CN116841578A - 一种移动机器人的远程升级方法及系统 - Google Patents

一种移动机器人的远程升级方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种移动机器人的远程升级方法，包括：所述移动机器人的系统包按功能属性划分为四个子升级包，包括：微控制单元（MCU）升级包、网关（GW）升级包、微处理器（MPU）升级包、电源系统板（PSB）升级包；所述机器人在达到预设触发条件时进行各个功能模块的升级，当升级失败时进行版本的回滚；按预设触发条件进行升级包括如下方式：（1）在WIFI信号达到预设强度时，自动检测更新并自动下载升级；（2）按预定周期遍历机器人计算平台上MCU、GW、MCU、MPU的工作状态，当某个模块对应的当前代码版本发生错误的累计次数超过预定阈值时，触发对该模块进行强制升级；（3）由用户手动对指定模块指定版本进行升级。本发明可以第一时间发现升级过程的错误并及时纠错，提升了机器人远程升级的可靠性、安全性。

Description

一种移动机器人的远程升级方法及系统
技术领域
本发明涉及机器人控制领域，特别涉及一种移动机器人的远程升级方法、系统。
背景技术
随着科技的发展，智能型机器人已逐渐被应用到生产生活中，用于安全高效地处理相关事务。其中，随着运行和功能迭代的需要，机器人的控制代码也需要不断更新和完善。远程升级是机器人重要的基础功能之一，可以帮助用户实现功能迭代、减少售后服务成本，并有效提升远程升级的可靠性及安全性。
现有机器人远程升级方案大部分流程为升级文件云端下发、终端下载、终端实施升级、终端升级完成。然而此种方法因为需要下载文件，容易因网络或者其它因素造成升级包不完整或被篡改，导致升级失败，进而使得机器人无法正常使用。
而且，现有方案中机器人在远程升级过程中缺少状态反馈，云端无法监控机器人的升级过程，也存在着安全隐患。
发明内容
针对现有方法的以上缺陷及改进需求，本发明的目的在于提供一种移动机器人底盘系统的远程升级方法及系统，创造性地运用分布式、热备份机制以及实施状态反馈，可以第一时间发现升级过程的错误并及时纠错，提升了机器人远程升级的可靠性、安全性。
根据本发明的目的，本发明提出了一种移动机器人的远程升级方法，包括以下步骤：
所述移动机器人的系统包按功能属性划分为四个子升级包，包括：微控制单元（MCU）升级包、网关（GW）升级包、微处理器（MPU）升级包、电源系统板（PSB）升级包；
所述机器人在达到预设触发条件时进行各个功能模块的升级，当升级失败时进行版本的回滚；
其中，为MCU进行远程升级包括如下步骤：
S11、将编译完成的适配所述MCU的HEX文件上传至OTA平台，并录入相关机器人信息、版本说明信息；
S12、OTA平台根据用户请求或者定期推送机制，下发MCU升级文件到GW，GW接收文件，并返回文件下载进度；
S13、GW下载完成后将MCU升级文件发送给MCU进行升级并返回MCU升级状态。
进一步的，按预设触发条件进行升级包括如下方式：
（1）在WIFI信号达到预设强度时，自动检测更新并自动下载升级；
（2）按预定周期遍历机器人计算平台上MCU、GW、MCU、MPU的工作状态，当某个模块对应的当前代码版本发生错误的累计次数超过预定阈值时，触发对该模块进行强制升级；
（3）由用户手动对指定模块指定版本进行升级。
优选的，所述回滚优先采用热备份方式，在每一次升级前将当前系统版本提取副本并放置到预设的备份空间。
进一步的，步骤S13具体包括：
S131、GW判断MCU升级文件是否下载完成，若是，则发送MCU升级文件至MCU；
S132、MCU接收升级文件并返回文件下载进度至GW；若下载进度未完成超过预定时间，则GW判断传输故障，并通知OTA平台；
S133、MCU下载文件完成后，进入boot，进行程序自动更新，期间GW维持MCU的供电不中断；
S134、若MCU升级成功，则返回升级完成状态，并清除升级文件；若MCU升级失败后，进行系统回滚，并清除本次升级文件。
此外，为MPU进行远程升级包括以下步骤：
S21、将编译完成的MPU升级文件上传至OTA平台，并录入相关机器人信息、版本说明信息；
S22、OTA平台下发MPU升级任务以及升级网址到GW，从而减少MPU升级包占用GW的有限空间，给予重要的MCU升级文件足够的存放位置；
S23、GW将MCU升级任务和升级网址发送给MPU，MPU返回升级任务收到与否的状态通过GW发送至OTA平台；
S24、MPU根据接收到的升级任务进行升级并返回MPU升级状态。
其中，步骤S24具体包括：
S241、MPU在接收到升级任务和升级网址后，结合自身工作情况决定是否进行升级；
S242、当需要升级时，MPU通过所述升级网址向OTA平台请求升级文件的下载；
S243、MPU在从OTA平台下载完升级文件后，重启系统完成升级，这期间GW维持MPU供电不中断直至收到MPU升级状态或者达到设定的超时时间；
S244、MPU在重启新系统成功后，返回升级成功信息至GW；否则GW在达到预设超时时间后，判断MPU升级失败。
