CN112394663A - 一种共享电单车中控接口线升级方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种共享电单车中控接口线升级方法及装置，所述共享电单车中控接口线升级方法包括以下步骤：步骤S1，上位机通过串口线或者485总线下发最新版本信息到中控，进行请求固件升级；所述步骤S1中上位机与中控之间的通信接口采用共享电单车的中控与控制器之间通信的接口线；步骤S2，上位机发送相应的固件数据包给中控，中控收到后进行数据完整性及正确性校验；步骤S3，上位机下发升级的固件数据包给中控，中控收到后返回升级应答；步骤S4，上位机再次发送固件信息给中控请求固件升级，中控根据上位机的升级请求内容，判断是否升级成功。本发明能够不拆除现有中控的情况下，通过中控与控制器的接口线实现中控升级，快捷且方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种共享电单车升级方法，尤其涉及一种共享电单车中控接口线升级方法，还进一步涉及采用了该共享电单车中控接口线升级方法的共享电单车中控接口 线升级装置。
背景技术
共享经济是指利用互联网等现代信息技术，以使用权共享为主要特征，整合海量和分散化资源，满足多样化需求的经济活动总和。从狭义上来讲，是指以获得一定报 酬为主要目的，基于陌生人且存在物品使用权暂时转移的一种商业模式。这其中主要 存在三大主体：商品或服务的需求方、供给方和共享经济平台。从现实情况看，转型 发展的迫切需求、网民大国红利、节俭的文化和成功实践也为中国共享经济发展创造 了得天独厚的有利条件。
随着我国城市人口和机动车辆的快速增长，城市交通问题越来越突出，严重影响了居民的日常生活，已经成为制约城市发展的瓶颈。出现平均出行时间较长，出行效 率下降；道路网应变能力差，遇事故极易引起大范围交通瘫痪等问题。之前，除了私家 车的出行选择，人们在城市出行中大多会选择公交和地铁等公共出行系统方式，除此 之外，我国出租车行业也成为出行中不可或缺的角色，但由于各种尖锐问题的突出， 仍然造成“打车难、打车贵”的局面。虽然网约车一定程度上缓解了“打车难”，但仍 然要面对交通拥堵的现象，而这正是共享单车出现的必要性，共享单车解决了“最后 一公里”的问题，满足了对人们的短途出行的需要，但其仍然爆出了一些负面问题， 比如乱停乱放，占用盲道、人行道，还有一些人为“暴力拆解”，随意抛弃或者据为己 有等等。在这种背景下，共享电单车的出现再一次改变了我们的出行方式。
共享电单车是在物联网的技术上，共享经济环境下发展起来的。随着智能化终端技术的广泛应用而逐渐成熟，将自行车轻便灵巧的优势结合电动车省力续航强的优点 结合起来。在既能保证安全的情况下又能让人们更远的路途变得轻易省时。其中共享 电单车整车控制系统中包括车辆定位器系统、车辆电机控制器系统和车辆电池管理系 统。其中比较重要为定位器终端用于完成车辆的借还车操作以及车辆维护和防盗，车 辆电机控制器系统用于车辆的电机驱动与控制，车辆电池管理系统用于电动车锂电池 的系统管理。随着对产品防水性能及成本的要求，越来越多的终端设备外壳为防水结 构，同时省去了下载接口。但是共享电单车中控的固件版本如何在特定的情况下进行 更新，且不需要拆除现有中控结构的情况下实现，则是亟需解决的新的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够不拆除现有中控的情况下，通过中控与控制器的接口线(通信接口线)来升级中控的共享电单车中控接口线升级方法， 还进一步提供采用了该共享电单车中控接口线升级方法的共享电单车中控接口线升级 装置。
对此，本发明提供一种共享电单车中控接口线升级方法，包括以下步骤：
步骤S1，上位机通过串口线或者485总线下发最新版本信息到中控，进行请求固件升级；其中，所述步骤S1中上位机与中控之间的通信接口采用共享电单车的中控与 控制器之间通信的接口线；
