一种用电信息采集终端远程升级方法与流程

本发明涉及网络通讯技术和用电信息采集系统领域，特别涉及一种用电信息采集终端远程升级方法。

背景技术：

用户用电信息采集系统(已下简称“采集系统”)作为统一的用电信息采集和调度平台，是智能电网建设的重要组成部分。其中，采集终端负责数据采集、数据管理、数据双向传输以及控制命令的执行，是采集系统的关键设备之一。

采集终端作为一种产品，从新技术研发到成熟需要经过一个过程，在这个过程中，出现终端功能需要完善、终端程序需要升级、通讯规约需要扩充更新等问题难以避免。对于软件升级方法的研究主要集在信息系统领域，为解决到设备远程升级的问题，许多学者也在研究电力设备远程在线软件升级技术，目前还没有关于采集终端的软件升级规范。传统的解决方案是由终端生产厂家技术人员到现场手工更换终端程序，或是把终端信道切换到厂家的升级平台进行远程升级，待升级完成后再将信道切换到采集系统正式环境。对于大量的、地域分散的终端，要完成现场更新任务是不现实的，而采用信道切换方式则会导致用户用电数据泄密，并存在信道切换过程中终端与采集系统主站失去连接的风险，从而降低了采集系统的安全性和可靠性。由终端生产厂家对采集终端自主升级，缺乏统一管理，处于一种无序状态，升级过程中对通信资源的占用严重影响采集系统日常运行。

近年来随着智能电网的建设和信息化水平的提高，一个用电信息采集主站需要管理几万甚至几十万台采集终端，而现有升级方案已无法满足用电自动化发展的需要。因此，针对现有技术的不足，提出一种采集终端的远程升级方法势在必行。目前，还没有公开文献涉及用电信息采集终端的远程升级方法

技术实现要素：

为了解决目前采集终端无法进行自动升级，导致无法满足目前用电自动化发展的技术问题，本发明提供一种能够实现自动、稳定、高效的完成采集终端升级的用电信息采集终端远程升级方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，

一种用电信息采集终端远程升级方法，包括以下步骤：

步骤一，设置用电信息采集系统和远程升级平台，所述的用电信息采集系统包括一个主站和多个采集终端，远程升级平台以Socket方式与用电信息采集系统的主站进行连接，并通过主站将升级文件下发到各采集终端；

步骤二，远程升级平台选定待升级的采集终端和升级文件后，向主站发起Socket连接，并通过主站请求待升级采集终端的状态信息；

步骤三，采集终端与主站建立连接，并返回状态信息；

步骤四，远程升级平台通过主站下发启动升级文件下载命令；

步骤五，采集终端接收到启动下载命令后，根据命令中的各项参数完成升级文件下载；

步骤六，采集终端对所下载的升级文件进行校验，并通过主站向远程升级平台上报下载状态；

步骤七，远程升级平台检查采集终端的文件下载状态，如果下载成功，则通过主站下发软件更新命令，转至步骤八；否则，转至步骤四；

步骤八，采集终端按照主站下发的软件更新命令执行切换终端软件；软件切换成功后，采集终端上报软件切换成功事件。

所述的一种用电信息采集终端远程升级方法，所述的升级文件采用国标Q/GDW 376.1中定义的文件传输数据帧格式来进行升级文件的传输，并采用用电信息采集系统中主站与采集终端的通信信道来完成终端程序的文件下发和升级。

