CN115373721B - 一种智能led的ota升级方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能LED的OTA升级方法，包括以下步骤：S1.智能LED上电后，执行启动代码区域的程序；S2.智能LED与OTA服务器系统建立连接；S3.智能LED向OTA服务器系统发送版本更新信息查询指令；OTA服务器系统向智能LED返回查询结果；S4.当需要对镜像程序进行更新时，智能LED查询镜像状态表，判断是否已存储部分的更新包；若是，则智能LED向OTA服务器系统请求未下载的更新包；否则智能LED向OTA服务器系统请求下载所有的更新包；S5.智能LED接收完OTA服务器系统发送的更新包后对所述接收的更新包进行CRC校验；若校验成功，则在镜像状态表中标注升级成功且有完整的新镜像程序，加载新镜像程序。

Description

一种智能LED的OTA升级方法及系统
技术领域
本发明涉及智能LED技术领域，更具体地，涉及一种智能LED的OTA升级方法及系统。
背景技术
随着物联网技术的发展，传统LED越来越趋向于智能化，其内部电子化程度越来越高。与传统灯具相比，LED有丰富的照明效果，可起到烘托气氛、增添色彩的作用，广泛应用到景观亮化、舞台剧场、室内照明等场景。在产品固件升级中，逐个使用烧录器进行烧录的方式是很低效的，目前常见的智能LED都具备无线升级的功能。常规的OTA技术(Over-the-Air Technology)，可以实现一对多的无线升级，但存在耗时长、安全性较弱、不支持断点续传、并发升级数量低的问题。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种智能LED的OTA升级方法，该方法应用差分升级的模式，能够显著降低OTA升级所需耗费的时间，便于进行批量的升级。
为实现以上发明目的，采用的技术方案是：
一种智能LED的OTA升级方法，包括以下步骤：
S1.智能LED上电后，执行启动代码区域的程序；
S2.智能LED与OTA服务器系统建立连接；
S3.智能LED向OTA服务器系统发送版本更新信息查询指令；OTA服务器系统向智能LED返回查询结果，若智能LED内的镜像程序的版本为当前最新版本，则智能LED定期监听OTA服务器系统的更新信号；否则下拉更新列表，并询问用户是否需要更新；
S4.当需要对镜像程序进行更新时，智能LED查询镜像状态表，判断是否已存储部分的更新包；若是，则智能LED向OTA服务器系统请求未下载的更新包；否则智能LED向OTA服务器系统请求下载所有的更新包；
S5.智能LED接收完OTA服务器系统发送的更新包后对所述接收的更新包进行CRC校验；若校验成功，则在镜像状态表中标注升级成功且有完整的新镜像程序，加载新镜像程序；否则OTA升级失败，在镜像状态表中标注升级失败且无完整的新镜像程序，加载旧镜像程序。
优选地，所述步骤S3中，若智能LED内的镜像程序的版本非当前最新版本，且需要强制更新时，则执行步骤S4、S5。
优选地，所述步骤S4、S5中，OTA服务器系统向智能LED传输更新包时，OTA服务器系统维护发送窗口，智能LED维护接收窗口，智能LED一次性请求多个更新包，OTA服务器系统连续发送多个更新包，智能LED缓存接收的更新包。
优选地，所述OTA服务器系统内加载有差分生成器，以及存储有当前最新版本的新镜像程序及旧镜像程序；OTA服务器系统加载差分生成器，对比新镜像程序与旧镜像程序的不同生成对应的差分包；当需要对镜像程序进行更新时；将所述差分包作为更新包向智能LED进行传输；
所述智能LED内加载有差分还原器，当所述智能LED接收完OTA服务器系统发送的更新包后，智能LED加载差分还原器，根据旧镜像程序及所述更新包还原出当前最新版本的新镜像程序，然后进行CRC校验。
优选地，所述步骤S2智能LED与OTA服务器系统建立连接，具体如下：
OTA服务器系统生成公钥和私钥；私钥由自身保存，公钥交由权威CA机构保存；
智能LED尝试连接OTA服务器系统时，通过权威CA机构获取OTA服务器系统的公钥；
智能LED生成对称秘钥，并利用OTA服务器系统的公钥进行加密，将得到的密文数据传输至OTA服务器系统；
OTA服务器系统利用私钥对所述密文数据进行解密，得到智能LED的对称秘钥；
后续的步骤S3-S5智能LED与OTA服务器系统之间的通讯采用所述对称秘钥进行加密通讯。
优选地，所述OTA服务器系统包括有网关、DNS服务器、全局负载均衡服务器、分布式处理服务器、边缘节点、骨干节点及源节点；
其中，网关、DNS服务器、全局负载均衡服务器、分布式处理服务器、边缘节点、骨干节点及源节点依次连接；