步骤S2，上位机发送相应的固件数据包给中控，所述中控收到相应的固件数据包后进行数据完整性及正确性校验，若校验通过则请求下一包固件信息，若校验不通过 则重新进行相应固件数据包请求；
步骤S3，上位机下发升级的固件数据包给中控，所述中控收到固件数据包后返回升级应答；
步骤S4，上位机再次发送固件信息给中控请求固件升级，中控根据上位机的升级请求内容，判断本地固件是否升级成功，如果升级成功则返回升级成功，如果升级不 成功则返回升级失败提醒。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S2中，进行数据完整性及正确性校验的过程如下：总线上数据传输中的每帧数据包包含该数据包的长度及整包数据的校验和，数 据发送方在组包时将数据包长度及整包数据包的校验和填充在报文中，数据包接收方 在收到数据后，通过数据包长度字段判断整包数据包的接收是否完整，然后再对整包 数据包进行校验，检验成功后再进行相关数据包的解析，如果校验不通过则丢弃相应 数据包。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S3中，上位机通过分包的方式将升级的固件数据包分包下发给中控，所述中控收到固件数据包后返回升级应答。
本发明的进一步改进在于，所述中控在接收到每包固件数据包后，对固件数据包进行校验和处理，并记录当前接收到的固件数据包序号，当固件数据包传输中断后， 上位机再次发起固件数据包的分包发送请示时，中控返回之前已经接收到的最后一包 固件数据包的序号，从此序号开始再次下发剩余的每包固件数据包，从而实现连续的 固件数据包发送。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S4中，上位机将此次升级固件的固件数据包大小、固件数据包类型、固件数据包版本号及固件数据包完整校验结果通过总线数据 包发送给中控，中控在收到相应的固件信息后与本地已经请示的固件信息进行比较， 如果相同则返回上位机升级成功；如果相关信息校验不同，则返回上位机固件升级失 败并返回相应的升级失败故障码。
本发明的进一步改进在于，共享电单车的中控通过串口线或485总线分别与其电机控制器、电源管理器、电池锁控制器和后轮锁控制器相连接，进而对串口线或485 总线上的从机设备进行地址编码，然后通过串口线或485总线配置调试从机设备地址 实现固件升级。
本发明的进一步改进在于，上位机下发的固件数据包中包含波特率字段，用于通知后续中控固件升级过程中使用的波特率，以此实现固件升级过程中的动态速度控制 以适应不同的总线情况。
本发明的进一步改进在于，上位机的固件升级方式支持差分升级和完整升级，其中，差分文件的制作通过工具记录原始文件版本号、原始文件CRC校验值、目标文件 版本号、目标文件CRC校验值以及头文件版本号来配置相应的差分文件信息，上位机 通过总线将打包后的差分文件发给中控，中控通过判断差分文件头中的相应信息来判 断是否进行此差分文件的升级。
本发明还提供一种共享电单车中控接口线升级装置，采用了如上所述的共享电单车中控接口线升级方法，并包括第一滤波稳压电路、电压转换电路、第二滤波稳压电 路、USB转串口电路、接口单元以及指示灯电路，所述第一滤波稳压电路通过所述电 压转换电路连接至所述第二滤波稳压电路，所述接口单元和指示灯电路分别与所述 USB转串口电路相连接，所述接口单元和指示灯电路分别与所述第一滤波稳压电路相 连接。
本发明的进一步改进在于，所述USB转串口电路连接至外部的计算机或USB主 机。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过车辆系统中的总线进行固件升级，不需要进行中控拆机，可以直接在车辆总线上外接调试配置设备接口，通过上位机与 总线通信即可进行中控及中控资源文件的升级，可以大大缩短升级共享电单车整车控 制系统的复杂度；而通过这种接口线的升级方式能够支持差分及全量升级，可以根据 升级的不同进行升级模式的选择。
