CN115328521A - 一种基于嵌入式设备usb自动化升级方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于通信技术领域，公开了一种基于嵌入式设备USB自动化升级方法，所述方法为：步骤1：控制端从服务器上下载嵌入式设备升级所需固件并存入U盘中；步骤2：控制端控制嵌入式设备上的USB控制器，通过USB控制器完成U盘的拔出和插入的操作；当嵌入式设备检测到U盘插入后，检测U盘中是否存在固件，并在检测到U盘中存在固件后，采用该固件进行固件升级操作。该方法的关键在于，在本地搭建基于交换机的服务器、控制端、嵌入式设备的本地连接，通过控制端控制U盘的插入、拔出，实现嵌入式设备的自动化升级，无需人为过多的介入参与，自动化程度高、减少了人为操作错误。同时，本发明还公开了基于该方法的系统。

Description

一种基于嵌入式设备USB自动化升级方法和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体为一种基于嵌入式设备USB自动化升级方法和系统。

背景技术

工作的物联网设备一般通过两种渠道升级系统，一种是蜂窝网，一种是USB口。

蜂窝网速率与信号强度、网络制式强关联，严重依赖于蜂窝网运营商及部署环境。

传统USB口升级测试，均采用人工将升级固件、加密密钥从电脑拷贝到U盘特定目录，然后再将U盘接入到待升级设备中，待升级完毕，拔掉U盘，设备自动重启，重启后需要登录设备查看版本是否已经更新，该过程存在测试工作重复、枯燥，且费时费力的问题，如图1所示。

本案解决的技术问题是：如何在本地自动的实现嵌入式设备的固件升级，减少人为介入。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于嵌入式设备USB自动化升级方法，该方法的关键在于，在本地搭建基于交换机的服务器、控制端、嵌入式设备的本地连接，通过控制端控制U盘的插入、拔出，实现嵌入式设备的自动化升级，无需人为过多的介入参与，自动化程度高、减少了人为操作错误。同时，本发明还公开了基于该方法的系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于嵌入式设备USB自动化升级方法，所述方法涉及用于存储固件的服务器、控制端、交换机、嵌入式设备、U盘，所述嵌入式设备上设有连接U盘的USB接口，所述U盘连接在嵌入式设备上；所述服务器、控制端、嵌入式设备均在局域网内连接至交换机，所述方法为：

步骤1：控制端从服务器上下载嵌入式设备升级所需固件并存入U盘中；

步骤2：控制端控制嵌入式设备上的USB控制器，通过USB控制器完成U盘的拔出和插入的操作；

当嵌入式设备检测到U盘插入后，检测U盘中是否存在固件，并在检测到U盘中存在固件后，采用该固件进行固件升级操作。

在上述的基于嵌入式设备USB自动化升级方法中，所述步骤2完成后还包括：

步骤3：控制端接收升级完成消息，通过USB控制器完成U盘的拔出操作；当嵌入式设备在升级操作完成后且检测到U盘的拔出操作后，嵌入式设备自动重启；所述升级完成消息由嵌入式设备完成固件升级操作后生成并发送给控制端；

步骤4：控制端读取嵌入式设备的固件信息，将该固件信息和从服务器上下载的固件的固件信息进行比对，确认嵌入式设备完成了该次固件升级。

在上述的基于嵌入式设备USB自动化升级方法中，在步骤1之前，控制端还进行如下操作：

步骤10：控制端通过SSH或Telnet协议建立和嵌入式设备的连接；

步骤20：控制端判断嵌入式设备是否连接U盘；当确认嵌入式设备连接了U盘后进入步骤30；

步骤30：控制端读取嵌入式设备的固件信息，并从服务器获取该型号的嵌入式设备的最新固件的固件信息，将两个固件信息进行比对，若两者不一致，则进行步骤1。

在上述的基于嵌入式设备USB自动化升级方法中，所述U盘为FAT32格式的U盘；所述交换机为二层交换机。

在上述的基于嵌入式设备USB自动化升级方法中，所述控制端和嵌入式设备建立连接前，进行Ping测试，在Ping测试通过后进行步骤10。

同时，本发明还公开了一种基于嵌入式设备USB自动化升级系统，包括用于存储固件的服务器、控制端、交换机、嵌入式设备、U盘，所述嵌入式设备上设有连接U盘的USB接口，所述U盘连接在嵌入式设备上；所述服务器、控制端、嵌入式设备均连接至交换机；