MPU还具备备份区，在升级失败后启用位于备份区的备用系统以保障正常工作。
此外，为GW进行远程升级包括以下步骤：
S31、将编译完成的GW升级文件上传至OTA平台，并录入相关机器人信息、版本说明信息；
S32、OTA平台下发GW升级文件包至GW，GW根据文件接收情况返回下载进度；
S33、GW在升级文件下载完成后，维持自身供电，并重启系统完成升级；
S34、GW在重启新系统成功后，返回升级成功状态至OTA平台；否则进行系统回滚并返回升级失败状态至OTA平台，并清除升级文件。
此外，为PSB进行远程升级包括以下步骤：
S41、将编译完成的适配所述PSB的HEX文件上传至OTA平台，并录入相关机器人信息、版本说明等信息；
S42、OTA平台根据用户请求或者定期推送机制，下发PSB升级文件到GW，GW接收文件，并返回文件下载进度；
S43、GW下载完成后将PSB升级文件转发给MCU，MCU接收文件，并返回文件下载进度；
S44、MCU下载文件完成后，基于UDS诊断协议，MCU向PSB发送升级请求;
S45、PSB在接到请求后，进入boot以进行程序更新，PSB向MCU返回升级过程响应信号，在升级完成后返回PSB升级状态；
S46、MCU接收PSB升级状态返回给GW，并清除升级文件；
S47、GW接收PSB升级状态返回给OTA平台，并清除升级文件。
根据本发明的目的，本发明提出了一种移动机器人的远程升级的系统，其特征在于，所述系统被构造以用于执行上述的方法步骤。
本发明所提供的移动机器人远程升级的方法、系统和装置，具有如下的有益效果：
（1）本发明在远程升级过程中具备热备份，可保证升级异常时机器人能够回滚到上一版本；相比现有机器人远程升级失败后无法回到前一版本状态的方式，提高了可靠性；
（2）远程升级过程每一阶段均有反馈，云端实时监控升级过程，保证升级顺利进行；
（3）将系统升级按各模块属性分布式进行，提高升级文件下载的成功率，便于自动修复也便于维护人员进行故障定位和维修
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1是本发明一实施例所提供的为计算平台MCU远程升级的方法的流程步骤示意图；
图2是本发明一实施例所提供的为计算平台MPU远程升级的方法的流程步骤示意图；
图3是本发明一实施例所提供的为计算平台GW远程升级的方法的流程步骤示意图；
图4是本发明一实施例所提供的为机器人PSB远程升级的方法的流程步骤示意图；
图5是本发明一实施例所提供的机器人升级系统的通信架构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的目的和技术方案，下面将结合本发明申请实施例中的附图，对本发明进行进一步介绍说明。显而易见地，下面描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在没有创造性劳动前提下，本领域普通技术人员基于本发明的实施例所得到的其他实施例，都应属于本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
为了解决完整升级包下载容易受网络影响的问题，本发明对于升级包采用了分布式分发的理念进行设计，使得每个升级包的容量可控，进而提高了抗干扰的风险。
首先，将移动机器人（诸如扫地机器人、无人机等，但不限）的系统包按功能属性划分为四个子升级包，包括：微控制单元 Microcontroller Unit（MCU） 升级包、网关Gateway（GW）升级包、微处理器Microprocessor Unit（MPU）升级包、电源系统板Power SystemBoard（PSB）升级包。
所述机器人的升级有如下触发方式，一种是在WIFI信号达到预设强度时，自动检测更新并自动下载升级，另一种是按预定周期遍历机器人计算平台上MCU、GW、MCU、MPU的工作状态，当某个模块对应的当前代码版本发生错误的累计次数超过预定阈值（优选地，为3次）时，对该模块进行强制升级。通过自动检测和强制更新，能够第一时间解决系统不可靠的问题，提升用户体验。
此外，为了提高系统的可定制性，也可以由用户手动对指定模块指定版本进行升级，提高系统对于用户的开放性和包容性。
作为示例的，本发明对各个模块的升级方法说明如下：
如图1所示，本发明实施例提供的为计算平台MCU远程升级的方法的流程步骤示意图，其中，MCU的升级基于用户请求或者定期推送，包括以下步骤：
S11、将编译完成的适配所述MCU的HEX文件上传至OTA（Over The Air，空中下载）平台，并录入相关机器人信息、版本说明等信息；
S12、OTA平台根据用户请求或者定期推送机制，下发MCU升级文件到GW，GW接收文件，并返回文件下载进度；
S13、GW下载完成后将MCU升级文件发送给MCU进行升级并返回MCU升级状态；
其中，步骤S13具体包括：
S131、GW判断MCU升级文件是否下载完成，若是，则发送MCU升级文件至MCU；
S132、MCU接收升级文件并返回文件下载进度至GW；若下载进度未完成超过预定时间，则GW判断传输故障，并通知OTA平台；