在此基础上，本发明还支持动态波特率，即可以根据不同的总线环境选择不同的波特率，从而在不同的总线环境下使用最高的通信波特率以便缩短固件升级的时间。
附图说明
图1是本发明一种实施例的工作流程示意图；
图2是本发明一种实施例的工作原理示意图；
图3是本发明一种实施例的中控的控制原理示意图；
图4是本发明一种实施例利用差分文件实现升级的原理示意图；
图5是本发明一种实施例的共享电单车中控接口线升级装置的电路原理图；
图6是本发明一种实施例实现USB设备外接的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
如图1和图2所示，本例提供一种共享电单车中控接口线升级方法，包括以下步骤：
步骤S1，上位机通过串口线或者485总线下发最新版本信息到中控，进行请求固件升级；其中，所述步骤S1中上位机与中控之间的通信接口采用共享电单车的中控与 控制器之间通信的接口线；所述中控优选为ECU模块，也称终端，图2中的终端指的 就是中控的终端；
步骤S2，上位机发送相应的固件数据包给中控，所述中控收到相应的固件数据包后进行数据完整性及正确性校验，若校验通过则请求下一包固件信息，若校验不通过 则重新进行相应固件数据包请求；所述固件数据包也可简称固件包；
步骤S3，上位机下发升级的固件数据包给中控，所述中控收到固件数据包后返回升级应答；
步骤S4，上位机再次发送固件信息给中控请求固件升级，中控根据上位机的升级请求内容，判断本地固件是否升级成功，如果升级成功则返回升级成功，如果升级不 成功则返回升级失败提醒。
值得一提的是，本例针对共享电单车中控通过与控制器通信的串口线进行固件升级，进而可以在不进行中控拆机且不增加额外的升级接口线的情况下进行中控固件升 级，从而在需要对中控版本进行固件升级的时候，更快速的进行固件升级，大大提高 中控固件升级的效率和便捷程度，便于共享电单车的维护和升级。
即，在步骤S1中，上位机通过串口线或者485总线下发最新版本信息到中控，其 中使用串口线还是485线是由原整车控制系统总线类型决定，串口线及485总线升级 过程中，总线上传输协议是相同的，因此，本例所述步骤S1中上位机与中控之间通信 的接口可以直接为共享电单车中控与控制器通信的接口线，不需要单独进行中控拆机 升级，简便快捷。
本例所述步骤S2中，进行数据完整性及正确性校验的过程如下：总线上数据传输中的每帧数据包包含该数据包的长度及整包数据的校验和，数据发送方在组包时将数 据包长度及整包数据包的校验和填充在报文中，数据包接收方在收到数据后，通过数 据包长度字段判断整包数据包的接收是否完整，然后再对整包数据包进行校验，检验 成功后再进行相关数据包的解析，如果校验不通过则丢弃相应数据包，从而实现数据 完整性及正确性校验，重新进行相应固件数据包请求。其中数据完整性及正确性的校 验过程中，数据包的格式如下：
本例所述步骤S2中，上位机分包下发固件数据包给中控，中控接收到后，对数据进行完整性及正确性校验，可以保证固件的准确性。为了确保升级的可靠性，同时上 位机与中控之间具有重传机制，可以保证中控的固件升级的可靠性。上位机可以根据 固件下发的分包数据来显示固件的下载进度，比如通过当前接收到的数据包序号来判 断其下载进度等方式。
本例所述步骤S3中，上位机通过分包的方式将升级的固件数据包分包下发给中控， 所述中控收到固件数据包后返回升级应答。所述中控在接收到每包数据包后，对固件数据包进行校验和处理，并记录当前接收到的数据包序号，当固件数据包传输中断后， 上位机再次发起固件数据包分包发送请示时，中控返回之前已经接收到的最后一包固 件数据包的序号，上传机从此序号开始再次下发剩余的每包固件数据包，从而实现连 续的固件数据包发送，不需要重新开始固件下载，可以提高升级效率。
