CN113219872A - 一种基于实时感知的冷藏车的监测系统的远程升级方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于自动控制系统领域，具体涉及一种基于实时感知的冷藏车的监测系统的远程升级方法。该远程升级方法主要包括系统初始化，建立任务函数，获取系统升级指令，比对系统版本号，下载系统升级文件，系统升级文件的拆包、校验和写入，系统版本号的建立等过程。该冷藏车的监测系统包括：主控模块，以及与主控模块电连接的多路温湿度传感器、GPS定位模块、门开关状态传感器、NB‑IoT通信模块，外部存储器和供电模组。监控系统中还包括温控系统，车厢门状态控制系统，冷藏车湿度控制系统，以及照明系统中的各功能模块等。本发明解决了现有冷藏车不具备远程升级功能，后期扩展和维护困难的问题，使得冷藏车可以适应不同货物对运输环境的要求。
Description
技术领域
本发明属于自动控制系统领域，具体涉及一种基于实时感知的冷藏车的监测系统的远程升级方法及监测系统和监控系统。
背景技术
冷链运输(Cold-chain transportation)是指在运输过程中，无论是装卸搬运、变更运输方式、更换包装设备等环节，都使所运输货物始终保持一定温度的运输。这种运输方式主要应用于一些对运输过程的环境温度具有特殊要求的领域，如生物医药和生鲜产品的运输。冷链运输方式可以是公路运输、水路运输、铁路运输、航空运输，也可以是多种运输方式组成的综合运输方式。其中，公路运输的使用车辆为冷藏车。
冷藏车中为了对运输的环境进行监测和控制，需要使用到监测系统和调控系统。监控系统根据运输产品对运输环境的要求实现对车辆各项状态的实时监测，而调控系统则根据监测系统监测的车辆运输环境状态和实际运输的货物对车辆运输环境状态的要求，对车辆的运输环境进行调节；例如温湿度控制等。
现有的冷藏车的监测系统通常根据客户的运输需求进行定制，因此仅适合对某一种或者少数几种对运输环境要求相似的产品进行运输。面对新的运输货物，就无法增加新的监测策略或控制策略。而且部分产品对冷链运输车辆的监测系统的可靠性要求极高，且冷藏运输车辆的监测系统应用场景较为恶劣，而实验室开发人员设计产品时无法完全模拟冷藏运输车在低温以及高速行驶时的使用情况，因此冷藏车辆的监测系统一旦出现由于开发人员考虑不完全或者实验环境未检测出的软件部分的漏洞，则可能会造成重大安全隐患。这一类的定制化冷藏车的监测系统出现问题时，除非对控制系统的控制器进行更换，否则无法及时对漏洞进行修复。但是冷藏车通常长时间处于运输状态，各个车辆位置分散，控制器的批量更换难度大，更换成本高，还会带来货物安全以及运输效率方面的问题。
发明内容
为了解决现有技术下冷藏车的监测系统和控制系统难以更换，无法更新，因而不能适应不同货物对运输条件的差异化要求的问题，本发明提供一种基于实时感知的冷藏车的监测系统的远程升级方法。
本发明采用以下技术方案实现：
一种基于实时感知的冷藏车的监测系统的远程升级方法，该远程升级方法应用于具有联网通信功能的基于实时感知的冷藏车的监测系统，实现对监测系统的远程升级；远程升级过程中，系统升级指令和的系统升级文件由云端的服务器下发；该监测系统的远程升级方法包括如下步骤：
步骤S1：监测系统进行Bootloader启动引导，将外部存储器中的数据或程序读取并写入到内部存储器中，并清除外部存储器中的Flag标志位，完成硬件的初始化；然后跳转到APP区，执行步骤S2；
步骤S2：监测系统建立三个任务函数，分别为：任务1：采集冷藏车实时监测的各项状态指标的数据；任务2：联网并向云端上传任务1中的采集的数据；任务3：下载系统升级文件；其中，任务3在初始状态下处于挂起状态；
步骤S3：监测系统按顺序执行任务1、任务2，并在任务2中的联网上传信息过程中，同时获取由云端下发的系统升级指令；
步骤S4：监测系统根据是否获取到由云端下发的系统升级指令，作出如下判断与决策：
(1)当云端未下发系统升级指令时，监测系统的联网状态关闭，进入到低功耗模式，同时等待定时器闹钟唤醒低功耗模式，并执行步骤S3；
(2)当云端下发系统升级指令并被监测系统获取后，监测系统与云端的服务器握手并请求升级程序的版本号；
步骤S5：监测系统获取当前监测系统的版本号，并根据云端的升级程序的版本号和当前监测系统的版本号的关系，作出如下判断和决策：
(1)当云端的升级程序的版本号和监测系统当前版本号一致时，则监测系统忽略当前升级任务进入低功耗模式，同时等待定时器闹钟唤醒低功耗模式后重新执行步骤S3；
(2)当云端的升级程序的版本号高于监测系统当前版本号时，则监测系统终止任务1和任务2；同时执行任务3，下载云端服务器中的系统升级文件；
