CN115878144A - 一种终端设备程序升级系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种终端设备程序升级系统及方法，该系统包括：终端设备，及，能够与所述终端设备无线连接的程序下载器；所述程序下载器用于从上位机中获取升级文件，还用于与所述终端设备建立无线连接后，将所述升级文件传输至所述终端设备，以使所述终端设备根据所述升级文件对应用程序进行升级。可以理解的是，本发明提供的技术方案，能够使得工作人员在对终端设备程序升级时，无需拆机与接线，便可实现对终端设备程序升级，简单便捷，且执行迅速，提升工作效率。

Description

一种终端设备程序升级系统及方法

技术领域

本发明涉及设备程序升级技术领域，具体涉及一种终端设备程序升级系统及方法。

背景技术

目前，各种智能终端（例如各种智能水表、智能电表、智能燃气表等）不断发展，但无论是怎样的智能终端，都是由程序控制的带MCU电路模块实现。以智能水表为例，由于智能水表防水组装结构、安装环境、电池供电等特点，导致了水表一旦安装到现场，就很难再进行程序升级操作，其余智能终端也同样存在相同的问题。

目前对智能终端的程序升级方法有两种，以智能水表为例，其一是工作人员到达智能水表安装现场，逐一拆开水表外壳，用标准程序烧写器重新下载程序。其二是全部整表收回，到工厂统一拆开升级后，重新生产组装，然后再安装到现场。

上述两种智能终端本地升级终端程序的方法较为繁琐，工作量巨大，使得工作效率低下。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种终端设备程序升级系统及方法，以解决现有技术中智能终端本地升级终端程序的方法较为繁琐，工作量巨大，使得工作效率低下的问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种终端设备程序升级系统，包括：

终端设备，及，能够与所述终端设备无线连接的程序下载器；

所述程序下载器用于从上位机中获取升级文件，还用于与所述终端设备建立无线连接后，将所述升级文件传输至所述终端设备，以使所述终端设备根据所述升级文件对应用程序进行升级。

优选的，所述程序下载器，还包括：

高速串口，用于与所述上位机建立连接，获取升级文件；

红外接口，用于与所述终端设备通过红外通讯协议无线连接；

下载器控制模块，用于存储所述升级文件，还用于当所述程序下载器与所述终端设备通过红外通讯协议无线连接时，控制传输所述升级文件至所述终端设备。

优选的，所述终端设备，还包括：

红外接口，用于与所述程序下载器通过红外通讯协议无线连接；

设备控制模块，用于存储用户程序及引导程序，还用于接收所述升级文件并判断所述升级文件的完整性，若所述升级文件完整，则控制引导程序完成用户程序的升级。

优选的，所述的系统，包括：

所述上位机中预存有升级文件生成软件，用于将程序文件转换成所述升级文件，并在所述升级文件预设位置中加入指定私有秘钥，生成具有防原始数据篡改的升级文件。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种终端设备程序升级方法，应用于程序下载器中，包括：

当与上位机建立连接时，获取升级文件并存储；

当与终端设备建立无线连接时，将所述升级文件传输至所述终端设备，以使所述终端设备根据所述升级文件对应用程序进行升级。

优选的，所述当与终端设备建立无线连接时，将所述升级文件传输至所述终端设备，包括：

与所述终端设备通过红外通讯协议无线连接；

采用固定长度帧通迅传输方式，将每一帧设定帧ID标识和循环冗余码校验，传输所述升级文件至所述终端设备。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种终端设备程序升级方法，应用于终端设备中，包括：

