基于无线网络分包传输的自动气象站固件无感更新方法与流程

本发明涉及气象站固件更新技术领域，尤其涉及基于无线网络分包传输的自动气象站固件无感更新方法。

背景技术：

目前地面气象观测业务中使用的自动气象站可以观测多种气象要素，包括风速、风向、气温、相对湿度、雨量、大气压强、地表温度、浅层地温、深层地温、蒸发量以及大气能见度等等气象要素，自动气象站多在野外安装并长期运行，每分钟将观测数据通过无线网络传输至监控中心服务器，实现区域、全省乃至全国的自动站观测网气象数据的实时测量。我国社会和现代化技术发展迅速，社会的发展对气象观测的质量和数量提出更多的要求，技术的发展对数据处理和质控提出更高的要求，已经安装运行的自动气象站必须适应不断提出的各种需求和标准要求，使自动气象站全网运行在同一水平下并满足现代化发展的需求。

目前，国内在用的自动气象站有两个类型，一种是以单片机为核心的旧型号自动气象站，这种气象站功能较弱，只能实现简单的数据采集功能，不具备自动更新的能力，更换固件只能连采集器一起更换，造成更换成本较高，无法节省经济资源；第二种是以32位微系统为核心的新一代自动气象站，功能较为强大，但也无法实现在正常运行的同时进行固件更新；部分厂家采用cf卡加载程序的方式，在不更换采集器的情况下实现固件更新，但其过程中也需要工作人员携带cf卡现场操作，存在不便捷性。因此，本发明提出基于无线网络分包传输的自动气象站固件无感更新方法，基于无线网络，在不影响设备正常数据采集传输的条件下实现气象站主采集器固件更新。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明通过设定更新程序的传输过程是在设备运行空闲时间进行传输，可以在不影响设备正常数据采集传输的条件下实现气象站主采集器固件更新，更新程序传输完毕之后，更新程序可以覆盖旧程序，并且运行更新程序的过程不足1分钟，对于国内气象行业加密观测频率为5分钟的自动气象站完全不影响观测业务，实现了无感更新的目的。

本发明提出基于无线网络分包传输的自动气象站固件无感更新方法，包括以下步骤：

步骤一：将自动气象站固件的代码区划分为引导区和运行区，并在自动气象站的主板控制区增设外存储芯片；

步骤二：将更新程序包分成多个数据包，通过无线网络将多个数据包顺序传输并顺序保存至外存储芯片的存储区，多个数据包的无线分包传输具体过程为：

a:先从升级控制程序中选择固件文件，然后打开固件文件并读取文件长度，再计算总帧数以及发送固件文件；

b:通过组帧函数进行检查上述a中发送的请求帧号码是否超限，并进行计算、增加校验码以及增加帧尾结束符，然后进行类型转换，并发送帧；

c:通过自动气象站的采集器在线进行串口监听、ud帧单独处理以及读取当前帧数和总帧数，然后对读取的当前帧和总帧数进行验证，并在验证后写入存储芯片，最后一帧增加完毕标识；

步骤三：分成多个数据包的更新程序保存完毕之后进行软启动，引导区顺序读取外存储芯片的存储区保存的更新程序，同时引导区将顺序读取的更新程序顺序覆盖至运行区，全部顺序覆盖结束后即完成固件更新。

进一步改进在于：所述步骤二中多个数据包顺序传输前需要先设定传输条件，设定多个数据包传输条件为在自动气象站空闲的时间段才能进行传输。

进一步改进在于：所述步骤二中多个数据包传输过程中需要设置有断点续传机制。

进一步改进在于：所述步骤二a中固件文件的打开方式为以二进制的方式打开固件文件。

进一步改进在于：所述步骤二a中先从升级控制程序中打开串口选择固件文件，启动发送功能，然后打开固件文件并读取文件长度，再通过计算程序计算出固件文件的总帧数，然后从第0帧开始发送固件文件，第n帧固件文件发送成功后继续发送第n+1帧固件文件。

进一步改进在于：所述步骤二b中升级控制程序发送每一帧固件文件时，通过组帧函数进行检查请求帧号码是否超限，若超限则关闭固件文件，然后在固件文件上一次结束的指针位置处按照长度读取升级代码，再计算并增加校验码以及增加帧尾结束符，然后进行类型转换，并发送帧。