本例所述步骤S4中，上位机将此次升级固件的固件数据包大小、固件数据包类型、固件数据包版本号及固件数据包完整校验结果通过总线数据包发送给中控，中控在收 到相应的固件信息后与本地已经请示的固件信息进行比较，如果相同则返回上位机升 级成功；如果相关信息校验不同，则返回上位机固件升级失败并返回相应的升级失败 故障码。
如图3所示，本例所述共享电单车的中控通过串口线或485总线分别与其电机控制器、电源管理器、电池锁控制器和后轮锁控制器相连接，通过总线指令，ECU中控可 以控制相应的从机模式，从而可以实现对车辆的控制及数据采集，进而对串口线或485 总线上的从机设备进行地址编码，然后通过串口线或485总线配置调试从机设备地址 实现固件升级，可以实现通过一条通信总线对电机控制器、电源管理器、电池锁控制 器、后轮锁控制器等控制系统进行固件升级。如下表所示，本例通过通信总线来升级 中控的固件及资源文件，即通过0x05配置调试设备地址与主机进行固件升级相关数据 通信。
ECU中控通过总线每隔一分钟主动查询配置设备是否应答升级请求。如果从机应答升级请求指令，则进行相应的升级流程，如果从机设备未进行升级请求应答，则中 控不进入升级流程。其中通过总线升级中控及中控资源的指令格式如下：
| 字段 | 长度 | 内容 |
| 指令头 | 1个字节 | 0x5A |
| 指令id | 1个字节 | 0xB0 |
| 指令长度 | 1个字节 | 0x01数据部分长度 |
| 数据 | N个字节 | |
| 数据校验和 | 1个字节 | 除指令头外的数据校验和低8位 |
如上为上位机与中控之间通信的指令格式，上位机软件通过上位机软件加载需要升级的固件，同时选择相应的固件类型。其中固件类型支持中控固件及中控资源文件， 版本号用于配置需要升级的中控固件及中控资源文件的版本号，用于中控判断是否需 要此版本的文件升级。通过加载需要升级的固件资源文件，点击开始升级则进行中控 固件或者中控资源文件的升级。同时上位机的固件升级方式支持差分升级和完整升级， 对于差分文件升级可以极大的减少升级文件的大小，缩短升级时间，差分升级通过如 下软件进行差分文件生成。
具体的，上位机的固件升级方式支持差分升级和完整升级，其中，差分文件的制作通过工具记录原始文件版本号、原始文件CRC校验值、目标文件版本号、目标文件 CRC校验值以及头文件版本号来配置相应的差分文件信息，上位机通过总线将打包后 的差分文件发给中控，中控通过判断差分文件头中的相应信息来判断是否进行此差分 文件的升级，因采用差分固件包升级，可以减少固件包大小，从而降低固件包分包传 输的时间，从而提高升级效率。其中，差分文件的生成以及通过差分文件和旧固件生 成新固件的原理如图4所示，其差分文件生成的原理如下：
本例所述步骤S1中，上位机通过串口线或485总线下发最新版本信息到中控，进行请求固件升级，其固件升级请求报文格式如下：
如上所示，本例所述上位机下发的固件信息包中包含波特率字段，用于通知后续中控固件升级过程中使用的波特率，通过此方式则可以实现固件升级过程中的动态速 度控制，从而适应不同的总线情况，对于允许高波特率传输的总线则可以进一步的缩 短固件升级的时间。
如下为中控收到固件升级请求后的应答数据包，通过应答数据包通知上位机固件是否需要升级。
本例所述步骤S2中，上位机发送相应的固件数据包给中控，中控收到相应的固件数据包后进行数据完整性及正确性校验，校验通过则请求下一包固件信息，如果固件 内容校验不通过则重新进行相应固件数据包请求。如下为上位机发送相应的固件数据 包：
本例通过中控返回请求的包id则可以实现中控固件升级的进度展示，同时上位机通过记录中控请求的包id，则可以进行中控固件升级过程中的续传功能，即如果在中 控升级过程中，升级暂停，再次进行开始升级时，可以通过请求包的id继续进行固件 升级，不需要重新进行固件升级。
中控收到上位机的固件数据后返回上位机接收结果。
中控通过此报文返回当前升级的结果，上位机可以通过此报文显示中控升级是否成功。