步骤S4智能LED向OTA服务器系统请求下载更新包时，智能LED向DNS服务器请求解析域名；
DNS服务器解析域名为全局负载均衡服务器的IP，并返回给智能LED；
智能LED发起与全局负载均衡服务器的连接；
全局负载均衡服务器解析智能LED的IP，获取真实的地理位置，并向分布式处理服务器获取测速数据，将与智能LED网络距离最近的边缘节点重定位给智能LED；
智能LED访问该边缘节点；并发起下载更新包的请求；
边缘节点前端的反向代理服务器根据连接数最少的调度策略，转发请求到本地缓存服务器集群，本地缓存服务器集群的邻居间使用ICP协议询问对方是否有缓存请求的更新包，若是则向智能LED返回对应的更新包，否则向骨干节点发起数据请求；
骨干节点前端的反向代理服务器根据连接数最少的调度策略，转发请求到本地缓存服务器集群，本地缓存服务器集群的邻居间使用ICP协议询问对方是否有缓存请求的数据，若是则向智能LED返回对应的更新包，否则向源节点发起数据请求；
源节点将对应的更新包返回至智能LED，骨干节点和边缘节点分别缓存对应的更新包。
优选地，所述步骤S2中，若智能LED与OTA服务器系统连接不成功，则进行配网提醒，等待用户进行配网，将智能LED连接到OTA服务器系统。
同时，本发明还提供了一种智能LED的OTA升级系统，其具体的方案如下：
包括智能LED和OTA服务器系统，智能LED在进行OTA升级时，应用以上所述的智能LED的OTA升级方法。
优选地，所述OTA服务器系统包括有网关、DNS服务器、全局负载均衡服务器、分布式处理服务器、边缘节点、骨干节点及源节点；
其中，网关、DNS服务器、全局负载均衡服务器、分布式处理服务器、边缘节点、骨干节点及源节点依次连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1）本发明提供的智能LED的OTA升级方法应用差分升级技术，在服务器端，使用差分生成器生成旧版本镜像程序与新版本镜像程序的差分包；在智能LED端，使用差分还原器根据旧版本镜像程序与差分包还原新版本镜像程序。由于差分包的体积远远小于完整的镜像程序的体积，因此可以减少升级时间，有利于进行批量升级。
2）本发明提供的智能LED的OTA升级方法通过发送窗口与接收窗口、镜像状态表技术，即便升级过程中被打断，可以从断点处继续，不需要重新开始。
3）本发明提供的智能LED的OTA升级方法使用对称加密和非对称加密结合的方式，提高通讯链路的安全性。
4）本发明提供的智能LED的OTA升级方法其涉及到的OTA服务器系统为分布式服务系统，分布式服务系统使用负载均衡技术，提高智能LED与云服务器的响应速度。
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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为智能LED的flash结构示意图。
图2为智能LED的OTA升级方法的流程示意图。
图3为智能LED与OTA服务器系统的连接示意图。
图4为智能LED与OTA服务器系统建立连接的示意图。
图5为智能LED的OTA升级系统的结构示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明所涉及的智能LED，其flash结构如图1所示，按照地址顺序由高到底包括下载镜像区域、当前镜像区域、版本信息区域、CRC校验信息区域、镜像状态表区域、非易失性变量区域和启动代码区域。启动代码区域保存了智能LED的底层驱动程序，为用户程序提供功能模块调度、OTA服务器系统连接和OTA升级的服务。非易失性变量区域保存了断电后仍然需要保存的数据，包括连接建立的会话信息、LED上电的状态信息等。镜像状态表区域保存了镜像下载的状态信息，包含旧镜像的起始地址、新镜像的起始地址、新镜像的偏移地址、新镜像大小、新镜像是否完整等信息。版本信息区域保存了当前镜像版本的信息，下载镜像区域保存了下载的镜像数据。
如图2所示，本发明提供的智能LED的OTA升级方法，包括有以下步骤：
S1.智能LED上电后，执行启动代码区域的程序；
S2.智能LED与OTA服务器系统建立连接；
S3.智能LED向OTA服务器系统发送版本更新信息查询指令；OTA服务器系统向智能LED返回查询结果，若智能LED内的镜像程序的版本为当前最新版本，则智能LED定期监听OTA服务器系统的更新信号；否则下拉更新列表，并询问用户是否需要更新；
S4.当需要对镜像程序进行更新时，智能LED查询镜像状态表，判断是否已存储部分的更新包；若是，则智能LED向OTA服务器系统请求未下载的更新包；否则智能LED向OTA服务器系统请求下载所有的更新包；
