块对升级文件进行存储和备份。

本实施例中，选用车载以太网进行大数据量的传输，车载以太网传输速率快，能有效的实现大数据量业务的远程升级，如图片升级、界面优化等。

本实施例通过OTA Manager模块搭建升级平台，可扩展性强，在OTA Manager端口充足的情况下，可以新增不同的智能元件。

实施例2

本实施例还提供一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法，该方法用于实现OTA Manager模块与目标元件之间的数据传输控制及升级控制，如图2所示，包括如下步骤：

步骤1、OTA Manager模块获取升级文件包，并对升级文件包进行合法性及文件大小识别；

步骤2、OTA Manager模块根据识别结果对合法性文件包，按照文件大小选择不同的传输网络，并向目标文件发送升级请求；

步骤3、OTA Manager模块查询获取升级请求的回复，回复为同意升级，则发送与文件包对应的Md5值和随机seed值，否则，结束；

步骤4、目标元件根据seed值计算出密码，发送给OTA Manager模块；

步骤5、OTA Manager模块验证接收到的密码，密码校验正确，发送升级文件；

步骤6、升级文件传输结束，目标元件通过校验MD5码确认文件是否完整，如果是，回复接收成功并进行升级；否则，发送错误类型，结束。

本实施例通过设置不同的传输网络，可以实现不同元件的升级并行传输，实现多元件同时升级，同时传输通路每个目标元件之间相对独立，避免了丢包、堵塞等导致升级失败的问题。本实施例在升级文件传输前对文件的合法性进行验证，在传输至目标文件后对文件的完整性进行验证，保证了升级系统的安全性。

可选的，传输网络可以包括车载以太网和CAN总线，识别为小数据量业务则通过CAN总线进行文件传输；识别为大数据量业务则通过车载以太网进行文件传送。

数据量的大小判断可以通过设定大小阈值进行判定。按照文件包的大小选择不同的传输网络，一方面可以避免小数据量传输对大容量线路的占用，造成传输资源的浪费，另一方面，采用大容量线路传输大文件，可以保证大数量传输的成功率。

步骤1中，OTA Manager模块获取升级文件包，并对升级文件包进行合法性及文件大小识别，其中合法性判别的方法可以通过文件Md5值验证，也可以通过标志位验证。

Md5值验证合法性的方法为：获取升级文件包，同时获取升级文件包的Md5值，对获取的文件计算其Md5值，将直接获取及计算获得的Md5值比较，如果相同，文件合法，没有被改动。

通过标志位验证进行的合法性校验的步骤可以为：读取程序文件后，由程序文件中预埋的厂家标识代码、升级时间、或/和标志位进行校验，标志位相同则合法性校验通过。

其中，目标元件或OTA Manager模块对接收到升级文件包均进行合法性验证，目标元件的合法性验证也可以采用上述合法性验证方法。

具体的，一种标志位的生成方法：标志位包含厂家标识代码(如6位数字)与升级时间(如6位数字：200418)，进行异或运算得到一个6位数字(不足6位的补0)作为标志位进行校验，标志位相同则合法性校验通过。

文件的大小识别可以设定比较阈值，大于比较阈值为大数据量，小于比较阈值为小数据量。一般应用层程序升级，升级文件包的大小在1M以下；而图片或资源的升级一般大于1M，甚至几十M；可以设定比较阈值的大小为1M，OTA Manager接收到的升级文件包小于1M，则为小数据量业务；升级文件包大于1M，则为大数据量业务。

本实施例可以采用预埋标志位的方式进行校验，标志位通过算法获得，被破解概率小；同时可以设置多个变量，如厂家标识代码、升级时间、升级版本等，进行标志位计算，方案灵活；且对于CPU的计算能力要求不高，设备硬件要求低，成本可控。

本实施例中，Md5值是对文件包采用信息摘要算法计算获得的数据，用于核对文件内容。在OTA Manager模块和目标元件中对传输的升级文件分别采用信息摘要算法计算升级文件的Md5值，目标元件通过比较接收的Md5值和接收到升级文件后计算的Md5值，确定接收到的升级文件是否完整，从而，在数据发生丢包时可以及时反馈，重新进行文件传输。

