一种固件服务器、电力物联代理网关及固件远程升级方法技术

本发明专利技术公开了一种固件服务器、电力物联代理网关及固件远程升级方法，所述固件服务器部署于泛在电力物联网主站端，包括：固件程序、固件通信模块和固件更新服务模块；所述固件通信模块，用于基于TLS协议与电力物联代理网关建立供固件程序下装的通信通道；所述固件更新服务模块，用于基于所述固件通信模块下发固件的升级启停命令以及更新启停命令；所述固件程序，为泛在电力物联网主站当前开发的程序。本发明专利技术通过远程下发的升级启停命令以及更新启停命令使电力物联代理网关的调试和维护效率将得到大幅提升，实现对电力物联代理网关等设备的远程维护。备的远程维护。备的远程维护。

【技术实现步骤摘要】
一种固件服务器、电力物联代理网关及固件远程升级方法


[0001]本专利技术涉及电力自动化系统
，具体涉及一种固件服务器、电力物联代理网关及固件远程升级方法。

技术介绍

[0002]电力物联代理网关是指将智能电网终端设备采集到的信息转发至上级系统的代理设备。电网采集的信息包括电流、电压等电气量，也包括油温、油中气体含量等非电气量，近些年，伴随着物联网技术的不断发展，巡检机器人、红外成像手持终端等设备在电气设备运行检修中得到了快速发展。
[0003]目前已经有公司将“三型两网、世界一流”作为战略目标，其中“两网”是智能电网和泛在电力物联网。泛在电力物联网就是围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各个环节万物互联、人机交互，具备状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。通俗地讲，就是运用新一代信息通信技术，将电力用户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、电工装备企业及其设备连接起来，通过信息广泛交互和充分共享，以数字化管理大幅提高能源生产、能源消费和相关领域安全、质量和效益效率水平。基于目标，更多的感知节点将应用于电网自动化网络中，电力物联代理网关作为重要的信息处理和转发平台将得到大量应用。电力系统采集的信息类型多、数量大，站点分布广，如果采用传统的现场维护的方式，将耗费大量的人力、物力和财力资源，影响泛在电力物联网的建设，因此有必要将非关键业务的电力物联代理网关设备进行远程维护。
[0004]在智能手机、车联网等领域，固件和应用的远程升级技术得到了广泛应用。互联网汽车采用无线网络升级更新软件，有效降低了售后服务成本，且能够快速修复系统缺陷，为用户提供了优质的服务。空中固件升级(Firmware Over-the-Air，OTA)是指以无线下载的方式对移动终端进行创建和安装软件更新，特斯拉汽车经常应用此技术为已售出的车辆更新新功能。OTA实际上是应用编程(In Application Programming，IAP)，IAP是程序在运行的过程中对User Flash的部分区域进行烧写，可以方便地通过预留的通信口对产品的固件程序进行更新升级，固件程序为.bin文件。
[0005]设备OTA升级可以带来以下效果：
[0006](1)远程修复产品缺陷。设备在站点部署后，若存在缺陷，若采用现场维护方式将带来大量问题，远程升级修复缺陷简易便捷。
[0007](2)丰富产品功能，不断迭代。车联网功能实现了汽车软件功能的不断迭代、常开常新，给消费者带来了很好的使用体验。
[0008]出于安全考虑，电力自动化设备等工控装置很少采用远程升级的方式更新或维护设备，增加了大量生产成本。在变配用等站点，位于生产管理大区Ⅲ/Ⅳ区的电力物联代理网关、终端等不影响生产安全的设备可采用远程升级方式完成更新。相较而言，互联网汽车直接关系到人身安全，对远程升级的安全性和稳定性有非常高的要求，因此其升级更新固
件和应用的方法值得借鉴。
[0009]由于远动装置、电力物联代理网关及其他工控系统中的网关设备应用非常广泛，部署场景多、地点分散，若采用现场升级的方式更新设备固件，将耗费大量的人力、物力和财力，因此亟需提供一种对电力物联代理网关进行远程维护的方法。