S5.智能LED接收完OTA服务器系统发送的更新包后对所述接收的更新包进行CRC校验；若校验成功，则在镜像状态表中标注升级成功且有完整的新镜像程序，加载新镜像程序；否则OTA升级失败，在镜像状态表中标注升级失败且无完整的新镜像程序，加载旧镜像程序。
在具体的实施过程中，所述步骤S3中，若智能LED内的镜像程序的版本非当前最新版本，且需要强制更新时，则执行步骤S4、S5。
在具体的实施过程中，所述步骤S4、S5中，OTA服务器系统向智能LED传输更新包时，OTA服务器系统维护发送窗口，智能LED维护接收窗口，智能LED一次性请求多个更新包，OTA服务器系统连续发送多个更新包，智能LED缓存接收的更新包。
在具体的实施过程中，如图3所示，所述OTA服务器系统内加载有差分生成器，以及存储有当前最新版本的新镜像程序及旧镜像程序；OTA服务器系统加载差分生成器，对比新镜像程序与旧镜像程序的不同生成对应的差分包；当需要对镜像程序进行更新时；将所述差分包作为更新包向智能LED进行传输；
所述智能LED内加载有差分还原器，当所述智能LED接收完OTA服务器系统发送的更新包后，智能LED加载差分还原器，根据旧镜像程序及所述更新包还原出当前最新版本的新镜像程序，然后进行CRC校验。
在具体的实施过程中，如图4所示，所述步骤S2智能LED与OTA服务器系统建立连接，具体如下：
OTA服务器系统生成公钥和私钥；私钥由自身保存，公钥交由权威CA机构保存；
智能LED尝试连接OTA服务器系统时，通过权威CA机构获取OTA服务器系统的公钥；
智能LED生成对称秘钥，并利用OTA服务器系统的公钥进行加密，将得到的密文数据传输至OTA服务器系统；
OTA服务器系统利用私钥对所述密文数据进行解密，得到智能LED的对称秘钥；
后续的步骤S3-S5智能LED与OTA服务器系统之间的通讯采用所述对称秘钥进行加密通讯。
在具体的实施过程中，所述OTA服务器系统包括有网关、DNS服务器、全局负载均衡服务器、分布式处理服务器、边缘节点、骨干节点及源节点；
其中，网关、DNS服务器、全局负载均衡服务器、分布式处理服务器、边缘节点、骨干节点及源节点依次连接；
步骤S4智能LED向OTA服务器系统请求下载更新包时，智能LED向DNS服务器请求解析域名；
DNS服务器解析域名为全局负载均衡服务器的IP，并返回给智能LED；
智能LED发起与全局负载均衡服务器的连接；
全局负载均衡服务器解析智能LED的IP，获取真实的地理位置，并向分布式处理服务器获取测速数据，将与智能LED网络距离最近的边缘节点重定位给智能LED；
智能LED访问该边缘节点；并发起下载更新包的请求；
边缘节点前端的反向代理服务器根据连接数最少的调度策略，转发请求到本地缓存服务器集群，本地缓存服务器集群的邻居间使用ICP协议询问对方是否有缓存请求的更新包，若是则向智能LED返回对应的更新包，否则向骨干节点发起数据请求；
骨干节点前端的反向代理服务器根据连接数最少的调度策略，转发请求到本地缓存服务器集群，本地缓存服务器集群的邻居间使用ICP协议询问对方是否有缓存请求的数据，若是则向智能LED返回对应的更新包，否则向源节点发起数据请求；
源节点将对应的更新包返回至智能LED，骨干节点和边缘节点分别缓存对应的更新包。
在具体的实施过程中，所述步骤S2中，若智能LED与OTA服务器系统连接不成功，则进行配网提醒，等待用户进行配网，将智能LED连接到OTA服务器系统。
实施例2
本实施例提供了一种智能LED的OTA升级系统，如图5所示，其具体的方案如下：
包括智能LED和OTA服务器系统，智能LED在进行OTA升级时，应用实施例1所述的智能LED的OTA升级方法。
在具体的实施过程中，所述OTA服务器系统包括有网关、DNS服务器、全局负载均衡服务器、分布式处理服务器、边缘节点、骨干节点、源节点和终端设备；
其中，网关、DNS服务器、全局负载均衡服务器、分布式处理服务器、边缘节点、骨干节点及源节点依次连接；终端设备与DNS服务器连接。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccessMemory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种智能LED的OTA升级方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.智能LED上电后，执行启动代码区域的程序；
S2.智能LED与OTA服务器系统建立连接；