可选的，seed值是OTA Manager随机生成的一串数字，可以设置为任意长度，根据seed值生成密码的方法为：OTA Manager与目标元件共享加密密钥，OTA Manager与目标元件分别通过共享加密密钥加密seed值。OTA Manager与目标元件通过共享的加密密钥获得的加密后的密文即密码相同，则验证目标元件的身份正确，可以进行传输。

可选的，根据seed值生成密码的一种具体的加密方法如下：

设置与seed值长度相同的加密值：如seed值为123456，设置加密值为987654；

seed值与加密值进行对应位(即1对应9,2对应8，以此类推)的异或运算，得到每一位小于9的值即为此位的数字，得到每一位大于9的值则减去9作为此位的值。

本实施例通过发送seed值进行密码验证，提高了系统的安全性，避免系统被非法入侵，保证系统安全稳定运行。

进一步地，还包括OTA Manager模块对目标元件升级过程中的程序回滚的方法，包括如下步骤：

在OTA Manager设置备份区，备份目标元件正在运行的程序；

升级过程中，目标元件应答为失败时，目标元件主动请求OTA Manager进入程序回滚流程；

OTA Manager发送备份的目标元件正在运行的程序，以使目标元件按升级前的程序运行。

本实施例的程序回滚方法，保证目标元件在整个升级过程中任意节点都可以实现的终止、并回滚到升级之前的状态，最大限度的消除升级失败可以造成的车辆运行安全隐患。

实施例3

本实施例还提供一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法，该方法可以在OTA Manager模块中实现，如图3所示，包括如下步骤：

步骤1、获取升级文件包，并对升级文件包进行合法性及文件大小识别；

步骤2、根据识别结果对合法性文件包，按照文件大小选择不同的传输网络，并向目标文件发送升级请求；

步骤3、查询获取升级请求的回复，回复为同意升级，则发送与文件包对应的Md5值和随机seed值，否则，结束；

步骤4、获取目标元件根据seed值计算获得的密码，验证接收到的密码，密码校验正确，发送升级文件。

本实施例通过设置不同的传输网络，可以实现不同元件的升级并行传输，实现多元件同时升级，同时传输通路每个目标元件之间相对独立，避免了丢包、堵塞等导致升级失败的问题。

本实施例中对升级文件包进行合法性及文件大小识别的方法与实施例1相同，此处不再赘述。

还包括OTA Manager模块对目标元件升级过程中的程序回滚的方法，包括如下步骤：

设置备份区，备份目标元件正在运行的程序；

查询目标元件是否发送了程序回滚请求，如果是，将备份的目标元件程序发送，以使目标元件按升级前的程序运行。

本实施例的程序回滚方法，保证目标元件在整个升级过程中任意节点都可以实现的终止、并回滚到升级之前的状态，最大限度的消除升级失败可以造成的车辆运行安全隐患。

实施例4

本实施例还提供一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法，该方法可以在待升级的目标元件中实现，如图4所示，包括如下步骤：

步骤1、获取升级请求，根据升级请求获取对应的配置信息；该配置信息可以是根据升级请求在相应的显示装置向用户显示提醒，并接收用户对显示提醒的配置信息，所述配置信息包括：升级或者不升级的信息。

步骤2、接收OTA Manager模块发送的seed值和Md5值；

步骤3、根据seed值和OTA Manager模块的共享密钥计算出密码，发送给OTAManager模块；

步骤4、获取升级文件，计算并校验MD5值确认文件是否完整，如果是，回复接收成功并进行升级；否则，发送错误类型，结束。

本实施例中，Md5值是对文件包采用信息摘要算法计算获得的数据，用于核对文件内容。Md5值是对文件包采用信息摘要算法计算获得的数据，用于核对文件内容。在目标元件中对传输的升级文件采用信息摘要算法计算升级文件的Md5值，目标元件通过比较接收的Md5值和接收到升级文件后计算的Md5值，确定接收到的升级文件是否完整。