如图5所示，本例还提供一种共享电单车中控接口线升级装置，采用了如上所述的共享电单车中控接口线升级方法，并包括第一滤波稳压电路1、电压转换电路2、第 二滤波稳压电路3、USB转串口电路4、接口单元5以及指示灯电路6，所述第一滤波 稳压电路1通过所述电压转换电路2连接至所述第二滤波稳压电路3，所述接口单元5 和指示灯电路6分别与所述USB转串口电路4相连接，所述接口单元5和指示灯电路 6分别与所述第一滤波稳压电路1相连接，所述USB转串口电路4分别与所述电压转 换电路2和第二滤波稳压电路3相连接。如图6所示，本例所述USB转串口电路4连 接至外部的计算机或USB主机。
图5所示的共享电单车中控接口线升级装置的电路图为电脑USB与中控设备连接的通信接口板电路，其中，所述第一滤波稳压电路1通过电容C1和电容C2作为滤波 电容，其引脚分别接地，主要滤掉高频纹波，防止自激震荡；二极管D5用于防止过压， 实现过压保护；所述第二滤波稳压电路3通过电容C4和电容C5作为滤波电容，用于 滤掉低频纹波，同样的，二极管D4也起到稳压保护作用。所述电压转换电路2优选通 过SGM2019-3.3V芯片将USB的5V电压转换为3.3V电压给所述USB转串口电路4 的CH340芯片实现供电。所述USB转串口电路4优选为CH340芯片实现的电平转换 电路,CH340芯片是一个USB总线的转接芯片，实现USB转串口，在串口方式下，CH340 芯片提供常用的MODEM联络信号，用于为计算机扩展异步串口，或者将普通的串口 设备直接升级为USB总线。所述接口单元5用于实现接口连接，所述指示灯电路6用 于指示电源供电状态及数据收发状态，便于用户实时了解其工作状态。
值得一提的是，本例所述共享电单车中控接口线升级装置的电路设计并不是本领域技术人员的惯用手段，而是本例针对上位机通过串口线或者485总线下发最新版本 信息到中控进行请求固件升级而配套设计的；也就是针对上位机与中控之间的通信接 口采用共享电单车的中控与控制器之间通信的接口线这一应用需求而设计的，现有技 术中在行业内并没有这样的设计和产品。
综上所述，本例通过车辆系统中的总线进行固件升级，不需要进行中控拆机，可以直接在车辆总线上外接调试配置设备接口，通过上位机与总线通信即可进行中控及 中控资源文件的升级，可以大大缩短升级共享电单车整车控制系统的复杂度；而通过 这种接口线的升级方式能够支持差分及全量升级，可以根据升级的不同进行升级模式 的选择。
在此基础上，本例还支持动态波特率，即可以根据不同的总线环境选择不同的波特率，从而在不同的总线环境下使用最高的通信波特率以便缩短固件升级的时间。其 中支持动态波特率的实现方式为，由上位机通过串口线/485总线分别使用不同的波特 率下发最新版本信息到中控，报文发送后，等待500ms时间或其他的预设时间，如果 中控有回复，则中控总线默认即为此波特率；如果没有回复则使用另一的波特率下发 最新版本信息到中控，并在报文发送后，返回等待500ms时间或其他的预设时间，直 到收到中控；此期间所述波特率的调整为步进调整或根据预设的波特率进行调整。中 控根据最新版本信息固件数据包中的会话波特率配置调整自身通信波特率，后续与上 位机的会话均使用此波特率，从而实现上位机动态配置固件升级波特率，缩短固件升 级时间，提高工作效率。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本 发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种共享电单车中控接口线升级方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，上位机通过串口线或者485总线下发最新版本信息到中控，进行请求固件升级；其中，所述步骤S1中上位机与中控之间的通信接口采用共享电单车的中控与控制器之间通信的接口线；
步骤S2，上位机发送相应的固件数据包给中控，所述中控收到相应的固件数据包后进行数据完整性及正确性校验，若校验通过则请求下一包固件信息，若校验不通过则重新进行相应固件数据包请求；
