CN116156484A - 健壮可扩展的车辆软件ota升级系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种健壮可扩展的车辆软件OTA升级系统及方法，包括：车端包括一个主升级节点与n个从升级节点；所述主升级节点与OTA服务器端通信获取升级包，并将升级包分发至相应的从升级节点进行软件升级，所述OTA服务器端与所述车端采用TCP长连接。本发明服务端策略管理多样可定制化，包括OTA服务与车辆建立长连接，随时制定下发升级策略；车辆升级策略按车型、地区和项目管理，制定多种升级策略，为车辆软件升级提供全面的升级策略。
Description
技术领域
本发明涉及车辆软件OTA升级技术领域，具体地，涉及一种健壮可扩展的车辆软件OTA升级系统及方法。
背景技术
随着智能化电动车辆越来越普及，车辆软件数量与种类越来越多，软件的迭代升级次数也越来越频繁。对于很多特定行业的运营车辆，如无人驾驶环卫车，无人驾驶出租车，以及无人驾驶物流车，随着运营车辆的增多。车辆的软件手动升级任务量越来越大。空中下载(OTA)技术极大的提高了软件升级效率。降低了软件升级成本。
专利文献CN112640500A(申请号：202080004694.X)公开了一种车辆升级方法及装置，该方法包括：服务器确定车辆内的至少两个部件组，其中，每个部件组包括一个用于控制所述部件组内的部件进行OTA升级的升级控制部件；所述服务器为所述至少两个部件组中的第一部件组生成第一升级包，其中，所述第一部件组的升级控制部件为第一升级控制部件；所述服务器向所述第一升级控制部件发送所述第一升级包，所述第一升级包用于对所述第一部件组内的部件进行升级。该技术方案，遇到升级错误时，无法提供有效的保护机制；以及升级模块的可扩展性并不支持，升级程序自身存在缺陷或者功能不完善需要升级升级程序本身；同时服务端对于车辆的软件管理以及车端的升级策略也未提供支持。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种健壮可扩展的车辆软件OTA升级系统及方法。
根据本发明提供的一种健壮可扩展的车辆软件OTA升级系统，包括：车端包括一个主升级节点与n个从升级节点；所述主升级节点与OTA服务器端通信获取升级包，并将升级包分发至相应的从升级节点进行软件升级。
优选地，所述OTA服务器端与所述车端采用TCP长连接。
优选地，所述OTA服务器端包括升级包管理模块、车辆管理模块、策略管理模块以及升级管理模块；
所述升级包管理模块用于管理软件升级包；
所述车辆管理模块用于管理OTA服务器端与车辆连接状态、车辆编号、型号以及车辆内已安装版本的软件版本信息；
所述策略管理模块用于管理车辆的升级策略；
所述升级管理模块用于下发升级策略并记录车辆升级过程与结果。
优选地，所述主升级节点负责收集自身SOC软件版本信息以及从升级节点所在SOC内的软件版本信息；所述主升级节点将收集到的自身SOC软件版本信息以及从升级版本所在SOC内的软件版本信息发送至OTA服务器端；同时，所述主升级节点负责接收OTA服务器端下发的升级策略，并获取升级包，根据升级包的目标设备标志将升级包分发至相应的从升级节点。
优选地，所述从升级节点接收主升级节点下发的升级包，并根据主升级节点指令执行升级动作；每个从升级节点记录升级过程并上报升级状态至主升级节点，当某一从升级节点升级失败，主升级节点下发停止升级指令到所有从升级节点，并回退到升级前状态，将升级结果上报至OTA服务器端。
优选地，所述OTA服务器为升级程序制作单独的升级包，升级节点收到标志为自升级的升级包后，分别对自身进行备份升级。
根据本发明提供的一种健壮可扩展的车辆软件OTA升级方法，包括：
步骤S1：OTA服务器端推送升级包；
步骤S2：主升级节点获取升级包，并将升级包分发至相应的从升级节点，进行软件升级；
步骤S3：主升级节点检测自身与从升级节点的安装状态，并上报升级状态到OTA服务器端。
优选地，所述步骤S1中OTA服务器端包括升级包管理、车辆管理、策略管理以及升级管理；
所述升级包管理用于管理软件升级包；