S3.智能LED向OTA服务器系统发送版本更新信息查询指令；OTA服务器系统向智能LED返回查询结果，若智能LED内的镜像程序的版本为当前最新版本，则智能LED定期监听OTA服务器系统的更新信号；否则下拉更新列表，并询问用户是否需要更新；
S4.当需要对镜像程序进行更新时，智能LED查询镜像状态表，判断是否已存储部分的更新包；若是，则智能LED向OTA服务器系统请求未下载的更新包；否则智能LED向OTA服务器系统请求下载所有的更新包；
S5.智能LED接收完OTA服务器系统发送的更新包后对所述接收的更新包进行CRC校验；若校验成功，则在镜像状态表中标注升级成功且有完整的新镜像程序，加载新镜像程序；否则OTA升级失败，在镜像状态表中标注升级失败且无完整的新镜像程序，加载旧镜像程序；
所述OTA服务器系统包括有网关、DNS服务器、全局负载均衡服务器、分布式处理服务器、边缘节点、骨干节点及源节点；
其中，网关、DNS服务器、全局负载均衡服务器、分布式处理服务器、边缘节点、骨干节点及源节点依次连接；
步骤S4智能LED向OTA服务器系统请求下载更新包时，智能LED向DNS服务器请求解析域名；
DNS服务器解析域名为全局负载均衡服务器的IP，并返回给智能LED；
智能LED发起与全局负载均衡服务器的连接；
全局负载均衡服务器解析智能LED的IP，获取真实的地理位置，并向分布式处理服务器获取测速数据，将与智能LED网络距离最近的边缘节点重定位给智能LED；
智能LED访问该边缘节点；并发起下载更新包的请求；
边缘节点前端的反向代理服务器根据连接数最少的调度策略，转发请求到本地缓存服务器集群，本地缓存服务器集群的邻居间使用ICP协议询问对方是否有缓存请求的更新包，若是则向智能LED返回对应的更新包，否则向骨干节点发起数据请求；
骨干节点前端的反向代理服务器根据连接数最少的调度策略，转发请求到本地缓存服务器集群，本地缓存服务器集群的邻居间使用ICP协议询问对方是否有缓存请求的数据，若是则向智能LED返回对应的更新包，否则向源节点发起数据请求；
源节点将对应的更新包返回至智能LED，骨干节点和边缘节点分别缓存对应的更新包。
2.根据权利要求1所述的智能LED的OTA升级方法，其特征在于：所述步骤S3中，若智能LED内的镜像程序的版本非当前最新版本，且需要强制更新时，则执行步骤S4、S5。
3.根据权利要求1所述的智能LED的OTA升级方法，其特征在于：所述步骤S4、S5中，OTA服务器系统向智能LED传输更新包时，OTA服务器系统维护发送窗口，智能LED维护接收窗口，智能LED一次性请求多个更新包，OTA服务器系统连续发送多个更新包，智能LED缓存接收的更新包。
4.根据权利要求1所述的智能LED的OTA升级方法，其特征在于：所述OTA服务器系统内加载有差分生成器，以及存储有当前最新版本的新镜像程序及旧镜像程序；OTA服务器系统加载差分生成器，对比新镜像程序与旧镜像程序的不同生成对应的差分包；当需要对镜像程序进行更新时；将所述差分包作为更新包向智能LED进行传输；
所述智能LED内加载有差分还原器，当所述智能LED接收完OTA服务器系统发送的更新包后，智能LED加载差分还原器，根据旧镜像程序及所述更新包还原出当前最新版本的新镜像程序，然后进行CRC校验。
5.根据权利要求1-4任一项所述的智能LED的OTA升级方法，其特征在于：所述步骤S2智能LED与OTA服务器系统建立连接，具体如下：
OTA服务器系统生成公钥和私钥；私钥由自身保存，公钥交由权威CA机构保存；
智能LED尝试连接OTA服务器系统时，通过权威CA机构获取OTA服务器系统的公钥；
智能LED生成对称秘钥，并利用OTA服务器系统的公钥进行加密，将得到的密文数据传输至OTA服务器系统；
OTA服务器系统利用私钥对所述密文数据进行解密，得到智能LED的对称秘钥；
后续的步骤S3-S5智能LED与OTA服务器系统之间的通讯采用所述对称秘钥进行加密通讯。
6.根据权利要求5所述的智能LED的OTA升级方法，其特征在于：所述步骤S2中，若智能LED与OTA服务器系统连接不成功，则进行配网提醒，等待用户进行配网，将智能LED连接到OTA服务器系统。
7.一种智能LED的OTA升级系统，其特征在于：包括智能LED和OTA服务器系统，智能LED在进行OTA升级时，应用权利要求1-6任一项所述的智能LED的OTA升级方法。
8.根据权利要求7所述的智能LED的OTA升级系统，其特征在于：所述OTA服务器系统包括有网关、DNS服务器、全局负载均衡服务器、分布式处理服务器、边缘节点、骨干节点及源节点；
其中，网关、DNS服务器、全局负载均衡服务器、分布式处理服务器、边缘节点、骨干节点及源节点依次连接。
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