本發(fā)明涉及計(jì)量儀表技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種物聯(lián)網(wǎng)計(jì)量儀表遠(yuǎn)程固件升級方法及計(jì)量儀表系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

計(jì)量儀表指專門用來測量水、氣、電、熱、油等的壓力、流量、溫度、電能、熱能的精密設(shè)備，如：水表、電表、燃?xì)獗?、熱能表等。裝在用戶家里的計(jì)量儀表，如果需要添加某些新的功能或者修復(fù)某些問題，就需要對計(jì)量儀表的微處理器進(jìn)行固件升級。現(xiàn)有計(jì)量儀表上傳采集數(shù)據(jù)和下載固件都使用同一個(gè)服務(wù)器，且下載固件都是在同一時(shí)間進(jìn)行的，給服務(wù)器帶來的壓力過大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)計(jì)量儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程固件升級給服務(wù)器帶來壓力過大的技術(shù)問題，提供了一種物聯(lián)網(wǎng)計(jì)量儀表遠(yuǎn)程固件升級方法及計(jì)量儀表系統(tǒng)，其使用專門的固件服務(wù)器供計(jì)量儀表下載固件，安排計(jì)量儀表錯(cuò)峰下載固件，大大降低了服務(wù)器壓力。

為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的一種物聯(lián)網(wǎng)計(jì)量儀表遠(yuǎn)程固件升級方法，包括以下步驟：

計(jì)量儀表定期上傳采集數(shù)據(jù)到采集服務(wù)器；

當(dāng)采集服務(wù)器中有遠(yuǎn)程固件升級任務(wù)時(shí)，采集服務(wù)器在計(jì)量儀表上傳采集數(shù)據(jù)時(shí)將固件服務(wù)器信息和計(jì)量儀表被分配的升級時(shí)間發(fā)送給計(jì)量儀表；

計(jì)量儀表在升級時(shí)間訪問固件服務(wù)器，從固件服務(wù)器下載需要升級的新固件，新固件下載完成后進(jìn)行固件升級。

在本技術(shù)方案中，采集服務(wù)器用于存儲(chǔ)計(jì)量儀表上傳的采集數(shù)據(jù)，管理遠(yuǎn)程固件升級任務(wù)。固件服務(wù)器存儲(chǔ)固件，供計(jì)量儀表下載固件。固件服務(wù)器與采集服務(wù)器分離，減少采集服務(wù)器的壓力，確保采集服務(wù)器的正常運(yùn)行，不影響物聯(lián)網(wǎng)計(jì)量儀表的核心功能。

當(dāng)需要計(jì)量儀表升級固件時(shí)，在固件服務(wù)器存儲(chǔ)用于升級的新固件，在采集服務(wù)器觸發(fā)一個(gè)遠(yuǎn)程固件升級任務(wù)。計(jì)量儀表有預(yù)設(shè)的采集數(shù)據(jù)上傳周期，當(dāng)?shù)竭_(dá)采集數(shù)據(jù)上傳時(shí)間時(shí)，計(jì)量儀表的微處理器啟動(dòng)遠(yuǎn)程通信模塊，計(jì)量儀表通過遠(yuǎn)程通信模塊與采集服務(wù)器建立通信，上傳采集數(shù)據(jù)，同時(shí)，采集服務(wù)器將固件服務(wù)器信息和該計(jì)量儀表被分配的升級時(shí)間發(fā)送給計(jì)量儀表。

當(dāng)計(jì)量儀表的內(nèi)部時(shí)鐘到達(dá)升級時(shí)間時(shí)，計(jì)量儀表根據(jù)采集服務(wù)器發(fā)送的固件服務(wù)器信息訪問固件服務(wù)器，從固件服務(wù)器下載需要升級的新固件。每臺(tái)表的升級時(shí)間由采集服務(wù)器自動(dòng)設(shè)置，這樣可以有效解決固件服務(wù)器的并發(fā)壓力問題。新固件下載完成后，計(jì)量儀表進(jìn)行固件升級。

如果計(jì)量儀表在下載固件過程中斷網(wǎng)，固件服務(wù)器記錄計(jì)量儀表下載的斷點(diǎn)位置，計(jì)量儀表下次連接固件服務(wù)器時(shí)從斷點(diǎn)位置開始下載。