S133、MCU下载文件完成后，进入boot，进行程序自动更新，期间GW维持MCU的供电不中断；
S134、若MCU升级成功，则返回升级完成状态，并清除升级文件；若MCU升级失败后，清除本次升级文件，并跳转至旧程序下载入口或者本地备份的升级文件，进行回滚。
进一步的，所述回滚采用热备份方式，在每一次升级前将当前系统版本提取副本并放置到预设的备份空间。
如图2所示，本发明实施例提供的为计算平台MPU远程升级的方法的流程步骤示意图，其中，MPU的升级主要基于平台发布升级任务和MPU请求，包括以下步骤：
S21、将编译完成的MPU升级文件上传至OTA平台，并录入相关机器人和版本信息等相关信息；
S22、OTA平台下发MPU升级任务以及升级网址到GW，从而减少MPU升级包占用GW的有限空间，给予重要的MCU升级文件足够的存放位置；
S23、GW将MCU升级任务和升级网址发送给MPU，MPU返回升级任务收到与否的状态通过GW发送至OTA平台；
S24、MPU根据接收到的升级任务进行升级并返回MPU升级状态。
其中，步骤S24具体包括：
S241、MPU在接收到升级任务和升级网址后，结合自身工作情况决定是否进行升级；
S242、当需要升级时，MPU通过所述升级网址向OTA平台请求升级文件的下载；
S243、MPU在从OTA平台下载完升级文件后，重启系统完成升级，这期间GW维持MPU供电不中断直至收到MPU升级状态或者达到设定的超时时间；
S244、MPU在重启新系统成功后，返回升级成功信息至GW；否则GW在达到预设超时时间后，判断MPU升级失败。
其中，MPU具备备份区，在升级失败后启用位于备份区的备用系统以保障正常工作。
如图3所示，本发明实施例提供的为计算平台GW远程升级的方法的流程步骤示意图，包括以下步骤：
S31、将编译完成的GW升级文件上传至OTA平台，并录入相关机器人和版本信息等相关信息；
S32、OTA平台下发GW升级文件包至GW，GW根据文件接收情况返回下载进度；
S33、GW在升级文件下载完成后，维持自身供电，并重启系统完成升级；
S34、GW在重启新系统成功后，返回升级成功状态至OTA平台；否则进行系统回滚并返回升级失败状态至OTA平台，并清除升级文件。
如图4所示，本发明实施例提供的为计算平台PSB远程升级的方法的流程步骤示意图，其中，PSB的升级基于UDS诊断协议，包括以下步骤：
S41、将编译完成的适配所述PSB的HEX文件上传至OTA平台，并录入相关机器人信息、版本说明等信息；
S42、OTA平台根据用户请求或者定期推送机制，下发PSB升级文件到GW，GW接收文件，并返回文件下载进度；
S43、GW下载完成后将PSB升级文件转发给MCU，MCU接收文件，并返回文件下载进度；
S44、MCU下载文件完成后，基于UDS诊断协议，MCU向PSB发送升级请求;
S45、PSB在接到请求后，进入boot以进行程序更新，PSB向MCU返回升级过程响应信号，在升级完成后返回PSB升级状态；
S46、MCU接收PSB升级状态返回给GW，并清除升级文件；
S47、GW接收PSB升级状态返回给OTA平台，并清除升级文件。
进一步的，PSB升级失败后，跳转至旧程序下载入口，进行回滚。
其中，所述OTA平台保留有各模块的升级状态，方便维护人员调阅和定位故障。
进一步的，本发明实施例还提供的一种移动机器人的远程升级的系统，所述系统被构造以用于执行上述各个方法步骤。
如图5所示，远程升级系统包括相互通信的OTA监控平台和机器人终端，所述OTA监控平台包括升级包制作、软件管理、升级策略管理、机型管理等多个功能模块；所述机器人终端包括GW，与GW通信连接的MPU和MCU，还包括与MCU通信连接的PSB模块。所述PSB可以为计算平台提供电源。
优选的，所述MPU使用SOTA，而GW、MCU、PSB使用FOTA。
本发明还提供了可编程的各类处理器（FPGA、ASIC或其他集成电路），所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述实施例中的步骤。
本发明还提供了对应的计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述存储器执行所述程序时实现上述实施例中的步骤。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的 内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和原则的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化、等同替换等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种移动机器人的远程升级方法，其特征在于：将所述移动机器人的系统包按功能属性划分为四个子升级包，包括：微控制单元（MCU）升级包、网关（GW）升级包、微处理器（MPU）升级包、电源系统板（PSB）升级包；
所述机器人在达到预设触发条件时进行各个功能模块的升级，当升级失败时进行版本的回滚；