所述控制端执行如上任一所述的方法。

在上述的基于嵌入式设备USB自动化升级系统中，所述控制端包括：

固件下载模块：用于从服务器上下载嵌入式设备升级所需固件并存入U盘中；

USB控制模块：用于控制嵌入式设备的USB控制器，用以实现嵌入式设备上的U盘进行拔出操作、插入操作。

在上述的基于嵌入式设备USB自动化升级系统中，所述控制端还包括：

通信模块：用于通过SSH或Telnet 协议建立和嵌入式设备的连接；

U盘检测模块：判断嵌入式设备是否连接U盘；

固件信息读取模块：用于读取嵌入式设备的固件信息，并从服务器获取该型号的嵌入式设备的最新固件的固件信息，将两个固件信息进行比对，若两者不一致，则控制固件下载模块下载最新固件至U盘；

所述固件信息读取模块还用于在嵌入式设备的升级操作完成后，将升级后的固件的固件信息和从服务器上下载的固件的固件信息进行比对，确认嵌入式设备完成了该次固件升级。

在上述的基于嵌入式设备USB自动化升级系统中，所述USB控制模块用于在固件下载模块将固件下载并存入U盘中后，控制嵌入式设备上的USB控制器，通过USB控制器完成U盘的拔出和插入的操作；

所述USB控制模块还用于在嵌入式设备的升级操作完成后，通过USB控制器完成U盘的拔出操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明可替代传统手工测试，自动实现从服务器下载镜像、自动实现U盘拔插动作，提高测试效率；本发明可以自动、稳定的进行固件升级操作，降低一线人员失败概率，提高维保质量。

附图说明

图1为本发明的背景技术的控制流程图；

图2为本发明的实施例1的控制流程图；

图3为本发明的实施例2的控制流程图；

图4为本发明的实施例3的结构方框图。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参考图2，一种基于嵌入式设备USB自动化升级方法，所述方法涉及用于存储固件的服务器、控制端、交换机、嵌入式设备、U盘，所述嵌入式设备上设有连接U盘的USB接口，所述U盘连接在嵌入式设备上；所述服务器、控制端、嵌入式设备均在局域网内连接至交换机，所述方法为：

步骤1：控制端从服务器上下载嵌入式设备升级所需固件并存入U盘中；

在步骤1中，固件一般是以压缩文件存在服务器中，固件在存入U盘前或后，需要自动解压固件；自动解压可由控制端下载固件后解压，然后存入U盘，或，嵌入式设备来对U盘内压缩的固件进行自动解压，考虑到嵌入式设备内存、Flash容量限制，优先选择在控制端解压；

步骤2：控制端控制嵌入式设备上的USB控制器，通过USB控制器完成U盘的拔出和插入的操作；

在本步骤中，U盘的拔出、插入并不是物理操作，是通过USB控制器控制U盘从嵌入式设备断开连接以及重新建立和嵌入式设备的连接；

在本步骤中，USB控制器还可以以USB驱动等软件的形式存在。

控制端控制USB控制器通过控制指令的形式实现。

当嵌入式设备检测到U盘插入后，检测U盘中是否存在固件，并在检测到U盘中存在固件后，采用该固件进行固件升级操作。

在批量化的升级过程中，所有的嵌入式设备大多都是连接在交换机上的，因此将服务器、控制端连接在交换机即可，服务器、控制端可以在一个主机中存在，也可以在不同的主机中存在；通过本发明的方法，只需要在嵌入式设备上插入U盘就可自动化的进行升级操作，无需人员参与。

在实际的应用中，控制端会导入实现上述方法的自动升级程序，启动控制端，运行自动升级程序、操作人员将U盘插入到嵌入式设备即可自动化进行升级操作。

嵌入式设备自动化的进行固件升级操作为现有技术，其具体的操作过程为：

tpm私钥解密根密钥→根密钥解密usb.key文件→usb.key文件解密步骤1固件对应的密钥→得到密钥明文后解密升级固件→自动升级系统

设备根密钥、usb.key文件、加密的固件秘钥是嵌入式设备首次上电生成，流程如下：

一、加密过程：

1）：“根密钥”由嵌入式设备首次上电生成（CPU产生）的对称密钥；

2）：嵌入式设备首次上电，tpm芯片初始化生成非对称密钥（保存在tpm芯片中，只能导出tpm公钥）；

3）：1）生成的密钥是明文（为了区分，我们命名为dtu.key），由2）的tpm公钥加密后存储在Flash中，我们命名为dtu.key.enc;

