一种EMS嵌入式软件双APP的bootloader升级方法及装置与流程

一种ems嵌入式软件双app的bootloader升级方法及装置
技术领域
1.本发明涉及ems设备的软件技术领域，具体是指一种ems嵌入式软件双app的bootloader升级方法及装置。


背景技术：

2.嵌入式ems设备，由于实际的现场控制需求不尽相同，造成同一硬件和软件框架下，或多或少都需要对设备进行更新已适配更多的需求，如果未出货的设备开发人员还可以使用下载器去下载，但是如果出货之后到了客户那里，客户没有下载器而且不是专业人员，无法对设备进行升级，这时候，bootloader的重要性就凸显出来了，bootloader的设计就是为了设备能够进行远程升级或者只用指令升级，极大简便了升级需要的步骤，做到傻瓜式升级，极大增强了产品的后续维护性。而传统的bootloader只升级一个app程序，如果存放这个程序的空间或者程序一旦出现问题，程序就无法继续运行，ems设备就无法工作。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是在嵌入式设备上使用bootloader进行双app区(主程序和备份程序)给程序升级，防止恶意程序的注入和攻击，双重保证程序能正常运行。
4.为解决背景技术中存在的问题，本发明提供的技术方案为：一种ems嵌入式软件双app的bootloader升级方法，包括以下步骤：
5.步骤1、嵌入式设备正常初始化后，延时等待上位机连接并发送升级指令；
6.步骤2、延时期间收到上位机的升级指令，继续步骤3执行，否则步骤10执行；
7.步骤3、检测需升级程序信息，硬件是否适配，适配继续，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；
8.步骤4、检索备份区，并擦除备份区的程序，返回上位机升级响应指令，延时等待上位机发送需升级的程序内容；
9.步骤5、收到上位机的升级程序内容，保存内容，并返回正常响应指令，若未超时未收到，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；
10.步骤6、延时等待上位机的升级校验指令，收到指令时进行程序校验，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；
11.步骤7、程序校验成功，返回正常响应指令，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；
12.步骤8、延时等待上位机的升级成功指令，收到指令时对保存的整个程序内容进行校验，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；
13.步骤9、程序整个内容校验成功，将程序内容和相应程序信息写入备份区，返回升级成功指令并mcu重新启动，重新返回步骤1，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；
14.步骤10、检索两个区的信息，找到备份区，并查看备份区中程序是否为新的程序，
若是新的程序，继续步骤11执行，否则继续步骤13执行；
15.步骤11、备份区程序校验，校验成功，继续步骤12执行，否则继续步骤13执行；
16.步骤12、切换备份区程序为主程序区，执行主程序区程序，流程结束；
17.步骤13、查看主程序区的程序运行成功标志，之前运行成功过，直接执行主程序区程序，流程结束，否则继续执行下面步骤；
18.步骤备份区程序校验，校验成功，继续步骤12执行，否则程序执行失败，并点亮设备故障灯，流程结束。
19.优选的，装置包括：
20.嵌入式设备，为提供ems嵌入式软件双app的bootloader升级方法所搭载的设备媒介，嵌入式设备开机后进入初始化状态，并延时等待上位机连接并发送升级指令；
21.上位机，直接发出操控指令的计算机，配套的屏幕上显示各种信号变化，用于发出升级指令、接收升级错误的反馈指令、发送需升级的程序内容、发送升级校验指令、接收正常响应的反馈指令、发送升级成功指令；
22.mcu，主体为单片微型计算机，将中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、usb、a/d转换、uart、plc、dma接口整合在单一芯片上，功能包括：1)检测需升级程序信息，硬件是否适配，适配继续，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动；
23.2)收到上位机的升级程序内容，保存内容，并返回正常响应指令，若未超时未收到，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动；
24.3)延时等待上位机的升级校验指令，收到指令时进行程序校验，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动；
25.4)程序校验成功，返回正常响应指令，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动；
26.5)延时等待上位机的升级成功指令，收到指令时对保存的整个程序内容进行校验，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动；