技术实现思路

[0010]为了解决现有技术中所存在的上述不足，本专利技术提供一种固件服务器、电力物联代理网关及固件远程升级方法。本专利技术将电力物联代理网关的Flash划分为多个区，其中一片Flash存储BootLoader，一片Flash预留存储新固件程序，一片存储固件参数信息。当程序有更新时，远程服务器发起升级流程，双方通过签名认证，将新程序下装至预留Flash片区。下装完成后，BIOS(Basic Input Output System，基本输入输出系统)检查固件参数，分配好资源，并检测是否有新固件程序，将控制权交给BootLoader，BootLoader将引导程序读入系统内存中，BootLoader调用操作系统内核时从新固件程序运行，从而实现远程升级。
[0011]本专利技术提供的一种固件服务器，所述固件服务器部署于泛在电力物联网主站端，包括：
[0012]固件程序、固件通信模块和固件更新服务模块；
[0013]所述固件通信模块，用于基于TLS协议与电力物联代理网关建立供固件程序下装的通信通道；
[0014]所述固件更新服务模块，用于基于所述固件通信模块下发固件的升级启停命令以及更新启停命令；
[0015]所述固件程序，为泛在电力物联网主站当前开发的程序。
[0016]优选的，所述固件通信模块支持MQTT协议。
[0017]优选的，所述固件更新服务模块，包括：
[0018]获取单元，用于发送获取电力物联代理网关当前固件程序的版本信息请求，并接收电力物联代理网关上报的当前固件程序的版本信息；
[0019]启动升级命令单元，用于基于固件程序和电力物联代理网关的当前固件程序的版本信息，下发固件升级命令、固件URL和固件.bin文件；还用于接收固件升级进度和升级是否成功的信息；
[0020]停止升级命令单元，用于在下载过程中下发停止升级命令或继续下载命令；
[0021]更新启停单元，用于基于固件升级进度和升级是否成功的信息决定是否更新，若决定更新，则下发软重启命令；若决定不更新，则下发删除已下载的固件程序命令。
[0022]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种电力物联代理网关，所述电力物联代理网关部署在厂站或配电站，包括：
[0023]改造Flash、网关通信模块和固件更新模块；
[0024]所述网关通信模块，用于基于TLS协议与固件服务器建立下载固件程序的通信通道；
[0025]所述固件更新模块，用于基于固件升级启停命令下载固件程序并存放在所述改造Flash中，还用于执行固件更新启停命令；
[0026]所述改造Flash，用于将所述固件程序存储在预先划分的存储片区，还用于在所述
固件更新模块执行启动更新命令时，加载所述固件程序；
[0027]其中，所述厂(场)站包括发电厂(场)和变电站。
[0028]优选的，所述改造Flash，包括：
[0029]Flash ROM片区，用于烧录BIOS程序；
[0030]BootLoader片区，用于存储BootLoader引导加载程序；
[0031]原有固件程序存储片区，用于存储原有固件程序；
[0032]操作系统内核存储片区，用于存储操作系统内核程序；
[0033]固件参数片区，用于存储固件参数配置信息；
[0034]预留新固件程序存储片区，用于存储固件服务器下装的固件程序。
[0035]优选的，所述网关通信模块支持MQTT协议。
[0036]优选的，所述固件更新模块，包括：
[0037]上报当前版本信息单元，用于基于获取电力物联代理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固件服务器，其特征在于，所述固件服务器部署于泛在电力物联网主站端，包括：固件程序、固件通信模块和固件更新服务模块；所述固件通信模块，用于基于TLS协议与电力物联代理网关建立供固件程序下装的通信通道；所述固件更新服务模块，用于基于所述固件通信模块下发固件的升级启停命令以及更新启停命令；所述固件程序，为泛在电力物联网主站当前开发的程序。2.如权利要求1所述的固件服务器，其特征在于，所述固件通信模块支持MQTT协议。3.如权利要求1所述的固件服务器，其特征在于，所述固件更新服务模块，包括：获取单元，用于发送获取电力物联代理网关当前固件程序的版本信息请求，并接收电力物联代理网关上报的当前固件程序的版本信息；启动升级命令单元，用于基于固件程序和电力物联代理网关的当前固件程序的版本信息，下发固件升级命令、固件URL和固件.bin文件；还用于接收固件升级进度和升级是否成功的信息；停止升级命令单元，用于在下载过程中下发停止升级命令或继续下载命令；更新启停单元，用于基于固件升级进度和升级是否成功的信息决定是否更新，若决定更新，则下发软重启命令；若决定不更新，则下发删除已下载的固件程序命令。4.一种电力物联代理网关，其特征在于，所述电力物联代理网关部署在厂站或配电站，包括：改造Flash、网关通信模块和固件更新模块；所述网关通信模块，用于基于TLS协议与固件服务器建立下载固件程序的通信通道；所述固件更新模块，用于基于固件升级启停命令下载固件程序并存放在所述改造Flash中，还用于执行固件更新启停命令；所述改造Flash，用于将所述固件程序存储在预先划分的存储片区，还用于在所述固件更新模块执行启动更新命令时，加载所述固件程序；其中，所述厂站包括发电厂和变电站。5.如权利要求4所述的电力物联代理网关，其特征在于，所述改造Flash，包括：Flash ROM片区，用于烧录BIOS程序；BootLoader片区，用于存储BootLoader引导加载程序；原有固件程序存储片区，用于存储原有固件程序；操作系统内核存储片区，用于存储操作系统内核程序；固件参数片区，用于存储固件参数配置信息；预留新固件程序存储片区，用于存储固件服务器下装的固件程序。6.如权利要求4所述的电力物联代理网关，其特征在于，所述网关通信模块支持MQTT协议。7.如权利要求5所述的电力物联代理网关，其特征在于，所述固件更新模块，包括：上报当前版本信息单元，用于基于获取电力物联代理网关当前固件程序的版本信息请求，上报电力物联代理网关的当前固件程序的版本信息；
升级单元，用于基于固件升级命令通过固件URL下载固件.bin文件；还用于上报固件升级进度和升级是否成功的信息；启动更新单元，用于接收并执行软重启命令对电力物联代理网关执行重启操作；停止升级/更新单元，用于在下载固件程序的过程中当收到停止升级命令且在设定时间内未收到继续下载命令时，则删除已下载的固件.bin文件，还用于接收并执行删除已下载的固件程序命令；所述上报当前版本信息单元，还用于在软重启操作后上报当前固件程序的版本信息。8.如权利要求7所述的电力物联代理网关，其特征在于，所述改造Flash，还包括：加载单元，用于在启动更新单元执行软重启命令对电力物联代理网关重启时，调用电力物联代理网关的BIOS检查预留新固件程序存储片区中是否有待更新的固件程序，若存在待更新的固件程序，调用电力物联代理网关的BootLoader检查固件的参数信息，并将待更新的固件程序加载到原有固件程序存储片区，同时将操作系统的内核映像从Flash读到内存，并将控制权再移交给操作系统内核，启动电力物联代理网关的操作系统。9.一种电力物联代理网关固件远程升...

【专利技术属性】
技术研发人员：任辉，吴艳平，于同伟，姚志强，赵国庆，李籽良，卢岩，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：