作為優(yōu)選，計(jì)量儀表上傳采集數(shù)據(jù)到采集服務(wù)器時(shí)，還將自身信息上傳到采集服務(wù)器。計(jì)量儀表自身信息包括計(jì)量儀表的ID、狀態(tài)、位置等。

作為優(yōu)選，采集服務(wù)器根據(jù)每個(gè)計(jì)量儀表上傳采集數(shù)據(jù)的時(shí)間給每個(gè)計(jì)量儀表分配不同的升級時(shí)間。越早上傳采集數(shù)據(jù)的計(jì)量儀表分配到的升級時(shí)間越早，計(jì)量儀表錯(cuò)峰下載固件，避免給固件服務(wù)器造成太大負(fù)荷，有效解決固件服務(wù)器的并發(fā)壓力問題。

作為優(yōu)選，計(jì)量儀表從固件服務(wù)器下載的新固件存儲(chǔ)在計(jì)量儀表的固件存儲(chǔ)模塊中。

作為優(yōu)選，計(jì)量儀表從固件服務(wù)器下載新固件完成后，在固件存儲(chǔ)模塊設(shè)置待升級標(biāo)志。

作為優(yōu)選，所述計(jì)量儀表進(jìn)行固定升級包括以下步驟：判斷固件存儲(chǔ)模塊中是否有待升級標(biāo)志，如果有待升級標(biāo)志，則讀取并校驗(yàn)存儲(chǔ)在固件存儲(chǔ)模塊中的新固件，校驗(yàn)通過后把新固件寫入計(jì)量儀表的微處理器，接著讀取并校驗(yàn)存儲(chǔ)在微處理器中新固件，校驗(yàn)通過后微處理器運(yùn)行新固件，同時(shí)清除固件存儲(chǔ)模塊中的待升級標(biāo)志。

作為優(yōu)選，計(jì)量儀表進(jìn)行固件升級成功后，發(fā)送固件升級成功信息到采集服務(wù)器。

本發(fā)明的一種物聯(lián)網(wǎng)計(jì)量儀表系統(tǒng)，使用上述的一種物聯(lián)網(wǎng)計(jì)量儀表遠(yuǎn)程固件升級方法，包括計(jì)量儀表、采集服務(wù)器和固件服務(wù)器，所述計(jì)量儀表能夠與采集服務(wù)器、固件服務(wù)器遠(yuǎn)程通信。

作為優(yōu)選，所述計(jì)量儀表包括計(jì)量儀表基表和控制器，所述控制器包括微處理器、電源模塊、遠(yuǎn)程通信模塊、存儲(chǔ)器模塊和采集計(jì)量儀表基表數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集模塊，存儲(chǔ)器模塊包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和固件存儲(chǔ)模塊，所述微處理器分別與電源模塊、遠(yuǎn)程通信模塊、存儲(chǔ)器模塊和數(shù)據(jù)采集模塊電連接。

計(jì)量儀表基表為水表、電表、燃?xì)獗砘驘崮鼙淼幕?。電源模塊給控制器供電。遠(yuǎn)程通信模塊是指可通過第三方移動(dòng)運(yùn)營商的設(shè)備訪問互聯(lián)網(wǎng)的模塊，包括但不限于GPRS模塊、CDMA模塊、NB-IOT模塊、4G模塊。數(shù)據(jù)采集模塊可采集計(jì)量儀表基表的計(jì)量信息，數(shù)據(jù)采集模塊包括但不限于干簧管、霍爾傳感器、光電直讀模塊等。

作為優(yōu)選，所述控制器還包括人機(jī)交互模塊，所述人機(jī)交互模塊與微處理器電連接，所述人機(jī)交互模塊包括顯示模塊或輸入模塊。人機(jī)交互模塊可提示用戶計(jì)量儀表升級的狀態(tài)，包括但不限于LED、液晶、鍵盤。