步骤S3，上位机下发升级的固件数据包给中控，所述中控收到固件数据包后返回升级应答；
步骤S4，上位机再次发送固件信息给中控请求固件升级，中控根据上位机的升级请求内容，判断本地固件是否升级成功，如果升级成功则返回升级成功，如果升级不成功则返回升级失败提醒。
2.根据权利要求1所述的共享电单车中控接口线升级方法，其特征在于，所述步骤S2中，进行数据完整性及正确性校验的过程如下：总线上数据传输中的每帧数据包包含该数据包的长度及整包数据的校验和，数据发送方在组包时将数据包长度及整包数据包的校验和填充在报文中，数据包接收方在收到数据后，通过数据包长度字段判断整包数据包的接收是否完整，然后再对整包数据包进行校验，检验成功后再进行相关数据包的解析，如果校验不通过则丢弃相应数据包。
3.根据权利要求1所述的共享电单车中控接口线升级方法，其特征在于，所述步骤S3中，上位机通过分包的方式将升级的固件数据包分包下发给中控，所述中控收到固件数据包后返回升级应答。
4.根据权利要求3所述的共享电单车中控接口线升级方法，其特征在于，所述中控在接收到每包固件数据包后，对固件数据包进行校验和处理，并记录当前接收到的固件数据包序号，当固件数据包传输中断后，上位机再次发起固件数据包的分包发送请示时，中控返回之前已经接收到的最后一包固件数据包的序号，从此序号开始再次下发剩余的每包固件数据包，从而实现连续的固件数据包发送。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的共享电单车中控接口线升级方法，其特征在于，所述步骤S4中，上位机将此次升级固件的固件数据包大小、固件数据包类型、固件数据包版本号及固件数据包完整校验结果通过总线数据包发送给中控，中控在收到相应的固件信息后与本地已经请示的固件信息进行比较，如果相同则返回上位机升级成功；如果相关信息校验不同，则返回上位机固件升级失败并返回相应的升级失败故障码。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的共享电单车中控接口线升级方法，其特征在于，共享电单车的中控通过串口线或485总线分别与其电机控制器、电源管理器、电池锁控制器和后轮锁控制器相连接，进而对串口线或485总线上的从机设备进行地址编码，然后通过串口线或485总线配置调试从机设备地址实现固件升级。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的共享电单车中控接口线升级方法，其特征在于，上位机下发的固件数据包中包含波特率字段，用于通知后续中控固件升级过程中使用的波特率，以此实现固件升级过程中的动态速度控制以适应不同的总线情况。
8.根据权利要求1至4任意一项所述的共享电单车中控接口线升级方法，其特征在于，上位机的固件升级方式支持差分升级和完整升级，其中，差分文件的制作通过工具记录原始文件版本号、原始文件CRC校验值、目标文件版本号、目标文件CRC校验值以及头文件版本号来配置相应的差分文件信息，上位机通过总线将打包后的差分文件发给中控，中控通过判断差分文件头中的相应信息来判断是否进行此差分文件的升级。
9.一种共享电单车中控接口线升级装置，其特征在于，采用了如权利要求1至8任意一项所述的共享电单车中控接口线升级方法，并包括第一滤波稳压电路、电压转换电路、第二滤波稳压电路、USB转串口电路、接口单元以及指示灯电路，所述第一滤波稳压电路通过所述电压转换电路连接至所述第二滤波稳压电路，所述接口单元和指示灯电路分别与所述USB转串口电路相连接，所述接口单元和指示灯电路分别与所述第一滤波稳压电路相连接。
10.根据权利要求9所述的共享电单车中控接口线升级装置，其特征在于，所述USB转串口电路连接至外部的计算机或USB主机。
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