所述的一种用电信息采集终端远程升级方法，所述的文件传输数据帧中的数据单元标识中的Fn字段定义为传输控制类指令。

所述的一种用电信息采集终端远程升级方法，所述的Fn字段的定义包括：

F1：表示国标Q/GDW 376.1中的“文件传输方式1”；

F5：取最近一个传输文件的断点续传信息；

F6：复位最近一个传输文件过程信息；

F7：终端升级程序的打包信；

F8：取最近一个传输文件的失败段信息，返回相关的文件失败参数；

F9：表示国标Q/GDW 376.1中的“文件传输方式2(文件上传)”，上传的每一帧中带密码，以便终端对上传权限进行校验；

F10：文件上传信息查询信息；

F11：删除指定已上传文件；

F201：FTP下载参数设置功能。

所述的一种用电信息采集终端远程升级方法，采集终端进行升级文件下载的过程中通过以下步骤实现断点续传：

步骤1)采集终端在每次下载文件之前，创建一个临时文件用来存放升级文件；

步骤2)远程升级平台通过F10报文获取终端升级信息，检查有无临时升级文件；

步骤3)远程升级平台用F8报文请求最近一次传输文件的失败段信息；

步骤4)远程升级平台利用F5报文从临时文件中读取断点值，把远程升级平台和采集终端的文件指针移动到断点位置，从断点处开始升级文件的续传；如果没有失败段信息，则断点应位于文件的起始位置；

步骤5)采集终端完成软件更新后，远程升级平台通过主站下发命令F11，删除临时文件。

本发明的技术效果在于，利用采集系统的通信信道完成终端程序升级文件传输，并通过对国家电网公司企业标准Q/GDW 376.1-2009《电力用户用电信息采集系统通信协议：主站与采集终端通信协议》(以下简称国标Q/GDW376.1)进行扩展，使本方法一方面支持通过标准的文件传输命令来实现文件传输，实现文件的透明传输；另一方面支持断点续传、文件查询、ftp下载等功能。因此能够避免通信故障导致的下发升级数据文件失败、在线升级占用系统主站资源、信道切换导致系统不稳定等问题。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明提供的远程升级方法所基于的硬件系统框图；

图2为本发明提供的远程升级方法的主流程图；

图3为本发明提供的远程升级方法实现断点续传功能的流程图。

具体实施方式

参见图1，本实施例所基于的硬件系统包括：用电信息采集系统和远程升级平台；用电信息采集系统由一个主站和多个采集终端构成，远程升级平台以Socket方式与用电信息采集系统的主站进行连接；采集终端与主站前置机的连接是动态的，连接方式包括：GPRS、光纤网络等网络通讯方式；升级文件由远程升级平台通过主站下发到各采集终端，采集终端接收到升级文件后自动完成升级过程。

基于上述硬件系统，本实施例采用国标Q/GDW 376.1中定义的文件传输数据帧格式来进行升级文件的传输，因此可以利用用电信息采集系统中主站与采集终端的通信信道来完成终端程序的文件下发和升级，不需要进行信道切换。所定义的文件传输数据帧格式如下表1所示，

表1国标Q/GDW 376.1中定义的文件传输数据帧格式说明

各字段的详细说明如下：

帧头(SOI)：帧头里面包含起始字符(68H)，帧长度，控制域和地址域。帧长度包括协议.标识和用户数据长度，由2字节组成。地址域由行政区划码、终端地址、主站地址和组地址标志组成。

应用层功能码(AFN)：应用层功能码AFN由一字节组成，采用二进制编码表示，定义了该数据报文的功能。当AFN＝0FH时，表示该报文用于文件传输。

帧序列(SEQ)：帧序列域SEQ为1字节，用于描述帧之间的传输序列的变化规则，由于受报文长度限制，数据无法在一帧内传输，需要分成多帧传输。

数据单元标识(DTYPE)：用于标识数据域中的数据类型。数据单元标识由信息点标识DA和信息类标识DT组成，表示信息点和信息类型。其中DA的取值范围为p1～p2040，DT的取值范围为F1～F248，当报文用于文件传输时DA＝0。

数据单元(DATA)：主站向终端传送的升级文件，可以指定文件标识、文件属性、文件指令、总段数、段标识或偏移、段数据长度等文件格式。每帧可传输的数据长度应不大于512个字节。

校验和(CS)：是用户数据区所有字节的八位位组算术和，不考虑溢出位。用户数据区包括控制域、地址域、链路用户数据(应用层)三部分。

由于国标Q/GDW 376.1只定义了文件的传输格式，没有定义相关的控制类信息，不能实现对升级文件的传输控制。而终端升级过程中，经常会出现终端掉电、终端复位和网络通信阻塞等异常情况，导致终端升级失败。针对此，本实例所述方法对国标规约进行扩展，定义传输控制类信息，实现对断点续传和升级文件查询等功能的支持。如下表2所示，在国标Q/GDW 376.1的基础上，本实例所述方法扩充定义了数据单元标识中的Fn部分，形成了用于用电信息采集终端软件升级的扩展规范。