27.6)程序整个内容校验成功，将程序内容和相应程序信息写入备份区，返回升级成功指令并mcu重新启动；返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动。
28.本发明与现有技术相比的优点在于：1)在基于嵌入式mcu实现的ems设备中，能够进行远程升级或者只用指令升级；
29.2)不需要软件开发经验，实现一键傻瓜式升级，极大增强了产品的后续维护性；
30.3)两个程序区，保有备份程序，防止恶意程序的注入和攻击，双重保证程序能正常运行。
附图说明
31.图1是一种ems嵌入式软件双app的bootloader升级方法及装置的架构示意图。
32.图2是一种ems嵌入式软件双app的bootloader升级方法及装置的工作流程示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
34.本发明在具体实施时，如图1所示的实施例中，本方案提出了一种ems嵌入式软件双app的bootloader升级方法，包括以下步骤：
35.步骤1、嵌入式设备正常初始化后，延时等待上位机连接并发送升级指令；
36.步骤2、延时期间收到上位机的升级指令，继续步骤3执行，否则步骤10执行；
37.步骤3、检测需升级程序信息，硬件是否适配，适配继续，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；
38.步骤4、检索备份区，并擦除备份区的程序，返回上位机升级响应指令，延时等待上位机发送需升级的程序内容；
39.步骤5、收到上位机的升级程序内容，保存内容，并返回正常响应指令，若未超时未收到，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；
40.步骤6、延时等待上位机的升级校验指令，收到指令时进行程序校验，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；
41.步骤7、程序校验成功，返回正常响应指令，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；
42.步骤8、延时等待上位机的升级成功指令，收到指令时对保存的整个程序内容进行校验，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；
43.步骤9、程序整个内容校验成功，将程序内容和相应程序信息写入备份区，返回升级成功指令并mcu重新启动，重新返回步骤1，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；
44.步骤10、检索两个区的信息，找到备份区，并查看备份区中程序是否为新的程序，若是新的程序，继续步骤11执行，否则继续步骤13执行；
45.步骤11、备份区程序校验，校验成功，继续步骤12执行，否则继续步骤13执行；
46.步骤12、切换备份区程序为主程序区，执行主程序区程序，流程结束；
47.步骤13、查看主程序区的程序运行成功标志，之前运行成功过，直接执行主程序区程序，流程结束，否则继续执行下面步骤；
48.步骤备份区程序校验，校验成功，继续步骤12执行，否则程序执行失败，并点亮设备故障灯，流程结束。
49.在本发明的一个实施例中，如图1所示，本发明的工作原理：本发明基于bootloader，采用主程序区和备份区，通过这两个区的程序互相升级的方式，来给嵌入设备进行升级程序，并双重保证程序能正常运行，还能防止恶意程序的注入和攻击。当一个区的程序无法运行时，采用另外一个区的程序继续运行，使ems设备继续工作起来。
50.在本发明的一个实施例中，如图2所示，搭载ems嵌入式软件双app的bootloader升级方法的装置包括：
51.嵌入式设备，为提供ems嵌入式软件双app的bootloader升级方法所搭载的设备媒介，嵌入式设备开机后进入初始化状态，并延时等待上位机连接并发送升级指令；
52.上位机，直接发出操控指令的计算机，配套的屏幕上显示各种信号变化，用于发出升级指令、接收升级错误的反馈指令、发送需升级的程序内容、发送升级校验指令、接收正常响应的反馈指令、发送升级成功指令；
53.mcu，主体为单片微型计算机，将中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、
计数器、usb、a/d转换、uart、plc、dma接口整合在单一芯片上，功能包括：1)检测需升级程序信息，硬件是否适配，适配继续，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动；
54.2)收到上位机的升级程序内容，保存内容，并返回正常响应指令，若未超时未收到，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动；
55.3)延时等待上位机的升级校验指令，收到指令时进行程序校验，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动；
56.4)程序校验成功，返回正常响应指令，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动；
57.5)延时等待上位机的升级成功指令，收到指令时对保存的整个程序内容进行校验，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动；