其中，为MCU进行远程升级包括如下步骤：
S11、将编译完成的适配所述MCU的HEX文件上传至OTA平台，并录入相关机器人信息、版本说明信息；
S12、OTA平台根据用户请求或者定期推送机制，下发MCU升级文件到GW，GW接收文件，并返回文件下载进度；
S13、GW下载完成后将MCU升级文件发送给MCU进行升级并返回MCU升级状态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于, 按预设触发条件进行升级包括如下方式：
（1）在WIFI信号达到预设强度时，自动检测更新并自动下载升级；
（2）按预定周期遍历机器人计算平台上MCU、GW、MCU、MPU的工作状态，当某个模块对应的当前代码版本发生错误的累计次数超过预定阈值时，触发对该模块进行强制升级；
（3）由用户手动对指定模块指定版本进行升级。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述回滚优先采用热备份方式，在每一次升级前将当前系统版本提取副本并放置到预设的备份空间。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：步骤S13具体包括：
S131、GW判断MCU升级文件是否下载完成，若是，则发送MCU升级文件至MCU；
S132、MCU接收升级文件并返回文件下载进度至GW；若下载进度未完成超过预定时间，则GW判断传输故障，并通知OTA平台；
S133、MCU下载文件完成后，进入boot，进行程序自动更新，期间GW维持MCU的供电不中断；
S134、若MCU升级成功，则返回升级完成状态，并清除升级文件；若MCU升级失败后，进行系统回滚，并清除本次升级文件。
5.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：为MPU进行远程升级包括以下步骤：
S21、将编译完成的MPU升级文件上传至OTA平台，并录入相关机器人信息、版本说明信息；
S22、OTA平台下发MPU升级任务以及升级网址到GW，从而减少MPU升级包占用GW的有限空间，给予重要的MCU升级文件足够的存放位置；
S23、GW将MCU升级任务和升级网址发送给MPU，MPU返回升级任务收到与否的状态通过GW发送至OTA平台；
S24、MPU根据接收到的升级任务进行升级并返回MPU升级状态。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤S24具体包括：
S241、MPU在接收到升级任务和升级网址后，结合自身工作情况决定是否进行升级；
S242、当需要升级时，MPU通过所述升级网址向OTA平台请求升级文件的下载；
S243、MPU在从OTA平台下载完升级文件后，重启系统完成升级，这期间GW维持MPU供电不中断直至收到MPU升级状态或者达到设定的超时时间；
S244、MPU在重启新系统成功后，返回升级成功信息至GW；否则GW在达到预设超时时间后，判断MPU升级失败。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：MPU还具备备份区，在升级失败后启用位于备份区的备用系统以保障正常工作。
8.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：为GW进行远程升级包括以下步骤：
S31、将编译完成的GW升级文件上传至OTA平台，并录入相关机器人信息、版本说明信息；
S32、OTA平台下发GW升级文件包至GW，GW根据文件接收情况返回下载进度；
S33、GW在升级文件下载完成后，维持自身供电，并重启系统完成升级；
S34、GW在重启新系统成功后，返回升级成功状态至OTA平台；否则进行系统回滚并返回升级失败状态至OTA平台，并清除升级文件。
9.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：为PSB进行远程升级包括以下步骤：
S41、将编译完成的适配所述PSB的HEX文件上传至OTA平台，并录入相关机器人信息、版本说明等信息；
S42、OTA平台根据用户请求或者定期推送机制，下发PSB升级文件到GW，GW接收文件，并返回文件下载进度；
S43、GW下载完成后将PSB升级文件转发给MCU，MCU接收文件，并返回文件下载进度；
S44、MCU下载文件完成后，基于UDS诊断协议，MCU向PSB发送升级请求;
S45、PSB在接到请求后，进入boot以进行程序更新，PSB向MCU返回升级过程响应信号，在升级完成后返回PSB升级状态；
S46、MCU接收PSB升级状态返回给GW，并清除升级文件；
S47、GW接收PSB升级状态返回给OTA平台，并清除升级文件。
10.一种移动机器人的远程升级的系统，其特征在于，所述系统被构造以用于执行上述权利要求1-9任一项所述的方法。
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