本發(fā)明的有益效果是：（1）采集服務(wù)器管理遠(yuǎn)程固件升級，無需人為干預(yù)。（2）固件服務(wù)器與采集服務(wù)器分離，固件服務(wù)器專門供計(jì)量儀表下載固件，減少了采集服務(wù)器的壓力。（3）錯(cuò)峰下載固件，減少了固件服務(wù)器的壓力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的遠(yuǎn)程固件升級方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明的計(jì)量儀表升級固件的流程圖；

圖3是本發(fā)明的物聯(lián)網(wǎng)計(jì)量儀表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、采集服務(wù)器，2、固件服務(wù)器，3、人機(jī)交互模塊，4、控制器，5、微處理器，6、電源模塊，7、遠(yuǎn)程通信模塊，8、存儲(chǔ)器模塊，9、數(shù)據(jù)采集模塊。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。

實(shí)施例：本實(shí)施例的一種物聯(lián)網(wǎng)計(jì)量儀表遠(yuǎn)程固件升級方法，如圖1所示，包括以下步驟：

計(jì)量儀表定期上傳采集數(shù)據(jù)到采集服務(wù)器；

當(dāng)采集服務(wù)器中有遠(yuǎn)程固件升級任務(wù)時(shí)，采集服務(wù)器在計(jì)量儀表上傳采集數(shù)據(jù)時(shí)將固件服務(wù)器信息和計(jì)量儀表被分配的升級時(shí)間發(fā)送給計(jì)量儀表；

計(jì)量儀表在升級時(shí)間訪問固件服務(wù)器，從固件服務(wù)器下載需要升級的新固件存儲(chǔ)在計(jì)量儀表的固件存儲(chǔ)模塊中，新固件下載完成后，在固件存儲(chǔ)模塊設(shè)置待升級標(biāo)志，接著進(jìn)行固件升級，固件升級成功后，發(fā)送固件升級成功信息到采集服務(wù)器。

計(jì)量儀表上傳采集數(shù)據(jù)到采集服務(wù)器時(shí)，還將自身信息上傳到采集服務(wù)器。計(jì)量儀表自身信息包括計(jì)量儀表的ID、狀態(tài)、位置等。

采集服務(wù)器用于存儲(chǔ)計(jì)量儀表上傳的采集數(shù)據(jù)，管理遠(yuǎn)程固件升級任務(wù)。固件服務(wù)器存儲(chǔ)固件，供計(jì)量儀表下載固件。固件服務(wù)器與采集服務(wù)器分離，減少采集服務(wù)器的壓力，確保采集服務(wù)器的正常運(yùn)行，不影響物聯(lián)網(wǎng)計(jì)量儀表的核心功能。

當(dāng)需要計(jì)量儀表升級固件時(shí)，在固件服務(wù)器存儲(chǔ)用于升級的新固件，在采集服務(wù)器觸發(fā)一個(gè)遠(yuǎn)程固件升級任務(wù)。計(jì)量儀表有預(yù)設(shè)的采集數(shù)據(jù)上傳周期，當(dāng)?shù)竭_(dá)采集數(shù)據(jù)上傳時(shí)間時(shí)，計(jì)量儀表的微處理器啟動(dòng)遠(yuǎn)程通信模塊，計(jì)量儀表通過遠(yuǎn)程通信模塊與采集服務(wù)器建立通信，上傳采集數(shù)據(jù)，同時(shí)，采集服務(wù)器將固件服務(wù)器信息和該計(jì)量儀表被分配的升級時(shí)間發(fā)送給計(jì)量儀表。

當(dāng)計(jì)量儀表的內(nèi)部時(shí)鐘到達(dá)升級時(shí)間時(shí)，計(jì)量儀表根據(jù)采集服務(wù)器發(fā)送的固件服務(wù)器信息訪問固件服務(wù)器，從固件服務(wù)器下載需要升級的新固件。每臺(tái)表的升級時(shí)間由采集服務(wù)器自動(dòng)設(shè)置，這樣可以有效解決固件服務(wù)器的并發(fā)壓力問題。新固件下載完成后，計(jì)量儀表進(jìn)行固件升級。

如果計(jì)量儀表在下載固件過程中斷網(wǎng)，固件服務(wù)器記錄計(jì)量儀表下載的斷點(diǎn)位置，計(jì)量儀表下次連接固件服務(wù)器時(shí)從斷點(diǎn)位置開始下載。