4）：usb.key文件是嵌入式设备系统内部产生（代码写死），由dtu.key进行加密，得到usb.key.enc；

5）：待升级的固件，编译系统自动加密，使用的也是usb.key文件；

综上，在系统内部存在dtu.key.enc、usb.key.enc文件；

二、升级解密过程：

Tpm私钥解密dtu.key.enc，得到明文dtu.key；

Dtu.key解密usb.key.enc，得到明文usb.key；

Usb.key解密待升级固件。

实施例2

参考图3，与实施例1的硬件完全一致，不同的是，在上述局域网构建后，所述方法具体包括如下步骤：

步骤1：控制端与嵌入式设备进行Ping测试，Ping测试通过，进行步骤2，Ping测试没通过，结束本进程；

步骤2：控制端通过SSH协议建立和嵌入式设备的连接；

步骤3：控制端判断嵌入式设备是否连接U盘；当确认嵌入式设备连接了U盘后进入步骤4；如果嵌入式设备没有连接U盘，则等待一段时间后进行步骤1；如果重复设定次数后嵌入式设备都没有连接U盘，则结束本进程；

步骤4：控制端读取嵌入式设备的固件信息，并从服务器获取该型号的嵌入式设备的最新固件的固件信息，将两个固件信息进行比对，若两者不一致，则进行步骤5，如果两者一致，则结束本进程；

步骤5：控制端从服务器上下载嵌入式设备升级所需固件并存入U盘的指定的目录下；

步骤6：控制端控制嵌入式设备上的USB控制器，通过USB控制器完成U盘的拔出和插入的操作；嵌入式设备自动运行U盘内的固件，完成固件升级；并在升级完成后发送升级完成消息给控制端；

步骤7：控制端接收升级完成消息，通过USB控制器完成U盘的拔出操作；当嵌入式设备在升级操作完成后且检测到U盘的拔出操作后，嵌入式设备自动重启；

步骤8：控制端读取嵌入式设备的固件信息，将该固件信息和从服务器上下载的固件的固件信息进行比对，确认嵌入式设备完成了该次固件升级；这里的固件信息包括该固件适用的设备型号、固件版本号等信息；

如果确认了嵌入式设备完成了该次固件升级，则本次进程完成，或进入下一固件的升级流程，从步骤4重新开始对于另一固件的版本检测，以完成同一台嵌入式设备的另外的固件的升级操作；

如果确认了嵌入式设备没有完成该次固件升级，则结束该进程，或进入下一固件的升级流程，从步骤4重新开始对于另一固件的版本检测，以完成同一台嵌入式设备的另外的固件的升级操作。

实施例3

参考图4，一种基于嵌入式设备USB自动化升级系统，包括用于存储固件的服务器1、控制端2、交换机3、嵌入式设备4、U盘5，所述嵌入式设备上设有连接U盘的USB接口，所述U盘连接在嵌入式设备上；所述服务器、控制端、嵌入式设备均通过局域网连接至交换机；

所述控制端执行如实施例1或实施例2所述的方法。

所述控制端2具体包括：

固件下载模块21：用于从服务器上下载嵌入式设备升级所需固件并存入U盘中；

USB控制模块22：用于控制嵌入式设备的USB控制器，用以实现嵌入式设备上的U盘进行拔出操作、插入操作；

具体来说，所述USB控制模块用于在固件下载模块将固件下载并存入U盘中后，控制嵌入式设备上的USB控制器，通过USB控制器完成U盘的拔出和插入的操作；

所述USB控制模块还用于在嵌入式设备的升级操作完成后，通过USB控制器完成U盘的拔出操作；

通信模块23：用于通过SSH协议建立和嵌入式设备的连接；此外通信模块还用于和嵌入式设备进行Ping测试，Ping测试进行三次，能Ping通，则建立SSH协议的通信连接；

U盘检测模块24：判断嵌入式设备是否连接U盘；

固件信息读取模块25：用于读取嵌入式设备的固件信息，并从服务器获取该型号的嵌入式设备的最新固件的固件信息，将两个固件信息进行比对，若两者不一致，则控制固件下载模块下载最新固件至U盘；

所述固件信息读取模块还用于在嵌入式设备的升级操作完成后，将升级后的固件的固件信息和从服务器上下载的固件的固件信息进行比对，确认嵌入式设备完成了该次固件升级。

在上述的基于嵌入式设备USB自动化升级系统中，

基于本发明的系统进行固件升级操作的具体流程为：

服务器、控制端、嵌入式设备均通过局域网连接至交换机；

通信模块和嵌入式设备进行Ping测试和建立SSH协议的通信连接；

U盘检测模块检测到嵌入式设备插有U盘；

固件信息读取模块读取嵌入式设备的固件的固件信息，并从服务器获取该型号的嵌入式设备的最新固件的固件信息，将两个固件信息进行比对；如果判断嵌入式设备需要升级，则固件下载模块下载固件至U盘并解压；

USB控制模块控制U盘进行拔出操作，然后进行插入操作；嵌入式设备一旦检测到插入操作后，就会检测U盘内是否有固件，如果有，就自动执行自动固件升级程序进行固件升级，固件升级完成后会发送固件升级完成信息给控制端；