进一步改进在于：所述步骤二c中自动气象站的采集器一直在线进行串口监听，在收到每一帧帧固件文件后，采集器进行ud帧单独处理，并读取当前帧数和总帧数，读取到第0帧固件文件时，即进行擦除外存储芯片的存储区内用于存储固件文件的指定存储块，坏块则返回升级失败指令区，然后进行验证当前帧号码与应收号码是否一致，否则退出，验证通过则进行整帧保存并返回当前帧号，否则返回错误指令，验证不通过则返回上一次正确保存的帧号码，读取到最后一帧时，写入读取完毕的标识，然后返回帧号码与完毕标识。

本发明的有益效果为：本发明方法通过设定更新程序的传输过程是在设备运行空闲时间进行传输，可以在不影响设备正常数据采集传输的条件下实现气象站主采集器固件更新，更新程序传输完毕之后，更新程序可以覆盖旧程序，并且运行更新程序的过程不足1分钟，对于国内气象行业加密观测频率为5分钟的自动气象站完全不影响观测业务，实现了无感更新的目的，通过在传输过程中设置有断点续传机制，可以解决在野外无线网络信号强度较弱或者干扰较大的情况下某一个数据包传输失败无法进行续传的问题，有效的保证了采集器最终可以收到完整可用的更新程序，提高了固件更新过程的稳定性，同时可以提高固件更新效率，且无需在更换固件连同采集器一起更换，节省了成本投入，便捷性较高。

附图说明

图1为本发明无感更新方法流程示意图。

图2为本发明方法中分包传输交互流程示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

根据图1、2所示，本实施例提出了基于无线网络分包传输的自动气象站固件无感更新方法，包括以下步骤：

步骤一：将自动气象站固件的代码区划分为引导区和运行区，并在自动气象站的主板控制区增设外存储芯片；

步骤二：将更新程序包分成多个数据包，通过无线网络将多个数据包顺序传输并顺序保存至外存储芯片的存储区，多个数据包顺序传输前需要设定多个数据包传输条件为在自动气象站空闲的时间段才能进行传输，且多个数据包传输过程中需要设置有断点续传机制，多个数据包的无线分包传输具体过程为：

a:先从升级控制程序中打开串口选择固件文件，启动发送功能，然后以二进制的方式打开固件文件并读取文件长度，再通过计算程序计算出固件文件的总帧数，然后从第0帧开始发送固件文件，第n帧固件文件发送成功后继续发送第n+1帧固件文件；

b:升级控制程序发送每一帧固件文件时，通过组帧函数检查请求帧号码是否超限，若超限则关闭固件文件，然后在固件文件上一次结束的指针位置处按照长度读取升级代码，再计算并增加校验码以及增加帧尾结束符，然后进行类型转换，并发送帧；

c:自动气象站的采集器在线进行串口监听，在接收到每一帧固件文件后，采集器进行ud帧单独处理，并读取当前帧数和总帧数，读取到第0帧固件文件时，即进行擦除外存储芯片的存储区用于存储固件文件，坏块则返回升级失败指令区，然后进行验证当前帧号码与应收号码是否一致，否则退出，验证通过则进行整帧保存并返回当前帧号，否则返回错误指令，验证不通过则返回上一次正确保存的帧号码，读取到最后一帧时，增加读取完毕的标识并保存，然后返回帧号码与完毕标识；

步骤三：分成多个数据包的更新程序保存完毕之后进行软启动，引导区顺序读取外存储芯片的存储区保存的更新程序，同时引导区将顺序读取的更新程序顺序覆盖至运行区，全部顺序覆盖结束后即完成固件更新。

本发明方法通过设定更新程序的传输过程是在设备运行空闲时间进行传输，可以在不影响设备正常数据采集传输的条件下实现气象站主采集器固件更新，更新程序传输完毕之后，更新程序可以覆盖旧程序，并且运行更新程序的过程不足1分钟，对于国内气象行业加密观测频率为5分钟的自动气象站完全不影响观测业务，实现了无感更新的目的，通过在传输过程中设置有断点续传机制，可以解决在野外无线网络信号强度较弱或者干扰较大的情况下某一个数据包传输失败无法进行续传的问题，有效的保证了采集器最终可以收到完整可用的更新程序，提高了固件更新过程的稳定性，同时可以提高固件更新效率，且无需在更换固件连同采集器一起更换，节省了成本投入，便捷性较高。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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。