当与程序下载器建立无线连接时，获取所述程序下载器发送的升级文件；

根据所述升级文件，对应用程序进行升级。

优选的，所述当与程序下载器建立无线连接时，获取所述程序下载器发送的升级文件，包括：

当红外接口接收到数据时，判断是否为程序下载器的红外通讯协议；

若是，则根据所述红外通讯协议接收并校验所述升级文件；

判断所述升级文件是否完整；

若是，则将所述升级文件存储在预设区域。

优选的，所述对应用程序进行升级，包括：

软重启所述终端设备；

控制用户程序进入引导程序中运行；

扫描所述预设区域中是否存储有升级文件；

若否，则预设时间后，自动跳转执行所述用户程序；

否是，则将所述用户程序替换为所述升级文件中的程序，生成新的用户程序；

跳转执行所述新的用户程序。

优选的，在将所述用户程序替换为所述升级文件中的程序之前，还包括：

若所述升级文件中含有指定私有秘钥，则根据所述指定私有秘钥校验所述升级文件的数据是否为正确的原始数据；

若是，则将所述用户程序替换为所述升级文件中的程序，生成新的用户程序。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

可以理解的是，本发明提供的技术方案，通过将升级文件传输至程序下载器，使得工作人员仅携带程序下载器，便可对全部需要程序升级的终端设备执行程序升级任务，并且程序下载器与终端设备能够建立无线连接，在程序升级的过程中，无需将智能终端的外壳拆开，且无需线路连接。因此，本发明提供的技术方案，能够使得工作人员在对终端设备程序升级时，无需拆机与接线，便可实现对终端设备程序升级，简单便捷，且执行迅速，提升工作效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种终端设备程序升级系统示意框图；

图2是根据一示例性实施例示出的另一种终端设备程序升级系统示意框图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种文件生成软件展示界面示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种终端设备程序升级方法步骤示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的另一种终端设备程序升级方法步骤示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的用户程序升级时引导程序流程图；

图7是根据一示例性实施例示出的接收升级文件时用户程序流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

目前的智能终端，均是由程序控制的带MCU电路模块实现，现对MCU的程序下载方式进行介绍说明：

ICP（在线编程）：ICP是指可以在器件安装于用户应用电路板上时使用调试接口（JTAG）协议、串行调试（SWD）协议或自举程序对微控制器的闪速存储器（Flash）进行编程。该方法就是通常生产终端设备时的方法，例如批量生产智能水表时就是使用该方法，先下载程序到电路模块，然后再对电路板进行硬件软件测试，最后组装成品。该方法需要防真器（JLINK或ULINK）工具，然后用针头直接连接到MCU特定引脚的端口。

ISP（In-System Programming）:可以通过SPI或其它的串行接口接收上位机传来的数据并写入存储器中。所以只要留出和上位机接口的这个串口，就可以实现芯片内部存储器的改写，而无须再取下芯片。但是必须先复位，使MCU进入到ISP模式下。此方法需要对MCU复位并设置某引脚电平来使MCU进入到ISP模式下，该方法在无任何MCU引脚引出水表外壳的现场情况下无法实现。

IAP（在应用中编程）：IAP是指可以在用户程序运行期间对微控制器的闪速存储器进行重新编程。IAP与ISP方法相同点都是可以通过SPI或其它的串行接口接收上位机传来的数据并写入存储器中。所以只要留出和上位机接口的这个串口，就可以实现芯片内部存储器的改写。不同点则是IAP不需要进入到ISP模式下，而是用户程序实现自己更新FLASH某区域的数据，实现用户程序的重新编程。而MCU程序只有一个进程程序在运行，不可能真正的自己擦除掉自己的代码，再下载新的代码，则就需要另一个程序（有别于终端实现功能应用的代码）来执行此操作，用来执行此操作的程序就叫做引导程序。

本发明采用IAP方式配合自研发的引导程序和自研发的程序下载器，提供一种终端设备程序升级系统，并结合红外接口，使得程序下载器与终端设备通过红外通讯协议无线连接，可以不用拆开水表外壳，实现程序升级。

实施例一

图1是根据一示例性实施例示出的一种终端设备程序升级系统示意框图，参见图1，一种终端设备程序升级系统，包括：

终端设备100，及，能够与所述终端设备100无线连接的程序下载器200；

所述程序下载器200用于从上位机300中获取升级文件，还用于与所述终端设备100建立无线连接后，将所述升级文件传输至所述终端设备100，以使所述终端设备100根据所述升级文件对应用程序进行升级。