所述步骤4中，进行升级，升级结果为失败，向OTA Manager发送请求进入程序回滚流程；获取OTA Manager发送的原运行程序，按照原运行程序运行。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种基于车载以太网的智能元件远程升级系统，其特征是：包括车联网平台，设置在车辆上的TBOX终端、OTA Manager模块和待升级目标元件；车联网平台与TBOX终端无线通信，TBOX终端、OTA Manager模块和待升级的目标元件依次连接，所述OTA Manager模块分别通过多路CAN总线和多路车载以太网连接待升级的目标元件。

2.如权利要求1所述的一种基于车载以太网的智能元件远程升级系统，其特征是：车联网平台：用于提供软件升级的升级包，并对远程升级进行监控；TBOX终端设置在车辆上，用于实现车辆与外界数据交互；目标元件：车身网络中可以升级的智能元件；OTA Manager模块被配置用于实现控制各个目标元件实现升级。

3.如权利要求1所述的一种基于车载以太网的智能元件远程升级系统，其特征是：智能元件包括整机控制器MCU、显示器、按键面板、发动机控制器ECU、收音机、变速箱控制器TCU或/和空调。

4.一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法，其特征是，包括如下步骤：

OTA Manager模块获取升级文件包，并对升级文件包进行合法性及文件大小识别；

OTA Manager模块根据识别结果对合法性文件包，按照文件大小选择不同的传输网络，并向目标文件发送升级请求；

OTA Manager模块查询获取升级请求的回复，回复为同意升级，则发送与文件包对应的Md5值和随机seed值，否则，结束；

目标元件根据seed值计算出密码，发送给OTA Manager模块；

OTA Manager模块验证接收到的密码，密码校验正确，发送升级文件；

升级文件传输结束，目标元件通过校验MD5码确认文件是否完整，如果是，回复接收成功并进行升级；否则，发送错误类型，结束。

5.如权利要求4所述的一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法，其特征是：按照文件大小选择不同的传输网络，所述传输网络包括车载以太网和CAN总线，根据设定的阈值大小判定升级文件的大小，识别为小数据量业务则通过CAN总线进行文件传输；识别为大数据量业务则通过车载以太网进行文件传送。

6.如权利要求4所述的一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法，其特征是：对升级文件包进行合法性方法为通过文件Md5值验证或者通过标志位验证。

7.如权利要求4所述的一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法，其特征是：OTAManager与目标元件共享加密密钥，OTA Manager与目标元件分别通过共享加密密钥加密seed值，OTA Manager与目标元件通过共享的加密密钥获得的加密后的密文即密码相同，则验证目标元件的身份正确。

8.如权利要求4所述的一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法，其特征是：还包括OTA Manager模块对目标元件升级过程中的程序回滚的方法，包括如下步骤：

在OTA Manager设置备份区，备份目标元件正在运行的程序；

升级过程中，目标元件应答为失败时，目标元件主动请求OTA Manager进入程序回滚流程；

OTA Manager发送备份的目标元件正在运行的程序，以使目标元件按升级前的程序运行。

9.一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法，其特征是，包括如下步骤：

获取升级文件包，并对升级文件包进行合法性及文件大小识别；

根据识别结果对合法性文件包，按照文件大小选择不同的传输网络，并向目标文件发送升级请求；

查询获取升级请求的回复，回复为同意升级，则发送与文件包对应的Md5值和随机seed值，否则，结束；

获取目标元件根据seed值计算获得的密码，验证接收到的密码，密码校验正确，发送升级文件。

10.一种基于车载以太网的智能元件远程升级方法，其特征是，包括如下步骤：

获取升级请求，根据升级请求获取对应的配置信息

接收OTA Manager模块发送的seed值和Md5值；

根据seed值计算出密码，发送给OTA Manager模块；

升级文件传输结束，目标元件通过校验MD5码确认文件是否完整，如果是，回复接收成功并进行升级；否则，发送错误类型，结束。

Images