所述车辆管理用于管理OTA服务器端与车辆连接状态、车辆编号、型号以及车辆内已安装版本的软件版本信息；
所述策略管理用于管理车辆的升级策略；
所述升级管理用于下发升级策略并记录车辆升级过程与结果。
优选地，所述步骤S2包括：
步骤S2.1：主升级节点校验升级包；
步骤S2.2：主升级节点解析升级包的升级策略，根据升级策略信息获取对应的升级包；
步骤S2.3：根据升级策略信息将升级包分发至从升级节点或自身，用于进行软件升级。
优选地，所述步骤S3包括：
步骤S3.1：主升级节点收集自身SOC软件版本信息和从升级节点所在SOC内的软件版本信息；
步骤S3.2：主升级节点将收集到的自身SOC软件版本信息以及从升级版本所在SOC内的软件版本信息发送至OTA服务器端；
步骤S3.3：所有节点的升级包安装完成后，主升级节点将升级结果上报至OTA服务器。
优选地，所述步骤S3还包括：当任一从升级节点升级失败，主升级节点下发停止升级指令到所有从升级节点，并回退到升级前状态，最后，将升级结果上报至OTA服务器端。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供服务端策略管理多样可定制化，包括OTA服务与车辆建立长连接，随时制定下发升级策略；车辆升级策略按车型、地区和项目管理，制定多种升级策略，为车辆软件升级提供全面的升级策略；
2、本发明提供升级出错版本回退，包括升级前的版本备份，升级标记，以及升级过程中每一个升级文件的操作的持久化；升级过程中，一个节点出错，整个升级过程回退；升级日志的实时记录，方便升级错误分析。
3、本发明提供升级程序扩展性，包括升级程序自升级策略；OTA服务器制作专门的升级程序的升级包，优先单独对自升级程序升级，进而完善升级程序本身，或者扩展升级程序功能等。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为健壮可扩展的车辆软件OTA升级系统示意图。
图2为健壮可扩展的车辆软件OTA升级方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本发明提供了一种健壮可扩展的车辆软件OTA升级系统，在已有OTA基础上完善车辆升级管理。服务端与车端保持长连接，在车辆运行后，随时监控车辆连接状态，服务端展示每一辆车内的软件版本信息。同时服务器可以定制各种升级策略。
车端运行一个主升级节点与n个从升级节点。主升级节点与服务器端通信，下载升级包，分发给从升级节点进行软件升级。主升级节点管理各从升级节点的安装进程，若出现某一安装环节出错，及时回退所有节点软件版本，保证车身软件能够正常使用。
车端主从升级节点支持自升级替换，保证升级模块的灵活与可扩展性。
如图1所示，所述健壮可扩展的车辆软件OTA升级系统，包括：OTA服务器与车端；
所述OTA服务器包括：升级包管理模块、车辆管理模块、策略管理模块与升级管理模块；
所述升级包管理模块用于提供升级包的上传、存储、展示与下载等功能；
所述车辆管理模块用于提供车辆连接状态，车辆编号，型号以及车辆内已装版本的软件版本信息；
所述策略管理模块用于提供车辆的升级策略制定；
所述升级管理模块用于下发升级策略并记录车辆升级过程与结果。
所述车端包括一个主升级节点与n个从升级节点；主从升级模块根据车辆内的SOC数量分配。如果车辆只有一个SOC,车端只有一个主升级模块。如果车辆里有两个SOC,那么车辆分配一个主升级节点与一个从升级节点，以此类推，如果车辆内有n(n大于2)个SOC，则分配一个主升级节点与n-1个从升级节点。
所述主升级节点：负责收集自身SOC软件版本信息，与其它从升级节点所在SOC内的软件版本信息，主升级节点将这些信息发送给OTA服务器，同时，其负责接收OTA服务下发的升级策略，并下载升级包，并根据升级包的目标设备标志将升级包分发给从升级节点；
所述从升级节点：接收主升级节点下发的升级包后，根据主升级节点指令执行升级动作。各个节点记录升级过程并上报升级状态，一旦某一节点升级失败，主升级节点通知所有节点停止升级，并回退到升级前状态，并上报给OTA服务升级结果。
如图2所示，所述健壮可扩展的车辆软件OTA升级方法，包括：