在实际应用场景中，若需要对终端设备100中的用户程序进行升级，工作人员首先将程序下载器200与上位机300进行连接，该上位机300可以是电脑，该连接可以是无线连接，也可以是有线连接，在连接后，将上位机300中的升级文件传输至程序下载器200中。之后，工作人员手持程序下载器200，与需要升级的终端设备100无线连接，将升级文件传输至终端设备100中，进而能够使终端设备100根据所述升级文件对应用程序进行升级。

在具体实践中，程序下载器200中可以设置按键开关，当工作人员手持程序下载器200靠近需要升级的终端设备100时，按下按键开关，终端设备100才会与程序下载器200建立无线连接。

可以理解的是，本发明提供的技术方案，通过将升级文件传输至程序下载器，使得工作人员仅携带程序下载器，便可对全部需要程序升级的终端设备执行程序升级任务，并且程序下载器与终端设备能够建立无线连接，在程序升级的过程中，无需将智能终端的外壳拆开，且无需线路连接。因此，本发明提供的技术方案，能够使得工作人员在对终端设备程序升级时，无需拆机与接线，便可实现对终端设备程序升级，简单便捷，且执行迅速，提升工作效率。

需要说明的是，参见图2，所述程序下载器200，还包括：

高速串口202，用于与所述上位机建立连接，获取升级文件；

红外接口201，用于与所述终端设备100通过红外通讯协议无线连接；

下载器控制模块202，用于存储所述升级文件，还用于当所述程序下载器200与所述终端设备100通过红外通讯协议无线连接时，控制传输所述升级文件至所述终端设备100。

在具体实践中，程序下载器200中包括高速串口202，红外接口201，以及下载器控制模块202。通过高速串口202与上位机进行连接，获取升级文件，将升级文件存储于下载器控制模块202中，当程序下载器200与终端设备100建立红外通讯协议无线连接后，可以将升级文件传输至所述终端设备100中。

优选的，下载器控制模块202为微控制单元MCU，其中含有闪速存储器，程序下载器获取到升级文件后，能够将升级文件存储到闪速存储器中。

优选的，所述终端设备100，还包括：

红外接口101，用于与所述程序下载器200通过红外通讯协议无线连接；

设备控制模块102，用于存储用户程序及引导程序，还用于接收所述升级文件并判断所述升级文件的完整性，若所述升级文件完整，则控制引导程序完成用户程序的升级。

在具体实践中，工作人员若需要对某个终端设备100升级时，无需对终端设备100的外壳进行拆卸，仅需要将程序下载器200靠近所述终端设备100，使得终端设备100与所述程序下载器200建立无线连接。所述终端设备100中内置有预设好的引导程序，该引导程序能够在接收到升级文件后，控制所述终端设备100，实现用户程序的升级。

需要说明的是，所述的系统，包括：

所述上位机中预存有升级文件生成软件，用于将程序文件转换成所述升级文件，并在所述升级文件预设位置中加入指定私有秘钥，生成具有防原始数据篡改的升级文件。

在具体实践中，还能够在上位机传输升级文件至程序下载器之前，对所述升级文件进行加工，对升级文件中预设位置加入制定私有秘钥，生成具有防原始数据篡改的升级文件。

升级文件生成软件展示界面如图3所示。

对用户程序升级所编写的程序，一般为.hex格式的程序文件，所述.hex格式的程序文件为keil等MCU开发环境生成的文件。首先，该升级文件生成软件将.hex格式按照预设规则转换成.txt文本格式，之后，设计规则为一定数据长度计算出MAC校验字节，计算秘钥为指定私有秘钥，这样转化生成的txt文件具有防原始数据篡改性质。

