[发明专利]多层异构网络下嵌入式设备固件更新方法

说明书

本发明涉及一种多层异构网络下嵌入式设备固件更新方法，在客户端软件刺激下，网络中的所有设备会产生JSON路由信息数据，第N层设备路由信息通过总线上传至第N‑1层，第N‑1层设备完整接收后，添加自身属性及其与第N层的链路关系再向第N‑2层传递，最终汇总到第一层设备，由其传送至远程主机进行解析，固件更新时，依据用户选择的目标设备，远程主机会生成目标路由并随程序文件一起下发，各层设备解析路由后进行转发，最终将程序文件下发至目标设备。本发明利用JSON描述设备路由，结合IAP技术，远程主机可更新多层异构网络下任意设备固件，大大减轻了工程维护成本，该方法可应用于网络拓扑复杂的各种工业场合。

技术领域：

本发明涉及嵌入式系统技术领域，尤其涉及一种多层异构网络下嵌入式设备固件更新方法。

背景技术：

目前常用的嵌入式设备固件更新方法有以下三种：①JTAG/SWD接口烧写；②ISP接口烧写；③利用总线通信及IAP技术，远程更新固件。三种方法均可更新固件，但侧重场合不同：JTAG/SWD多用于程序开发阶段的下载、调试；ISP多用于批量生产时的固件烧写；远程总线固件更新则多用于产品现场维护。

(1)无论JTAG/SWD还是ISP接口均需要辅助工具(如PC机、J-link)，且需要拆卸产品外壳(这类接口一般不会引出)，这些操作在有些工业场合是禁止的，如煤矿井下、化工等易燃易爆场所，一者非本安或隔爆设备严禁进入这些场所，二者场所内隔爆产品严禁开盖。这两种接口应用的局限性很大。

(2)利用总线通信及IAP技术进行远程固件更新，从一定程度减轻了产品维护成本，且可以在多种工业场合应用。但研究发现多数应用局限于单一链路(以太网/RS485/CAN等)、单层网络拓扑，更新前需要将待升级设备从通信网络断开，接入辅助设备进行固件更新。这就要求工程人员必须深入现场，且设备存在长时间离线的可能。设备长时间离线在某些系统(煤矿安全监测系统)中是不允许的。单一链路、单层网络拓扑下远程固件更新并没有解决所有问题。

发明内容：

本发明的目标是提供一种多层异构网络下嵌入式设备固件更新方法，利用JSON描述设备路由，结合现有技术，远程主机可更新多层网络、多种链路(下文简称多层异构网络)下任意设备固件，大大减轻了工程维护成本。

实现多层异构网络升级的关键是实现路由描述，路由描述的核心是层级关系描述。一些轻量级的数据交换格式，如XML、JSON，先天具有描述层级关系的优势。本发明利用JSON来描述设备路由信息。

多层异构网络需要获取网络拓扑，在此基础上建立程序文件路由。即从用户的角度看，需要直观获得网络里的所有设备，进而选择升级对象；从系统运行角度看，系统中所有设备在作为转发器时需要明确程序文件的对象，进而规划转发动作。

为实现上述目的，本发明提供一种多层异构网络下嵌入式设备固件更新方法，在客户端软件刺激下，网络中的所有设备会产生JSON路由信息数据，第N层设备路由信息通过总线上传至第N-1层，第N-1层设备完整接收后，添加自身属性及其与第N层的链路关系再向第N-2层传递，最终汇总到第一层设备，由其传送至远程主机进行解析，固件更新时，依据用户选择的目标设备，远程主机会生成目标路由并随程序文件一起下发，各层设备解析路由后进行转发，最终将程序文件下发至目标设备。

具体的，所述多层异构网络下嵌入式设备固件更新方法具体包括如下步骤：

(1)第N层设备的JSON路由信息数据在第N-1层设备上汇总；

(2)第N-1层再向第N-2层传递，并添加自身属性描述及其与第N层的链路关系；

(3)最终由第一层设备将汇总的JSON路由信息数据传送至远程主机；

(4)远程主机解析路由数据，绘制出网络拓扑；

(5)用户根据网络拓扑选择需要进行固件更新的设备；