表2国标Q/GDW 376.1中数据单元标识字段进行扩展的定义说明

详细定义解释如下：

F1：完全兼容国标规约，即国标Q/GDW 376.1中文件传输方式1。在文件下载过程中，终端对于F1(文件传输方式1)命令，应该回答相应F1上行报文，以确保文件的完整性。

F5：取最近一个传输文件的断点续传信息，文件在传输过程式中被中断后，在重新传输时，可以从上次的断点处开始传输，可节省时间和信道资源。

F6：复位最近一个传输文件过程信息，无下行数据体，主要用来对之前下载或上传文件的传输过程信息进行清除。

F7：终端升级程序的打包信息，数据体256字节，把一些额外的控制信息，如文件路径、文件名称、软件版本等，打包到升级程序文件中。终端收到F7后，该数据体可视为程序升级文件前256字节的配置信息，根据F7打包信息配置，核对下载的文件是终端程序升级文件还是普通的终端配置文件。

F8：取最近一个传输文件的失败段信息，返回相关的文件失败参数，如时间、文件名称等。

F9：国标Q/GDW 376.1中文件传输方式2(文件上传)，在上传过程中，终端对于F9(文件传输方式2)命令，应该回答相应F9上行报文，以确保文件的完整性。采集系统在上传的每一帧中带密码，以便终端对上传权限进行校验。

F10：文件上传信息查询，如果上传文件编号为0，表示采集系统欲查询终端可以上传的文件总数；如果上传文件编号不为0，表示查询指定编号的上传文件信息。

F11：删除指定已上传文件，终端收到此命令后，删除上传目录中指定目录的上传文件。

F201：FTP下载参数设置功能，设置FTP软件下载参数并启动FTP软件下载。

其它：留作备用。

通过上述对国标Q/GDW 376.1的扩展，终端软件升级规约一方面支持标准的文件传输命令(AFN＝0FH)来实现文件传输，实现文件的透明传输；另一方面通过扩展部分数据单元标识中的FN的方法，支持断点续传、文件查询、ftp下载等功能。

参见图3，本实施例包括以下主要步骤：

(1)远程升级平台选定待升级的采集终端和升级文件后，向主站发起Socket连接，并通过主站请求待升级采集终端的状态信息；

(2)采集终端与主站建立连接，并返回状态信息；

(3)远程升级平台通过主站下发启动升级文件下载命令，下载方式支持FTP下载、定时下载、断点续传功能；

(4)采集终端接收到启动下载命令后，根据启动命令中的各项参数(包括FTP服务器IP地址、端口号、登录用户名、密码、待下载的升级文件名以及定时下载时间等)完成升级文件下载；

(5)采集终端对所下载的升级文件进行校验(包括文件大小，校验码，版本号信息)，并通过主站向远程升级平台上报下载状态；

(6)远程升级平台检查采集终端的文件下载状态，如果下载成功，则通过主站下发软件更新命令，转至第(7)步；否则，转至第(3)步；

(7)采集终端按照主站下发的软件更新命令执行切换终端软件；软件切换成功后，采集终端上报软件切换成功事件。

其中，第(4)步所述采集终端进行升级文件下载的过程支持断点续传功能，主要是通过表2中所示的扩展控制指令来实现的，结合图3所示，其详细流程如下：

(1)采集终端在每次下载文件之前，创建一个临时文件用来存放升级文件；

(2)远程升级平台通过F10报文获取终端升级信息，检查有无临时升级文件，含上一次升级失败、无效数据包、未接收数据包等信息；

(3)远程升级平台用F8报文请求最近一次传输文件的失败段信息，包括无效数据包、未接收的数据包等信息；

(4)远程升级平台利用F5报文从临时文件中读取断点值，把远程升级平台和采集终端的文件指针移动到断点位置，从断点处开始升级文件的续传；如果没有失败段信息，则断点应位于文件的起始位置；

(5)采集终端完成软件更新后，远程升级平台通过主站下发命令F11，删除临时文件。