58.6)程序整个内容校验成功，将程序内容和相应程序信息写入备份区，返回升级成功指令并mcu重新启动；返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动。
59.上述设备的工作原理是通过上位机通讯把需升级的程序发送给bootloader，bootloader升级备份区的程序，然后备份区程序无问题时，把备份区升级为主程序区，将主程序区降为备份区，两个区相互切换，至少保证一个区的程序是可正常运行的。
60.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种ems嵌入式软件双app的bootloader升级方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、嵌入式设备正常初始化后，延时等待上位机连接并发送升级指令；步骤2、延时期间收到上位机的升级指令，继续步骤3执行，否则步骤10执行；步骤3、检测需升级程序信息，硬件是否适配，适配继续，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；步骤4、检索备份区，并擦除备份区的程序，返回上位机升级响应指令，延时等待上位机发送需升级的程序内容；步骤5、收到上位机的升级程序内容，保存内容，并返回正常响应指令，若未超时未收到，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；步骤6、延时等待上位机的升级校验指令，收到指令时进行程序校验，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；步骤7、程序校验成功，返回正常响应指令，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；步骤8、延时等待上位机的升级成功指令，收到指令时对保存的整个程序内容进行校验，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；步骤9、程序整个内容校验成功，将程序内容和相应程序信息写入备份区，返回升级成功指令并mcu重新启动，重新返回步骤1，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动，重新返回步骤1；步骤10、检索两个区的信息，找到备份区，并查看备份区中程序是否为新的程序，若是新的程序，继续步骤11执行，否则继续步骤13执行；步骤11、备份区程序校验，校验成功，继续步骤12执行，否则继续步骤13执行；步骤12、切换备份区程序为主程序区，执行主程序区程序，流程结束；步骤13、查看主程序区的程序运行成功标志，之前运行成功过，直接执行主程序区程序，流程结束，否则继续执行下面步骤；步骤备份区程序校验，校验成功，继续步骤12执行，否则程序执行失败，并点亮设备故障灯，流程结束。2.一种ems嵌入式软件双app的bootloader升级装置，其特征在于装置包括：嵌入式设备，为提供ems嵌入式软件双app的bootloader升级方法所搭载的设备媒介，嵌入式设备开机后进入初始化状态，并延时等待上位机连接并发送升级指令；上位机，直接发出操控指令的计算机，配套的屏幕上显示各种信号变化，用于发出升级指令、接收升级错误的反馈指令、发送需升级的程序内容、发送升级校验指令、接收正常响应的反馈指令、发送升级成功指令；mcu，主体为单片微型计算机，将中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、usb、a/d转换、uart、plc、dma接口整合在单一芯片上，功能包括：1)检测需升级程序信息，硬件是否适配，适配继续，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动；2)收到上位机的升级程序内容，保存内容，并返回正常响应指令，若未超时未收到，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动；3)延时等待上位机的升级校验指令，收到指令时进行程序校验，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动；
4)程序校验成功，返回正常响应指令，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动；5)延时等待上位机的升级成功指令，收到指令时对保存的整个程序内容进行校验，否则返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动；6)程序整个内容校验成功，将程序内容和相应程序信息写入备份区，返回升级成功指令并mcu重新启动；返回上位机升级错误指令，且mcu重新启动。

技术总结
本发明公开了一种EMS嵌入式软件双APP的bootloader升级方法及装置。本发明与现有技术相比的优点在于：1)在基于嵌入式MCU实现的EMS设备中，能够进行远程升级或者只用指令升级；2)不需要软件开发经验，实现一键傻瓜式升级，极大增强了产品的后续维护性；3)两个程序区，保有备份程序，防止恶意程序的注入和攻击，双重保证程序能正常运行。重保证程序能正常运行。重保证程序能正常运行。


技术研发人员：罗杰
受保护的技术使用者：上海卓阳储能科技有限公司
技术研发日：2023.07.24
技术公布日：2023/10/11