实施例二

图4是根据一示例性实施例示出的一种终端设备程序升级方法步骤示意图，参见图4，提供一种终端设备程序升级方法，应用于程序下载器中，包括：

步骤S11、当与上位机建立连接时，获取升级文件并存储；

步骤S12、当与终端设备建立无线连接时，将所述升级文件传输至所述终端设备，以使所述终端设备根据所述升级文件对应用程序进行升级。

可以理解的是，本发明提供的技术方案，通过将升级文件传输至程序下载器，使得工作人员仅携带程序下载器，便可对全部需要程序升级的终端设备执行程序升级任务，并且程序下载器与终端设备能够建立无线连接，在程序升级的过程中，无需将智能终端的外壳拆开，且无需线路连接。因此，本发明提供的技术方案，能够使得工作人员在对终端设备程序升级时，无需拆机与接线，便可实现对终端设备程序升级，简单便捷，且执行迅速，提升工作效率。

需要说明的是，所述当与终端设备建立无线连接时，将所述升级文件传输至所述终端设备，包括：

与所述终端设备通过红外通讯协议无线连接；

采用固定长度帧通迅传输方式，将每一帧设定帧ID标识和循环冗余码校验，传输所述升级文件至所述终端设备。

下载器与终端的通迅接口为红外接口，采用红外接口后可以实现不拆开设备外壳就可以传输数据。但由于红外通迅数据存在一定的误码率，所以必须设计好严格的红外通迅协议。

本实施例在使用红外通讯协议的同时，采用固定长度帧通迅，每一帧都有帧ID标识和CRC校验，如果出现错误可以断点续传，保证数据准确快速的下发到终端设备侧。

可以理解的是，通过采用固定长度帧进行通讯传输，能够使得升级文件通过红外通讯协议完整的传输，保证了终端设备接收到的升级文件的完整性，使得终端设备用户程序升级得以进行。

实施例三

图5是根据一示例性实施例示出的另一种终端设备程序升级方法步骤示意图，参见图5，提供一种终端设备程序升级方法，应用于终端设备中，包括：

步骤S21、当与程序下载器建立无线连接时，获取所述程序下载器发送的升级文件；

步骤S22、根据所述升级文件，对应用程序进行升级。

可以理解的是，本发明提供的技术方案，通过将升级文件传输至程序下载器，使得工作人员仅携带程序下载器，便可对全部需要程序升级的终端设备执行程序升级任务，并且程序下载器与终端设备能够建立无线连接，在程序升级的过程中，无需将智能终端的外壳拆开，且无需线路连接。因此，本发明提供的技术方案，能够使得工作人员在对终端设备程序升级时，无需拆机与接线，便可实现对终端设备程序升级，简单便捷，且执行迅速，提升工作效率。

需要说明的是，参见图6、图7所述当与程序下载器建立无线连接时，获取所述程序下载器发送的升级文件，包括：

当红外接口接收到数据时，判断是否为程序下载器的红外通讯协议；

若是，则根据所述红外通讯协议接收并校验所述升级文件；

判断所述升级文件是否完整；

若是，则将所述升级文件存储在预设区域。

在具体实践中，所述终端设备能够判断通过红外接口连接的设备是否是程序下载器，只有当与红外接口连接的设备为程序下载器时，才能够根据所述红外通讯协议接收并校验所述升级文件。