采集服務(wù)器根據(jù)每個(gè)計(jì)量儀表上傳采集數(shù)據(jù)的時(shí)間給每個(gè)計(jì)量儀表分配不同的升級時(shí)間。越早上傳采集數(shù)據(jù)的計(jì)量儀表分配到的升級時(shí)間越早，計(jì)量儀表錯(cuò)峰下載固件，避免給固件服務(wù)器造成太大負(fù)荷，有效解決固件服務(wù)器的并發(fā)壓力問題。

如圖2所示，計(jì)量儀表進(jìn)行固定升級包括以下步驟：

N1：計(jì)量儀表自動(dòng)復(fù)位后進(jìn)入BOOTLOAD程序；

N2：計(jì)量儀表BOOTLOAD程序檢測固件存儲(chǔ)模塊中是否有待升級標(biāo)志，如果有則執(zhí)行步驟N3，否則步驟N7；

N3：讀取并校驗(yàn)固件存儲(chǔ)模塊中的新固件，如果校驗(yàn)通過則執(zhí)行步驟N4，否則執(zhí)行步驟N8；

N4：將新固件寫入計(jì)量儀表的微處理器；

N5：讀取并校驗(yàn)存儲(chǔ)在微處理器中的新固件，如果校驗(yàn)通過則執(zhí)行步驟N6，否則執(zhí)行步驟N9；

N6：微處理器運(yùn)行新固件，結(jié)束；

N7：微處理器運(yùn)行舊固件，結(jié)束；

N8：從固件存儲(chǔ)模塊讀取新固件失敗次數(shù)加1，如果失敗次數(shù)超過設(shè)定值，則執(zhí)行步驟N7，否則執(zhí)行步驟N3；

N9：從微處理器讀取新固件失敗次數(shù)加1，如果失敗次數(shù)超過設(shè)定值，則執(zhí)行步驟N7，否則執(zhí)行步驟N5。

本實(shí)施例的一種物聯(lián)網(wǎng)計(jì)量儀表系統(tǒng)，使用上述的一種物聯(lián)網(wǎng)計(jì)量儀表遠(yuǎn)程固件升級方法，如圖3所示，包括計(jì)量儀表、采集服務(wù)器1和固件服務(wù)器2，計(jì)量儀表能夠與采集服務(wù)器1、固件服務(wù)器2遠(yuǎn)程通信。

計(jì)量儀表包括計(jì)量儀表基表和控制器4，控制器4包括微處理器5、電源模塊6、遠(yuǎn)程通信模塊7、存儲(chǔ)器模塊8、人機(jī)交互模塊3和采集計(jì)量儀表基表數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集模塊9，存儲(chǔ)器模塊8包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和固件存儲(chǔ)模塊，微處理器5分別與電源模塊6、遠(yuǎn)程通信模塊7、存儲(chǔ)器模塊8、人機(jī)交互模塊3和數(shù)據(jù)采集模塊9電連接，人機(jī)交互模塊3包括顯示模塊或輸入模塊。

計(jì)量儀表基表為水表、電表、燃?xì)獗砘驘崮鼙淼幕?。電源模塊給控制器供電。遠(yuǎn)程通信模塊是指可通過第三方移動(dòng)運(yùn)營商的設(shè)備訪問互聯(lián)網(wǎng)的模塊，包括但不限于GPRS模塊、CDMA模塊、NB-IOT模塊、4G模塊。數(shù)據(jù)采集模塊可采集計(jì)量儀表基表的計(jì)量信息，數(shù)據(jù)采集模塊包括但不限于干簧管、霍爾傳感器、光電直讀模塊等。

人機(jī)交互模塊可提示用戶計(jì)量儀表升級的狀態(tài)，包括但不限于LED、液晶、鍵盤。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用來保存固件服務(wù)器、采集器服務(wù)器的信息以及計(jì)量儀表采集的數(shù)據(jù)；固件存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)待升級的固件及升級狀態(tài)的固件，包括但不限于FLASH芯片、EEPROM、SD卡等。電源模塊包括主電源和備用電源，主電源包括堿性電池，備用電源包括鋰電池。備用電源在主要電源缺失或電量低的情況下，為計(jì)量儀表供電。