车辆升级主节点收集自身所在SOC以及升级从节点所在的SOC节点的软件版本信息发送给OTA服务器。
用户制作新的升级包上传至OTA服务器。用户在OTA服务器策略管理页面将制作的升级包按照一定的规则生成升级策略下发到车辆主升级节点。
主升级节点解析升级策略，根据其中的信息下载对应的升级包，然后继续根据升级策略里的信息判断哪些升级包在本地安装，哪些升级包需要分发到从升级节点所在的SOC安装。
升级主节点在升级从节点收到升级包后下发升级安装指令，升级从节点执行升级指令，并上报升级状态。
升级主节点监测自身与升级从节点的安装状态。一旦所有节点安装完成，上报给OTA服务器安装成功状态。否则，停止自身以及从节点的所有安装，并发送回退版本指令，所有安装节点执行版本回退命令。升级主节点监测退回状态，并最终上报OTA服务器安装失败后的回退结果。
鉴于OTA升级的过程基本大同小异。本发明专注描述服务器的策略制定，升级健壮性即升级失败的异常处理以及升级程序的可扩展性支持即升级程序的自升级策略。
实施例2：
本发明还提供了一种健壮可扩展的车辆软件OTA升级方法，包括：
步骤S1：OTA服务器端推送升级包；
步骤S2：主升级节点获取升级包，并将升级包分发至相应的从升级节点，进行软件升级；
步骤S3：主升级节点检测自身与从升级节点的安装状态，并上报升级状态到OTA服务器端。
进一步的，步骤S1中OTA服务器端包括升级包管理、车辆管理、策略管理以及升级管理；
所述升级包管理用于管理软件升级包；
所述车辆管理用于管理OTA服务器端与车辆连接状态、车辆编号、型号以及车辆内已安装版本的软件版本信息；
所述策略管理用于管理车辆的升级策略；
所述升级管理用于下发升级策略并记录车辆升级过程与结果。
在一个实施例中，步骤S2包括：
步骤S2.1：主升级节点校验升级包；
步骤S2.2：主升级节点解析升级包的升级策略，根据升级策略信息获取对应的升级包；
步骤S2.3：根据升级策略信息将升级包分发至从升级节点或自身，用于进行软件升级。
在一个实施例中，步骤S3包括：
步骤S3.1：主升级节点收集自身SOC软件版本信息和从升级节点所在SOC内的软件版本信息；
步骤S3.2：主升级节点将收集到的自身SOC软件版本信息以及从升级版本所在SOC内的软件版本信息发送至OTA服务器端；
步骤S3.3：所有节点的升级包安装完成后，主升级节点将升级结果上报至OTA服务器。
进一步的，步骤S3还包括：当任一从升级节点升级失败，主升级节点下发停止升级指令到所有从升级节点，并回退到升级前状态，最后，将升级结果上报至OTA服务器端。
关于升级策略，由于本发明升级大方向为服务器主动控制升级策略。首先服务器与车端采用TCP长连接。OTA服务器随时查看车辆连接情况，随时可以下发升级策略。所以服务器在制定升级策略有更多的选择性。
OTA服务器可以按车型，按地区，按项目等等下发不同的软件版本到需要升级的车辆，车端升级策略也支持立即升级，空闲升级，或者在指定的时间内升级，升级策略中支持升级条件的设定，如版本检查或者忽略版本检查，运动状态检查，车辆电量检查等等。
关于升级异常的保护机制。首先对于下载的升级包都有md5验证，保证升级包完整性。在每一个软件包升级开始前将原来的版本进行备份，设置正在升级标记。升级过程中，持久化记录安装过程精确到每一个文件。并且实时上传升级日志到OTA服务器。一旦遇到某一升级节点失败，包括下电、异常重启或者升级程序异常崩溃等情况，在升级程序重新启动后，会读取升级记录，逆向还原到升级前版本，保证车辆正常运行。主升级程序通知其它升级节点，回退升级版本。OTA服务器可以根据升级日志分析错误原因，方便寻找解决办法。
关于升级程序的可扩展性。无论什么软件，都有可能存在缺陷，升级程序本身亦然。为了避免因升级程序本身存在缺陷导致某些新的升级包无法正常升级。本发明系统特别支持了升级程序自升级策略。OTA服务器需要为升级程序制作单独的升级包，升级节点收到标志为自升级的升级包后，分别对自身进行备份升级。升级成功后，即可为其它软件升级服务。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (11)