可以理解的是，本实施例提供的技术方案，能够防止其他红外设备与终端设备连接，造成终端设备出现异常，提高了终端设备的稳定性。

需要说明的是，所述对应用程序进行升级，包括：

软重启所述终端设备；

控制用户程序进入引导程序中运行；

扫描所述预设区域中是否存储有升级文件；

若否，则预设时间后，自动跳转执行所述用户程序；

否是，则将所述用户程序替换为所述升级文件中的程序，生成新的用户程序；

跳转执行所述新的用户程序。

可以理解的是，本实施例提供的技术方案，能够使得终端设备通过内置的引导程序与升级文件，更新用户程序。

需要说明的是，在将所述用户程序替换为所述升级文件中的程序之前，还包括：

若所述升级文件中含有指定私有秘钥，则根据所述指定私有秘钥校验所述升级文件的数据是否为正确的原始数据；

若是，则将所述用户程序替换为所述升级文件中的程序，生成新的用户程序。

在具体实践中，正常情况下终端设备的设备控制模块MCU里运行的是用户程序，例如，智能水表的用户程序。当用户程序检测到红外接口收到数据并判断出为程序下载器的通迅协议时，用户程序则按照严格设计好的红外通迅协议接收并校验数据，直到接收完整的txt文件数据；并保存在闪速存储器的预设区域，然后软重启终端，使程序进入到引导程序中运行。进入引导程序后，引导程序会扫描指定闪速存储器的预设区域是否有升级文件的代码，如果没有升级文件的代码，则一定时间后自动跳转到用户程序中运行（并配合指标灯），如果有升级文件的代码，则按照指定私有秘钥校验txt某位置的MAC数据，从而判断txt数据是否为正确的原始数据。若结果正确，则擦除原来的用户程序，将完整txt文件（升级文件）写进原来的用户程序位置，最后让程序跳转到用户程序中，最终实现程序的升级。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，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模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种终端设备程序升级系统，其特征在于，包括：

终端设备，及，能够与所述终端设备无线连接的程序下载器；

所述程序下载器用于从上位机中获取升级文件，还用于与所述终端设备建立无线连接后，将所述升级文件传输至所述终端设备，以使所述终端设备根据所述升级文件对应用程序进行升级。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述程序下载器，还包括：

高速串口，用于与所述上位机建立连接，获取升级文件；

红外接口，用于与所述终端设备通过红外通讯协议无线连接；

下载器控制模块，用于存储所述升级文件，还用于当所述程序下载器与所述终端设备通过红外通讯协议无线连接时，控制传输所述升级文件至所述终端设备。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述终端设备，还包括：

红外接口，用于与所述程序下载器通过红外通讯协议无线连接；

设备控制模块，用于存储用户程序及引导程序，还用于接收所述升级文件并判断所述升级文件的完整性，若所述升级文件完整，则控制引导程序完成用户程序的升级。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，包括：

所述上位机中预存有升级文件生成软件，用于将程序文件转换成所述升级文件，并在所述升级文件预设位置中加入指定私有秘钥，生成具有防原始数据篡改的升级文件。

5.一种终端设备程序升级方法，应用于程序下载器中，其特征在于，包括：

当与上位机建立连接时，获取升级文件并存储；

当与终端设备建立无线连接时，将所述升级文件传输至所述终端设备，以使所述终端设备根据所述升级文件对应用程序进行升级。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当与终端设备建立无线连接时，将所述升级文件传输至所述终端设备，包括：

与所述终端设备通过红外通讯协议无线连接；

采用固定长度帧通迅传输方式，将每一帧设定帧ID标识和循环冗余码校验，传输所述升级文件至所述终端设备。

7.一种终端设备程序升级方法，应用于终端设备中，其特征在于，包括：

当与程序下载器建立无线连接时，获取所述程序下载器发送的升级文件；

根据所述升级文件，对应用程序进行升级。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述当与程序下载器建立无线连接时，获取所述程序下载器发送的升级文件，包括：

当红外接口接收到数据时，判断是否为程序下载器的红外通讯协议；

若是，则根据所述红外通讯协议接收并校验所述升级文件；

判断所述升级文件是否完整；

若是，则将所述升级文件存储在预设区域。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对应用程序进行升级，包括：

软重启所述终端设备；

控制用户程序进入引导程序中运行；

扫描所述预设区域中是否存储有升级文件；

若否，则预设时间后，自动跳转执行所述用户程序；

否是，则将所述用户程序替换为所述升级文件中的程序，生成新的用户程序；

跳转执行所述新的用户程序。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在将所述用户程序替换为所述升级文件中的程序之前，还包括：

若所述升级文件中含有指定私有秘钥，则根据所述指定私有秘钥校验所述升级文件的数据是否为正确的原始数据；

若是，则将所述用户程序替换为所述升级文件中的程序，生成新的用户程序。

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