USB控制模块控制U盘进行拔出操作；嵌入式设备在检测到U盘拔出后，会判断这是升级完成后的U盘的拔出操作，会自动重启；

固件信息读取模块读取嵌入式设备的固件的固件信息，并从服务器获取该型号的嵌入式设备的最新固件的固件信息，将两个固件信息进行比对，判断固件升级是否成功。

通过以上的操作，可完成尽量少的人工介入的升级操作，便于工厂规模化的实施。

Claims (9)

1.一种基于嵌入式设备USB自动化升级方法，其特征在于，所述方法涉及用于存储固件的服务器、控制端、交换机、嵌入式设备、U盘，所述嵌入式设备上设有连接U盘的USB接口，所述U盘连接在嵌入式设备上；所述服务器、控制端、嵌入式设备均在局域网内连接至交换机，所述方法为：

步骤1：控制端从服务器上下载嵌入式设备升级所需固件并存入U盘中；

步骤2：控制端控制嵌入式设备上的USB控制器，通过USB控制器完成U盘的拔出和插入的操作；

当嵌入式设备检测到U盘插入后，检测U盘中是否存在固件，并在检测到U盘中存在固件后，采用该固件进行固件升级操作。

2.根据权利要求1所述的基于嵌入式设备USB自动化升级方法，其特征在于，所述步骤2完成后还包括：

步骤3：控制端接收升级完成消息，通过USB控制器完成U盘的拔出操作；当嵌入式设备在升级操作完成后且检测到U盘的拔出操作后，嵌入式设备自动重启；所述升级完成消息由嵌入式设备完成固件升级操作后生成并发送给控制端；

步骤4：控制端读取嵌入式设备的固件信息，将该固件信息和从服务器上下载的固件的固件信息进行比对，确认嵌入式设备完成了该次固件升级。

3.根据权利要求1所述的基于嵌入式设备USB自动化升级方法，其特征在于，在步骤1之前，控制端还进行如下操作：

步骤10：控制端通过SSH或Telnet 协议建立和嵌入式设备的连接；

步骤20：控制端判断嵌入式设备是否连接U盘；当确认嵌入式设备连接了U盘后进入步骤30；

步骤30：控制端读取嵌入式设备的固件信息，并从服务器获取该型号的嵌入式设备的最新固件的固件信息，将两个固件信息进行比对，若两者不一致，则进行步骤1。

4.根据权利要求1所述的基于嵌入式设备USB自动化升级方法，其特征在于，所述U盘为FAT32格式的U盘；所述交换机为二层交换机。

5.根据权利要求3所述的基于嵌入式设备USB自动化升级方法，其特征在于，所述控制端和嵌入式设备建立连接前，进行Ping测试，在Ping测试通过后进行步骤10。

6.一种基于嵌入式设备USB自动化升级系统，其特征在于，包括用于存储固件的服务器、控制端、交换机、嵌入式设备、U盘，所述嵌入式设备上设有连接U盘的USB接口，所述U盘连接在嵌入式设备上；所述服务器、控制端、嵌入式设备均连接至交换机；

所述控制端执行如权利要求1-5任一所述的方法。

7.根据权利要求6所述的基于嵌入式设备USB自动化升级系统，其特征在于，所述控制端包括：

固件下载模块：用于从服务器上下载嵌入式设备升级所需固件并存入U盘中；

USB控制模块：用于控制嵌入式设备的USB控制器，用以实现嵌入式设备上的U盘进行拔出操作、插入操作。

8.根据权利要求7所述的基于嵌入式设备USB自动化升级系统，其特征在于，所述控制端还包括：

通信模块：用于通过SSH或Telnet 协议建立和嵌入式设备的连接；

U盘检测模块：判断嵌入式设备是否连接U盘；

固件信息读取模块：用于读取嵌入式设备的固件信息，并从服务器获取该型号的嵌入式设备的最新固件的固件信息，将两个固件信息进行比对，若两者不一致，则控制固件下载模块下载最新固件至U盘；

所述固件信息读取模块还用于在嵌入式设备的升级操作完成后，将升级后的固件的固件信息和从服务器上下载的固件的固件信息进行比对，确认嵌入式设备完成了该次固件升级。

9.根据权利要求8所述的基于嵌入式设备USB自动化升级系统，其特征在于，所述USB控制模块用于在固件下载模块将固件下载并存入U盘中后，控制嵌入式设备上的USB控制器，通过USB控制器完成U盘的拔出和插入的操作；

所述USB控制模块还用于在嵌入式设备的升级操作完成后，通过USB控制器完成U盘的拔出操作。

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