1.一种健壮可扩展的车辆软件OTA升级系统，其特征在于，包括：车端包括一个主升级节点与n个从升级节点；所述主升级节点与OTA服务器端通信获取升级包，并将升级包分发至相应的从升级节点进行软件升级。
2.根据权利要求1所述的健壮可扩展的车辆软件OTA升级系统，其特征在于，所述OTA服务器端与所述车端采用TCP长连接。
3.根据权利要求1所述的健壮可扩展的车辆软件OTA升级系统，其特征在于，所述OTA服务器端包括升级包管理模块、车辆管理模块、策略管理模块以及升级管理模块；
所述升级包管理模块用于管理软件升级包；
所述车辆管理模块用于管理OTA服务器端与车辆连接状态、车辆编号、型号以及车辆内已安装版本的软件版本信息；
所述策略管理模块用于管理车辆的升级策略；
所述升级管理模块用于下发升级策略并记录车辆升级过程与结果。
4.根据权利要求1所述的健壮可扩展的车辆软件OTA升级系统，其特征在于，所述主升级节点负责收集自身SOC软件版本信息以及从升级节点所在SOC内的软件版本信息；所述主升级节点将收集到的自身SOC软件版本信息以及从升级版本所在SOC内的软件版本信息发送至OTA服务器端；同时，所述主升级节点负责接收OTA服务器端下发的升级策略，并获取升级包，根据升级包的目标设备标志将升级包分发至相应的从升级节点。
5.根据权利要求2所述的健壮可扩展的车辆软件OTA升级系统，其特征在于，所述从升级节点接收主升级节点下发的升级包，并根据主升级节点指令执行升级动作；每个从升级节点记录升级过程并上报升级状态至主升级节点，当某一从升级节点升级失败，主升级节点下发停止升级指令到所有从升级节点，并回退到升级前状态，将升级结果上报至OTA服务器端。
6.根据权利要求1所述的健壮可扩展的车辆软件OTA升级系统，其特征在于，所述OTA服务器为升级程序制作单独的升级包，升级节点收到标志为自升级的升级包后，分别对自身进行备份升级。
7.一种健壮可扩展的车辆软件OTA升级方法，其特征在于，包括：
步骤S1：OTA服务器端推送升级包；
步骤S2：主升级节点获取升级包，并将升级包分发至相应的从升级节点，进行软件升级；
步骤S3：主升级节点检测自身与从升级节点的安装状态，并上报升级状态到OTA服务器端。
8.根据权利要求7所述的健壮可扩展的车辆软件OTA升级方法，其特征在于，所述步骤S1中OTA服务器端包括升级包管理、车辆管理、策略管理以及升级管理；
所述升级包管理用于管理软件升级包；
所述车辆管理用于管理OTA服务器端与车辆连接状态、车辆编号、型号以及车辆内已安装版本的软件版本信息；
所述策略管理用于管理车辆的升级策略；
所述升级管理用于下发升级策略并记录车辆升级过程与结果。
9.根据权利要求7所述的健壮可扩展的车辆软件OTA升级方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S2.1：主升级节点校验升级包；
步骤S2.2：主升级节点解析升级包的升级策略，根据升级策略信息获取对应的升级包；
步骤S2.3：根据升级策略信息将升级包分发至从升级节点或自身，用于进行软件升级。
10.根据权利要求9所述的健壮可扩展的车辆软件OTA升级方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S3.1：主升级节点收集自身SOC软件版本信息和从升级节点所在SOC内的软件版本信息；
步骤S3.2：主升级节点将收集到的自身SOC软件版本信息以及从升级版本所在SOC内的软件版本信息发送至OTA服务器端；
步骤S3.3：所有节点的升级包安装完成后，主升级节点将升级结果上报至OTA服务器。
11.根据权利要求10所述的健壮可扩展的车辆软件OTA升级方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：当任一从升级节点升级失败，主升级节点下发停止升级指令到所有从升级节点，并回退到升级前状态，最后，将升级结果上报至OTA服务器端。
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