步骤S6：系统升级文件的下载过程中，监测系统对下载的文件进行校验，并在校验通过后将系统升级文件写入到外部存储器中，系统升级文件完整写入后，监测系统更新外部存储器中当前监测系统版本号和Flag标志位；
步骤S7：监测系统关闭APP区跳转到Bootloader启动引导区，Bootloader启动引导程序将外部存储器中的数据读取后写入到内部存储器中，完成冷藏车监测系统的远程升级更新。
进一步地，步骤S3中，任务1中采集的冷藏车实时监测的状态指标包括GPS坐标、环境温湿度数据和门开关状态，GPS坐标由安装在冷藏车上的GPS定位模块获取；温湿度数据由安装在冷藏车车厢内不同位置的多路温湿度传感器模块获取；门开关状态由安装冷藏车车厢门处的门开关状态传感器获取。
进一步地，步骤S5中，云端的服务器将系统升级文件按照连续的分片包的形式进行依次下发，云端对每个分片包进行加密；监测系统完成系统升级文件的下载、校验并写入到外部存储器中，系统升级文件的下载、校验和写入的详细过程如下：
a.监测系统向云端请求下发的系统升级文件的分片包，然后对分片包进行解密校验，根据解密校验的判断结果作出如下决策：
(1)当校验结果不正确时，则重新向云端请求该分片包；
(2)当校验结果正确时，则将该分片包的中的数据依次写入到外部存储器中；
b.监测系统判断当前写入到外部存储器中的数据对应的分片包是否为最后一个分片包，并作出如下决策：
(1)当完成数据写入的当前分片包不是最后一个分片包时，则监测系统向云端请求下一个分片包；
(2)当完成数据写入的当前分片包是最后一个分片包时，则监测系统不再向云端发出分片包的下载请求，系统升级文件的下载过程完成。
进一步地，监测系统通过NB-IoT通信模块实现与云端的联网通信；下载的系统升级文件的分片包由NB-IoT通信模块进行拆包后签名和传输。
进一步地，步骤S7中，Bootloader启动引导程序将外部存储器中的系统升级文件写入到内部存储器中裸机程序的起始位置；监测系统跳转到升级成功后的APP区，从而继续执行冷藏车的车辆状态的监测。
本发明还包括一种基于实时感知的冷藏车的监测系统，该监测系统可实现远程升级，该监测系统包括：多个多路温湿度传感器，GPS定位模块，门开关状态传感器，主控模块，NB-IoT通信模块，外部存储器。
其中，多个多路温湿度传感器分别用于获取冷藏车车厢内不同位置的温湿度的实时监测数据。
GPS定位模块用于获取反映冷藏车实时位置的GPS坐标。
门开关状态传感器用于获取冷藏车车厢门的实时开关状态。
主控模块用于：1、定期获取多路温湿度传感器、GPS定位模块和门开关状态传感器的实时监测数据，并将监测数据上传到一个云端；2、获取云端下发的系统升级指令，并在判断云端的升级程序的版本号高于当前系统版本号时，向云端请求和下载相应的系统升级文件，完成对监测系统的升级；主控模块中还包括内部存储器，内部存储器用于存储监测系统运行过程中的产生的运算数据以及与一个外部存储器交换的数据。
NB-IoT通信模块用于实现主控模块与云端的服务器间的联网通信，并在主控模块和云端的服务器间进行指令和数据的双向传输。
外部存储器用于存储主控模块从云端下载系统升级文件，当前监测系统的版本号和监测系统运行过程中设置的Flag标志位。
其中，监测系统的远程升级方法如下：
步骤S1：监测系统上电并开机运行后，首先进行Bootloader启动引导，将外部存储器中的数据或程序读取并写入到内部存储器中，并清除外部存储器中的Flag标志位，完成硬件的初始化；然后跳转到APP区，执行步骤S2；
步骤S2：监测系统建立三个任务函数，分别为：任务1：采集冷藏车实时监测的各项状态指标的数据；任务2：联网并向云端上传任务1中的采集的数据；任务3：下载系统升级文件；其中，任务3在初始状态下处于挂起状态；
步骤S3：监测系统按顺序执行任务1、任务2，并在任务2中的联网上传信息过程同时获取由云端下发的系统升级指令：
步骤S4：监测系统根据是否获取到由云端下发的系统升级指令，作出如下判断与决策：
(1)当云端未下发系统升级指令时，监测系统的联网状态关闭，进入到低功耗模式，同时等待定时器闹钟唤醒低功耗模式，并执行步骤S3；
(2)当云端下发系统升级指令并被监测系统获取后，监测系统与云端的服务器握手并请求升级程序的版本号；
步骤S5：监测系统获取当前监测系统的版本号，并根据云端的升级程序的版本号和当前监测系统的版本号的关系，作出如下判断和决策：
(1)当云端的升级程序的版本号和监测系统当前版本号一致时，则监测系统忽略当前升级任务进入低功耗模式，同时等待定时器闹钟唤醒低功耗模式后重新执行步骤S3；
(2)当云端的升级程序的版本号高于监测系统当前版本号时，则监测系统终止任务1和任务2；同时执行任务3，下载云端服务器中的系统升级文件；
步骤S6：系统升级文件的下载过程中，监测系统对下载的文件进行校验，并在校验通过后将系统升级文件写入到外部存储器中，系统升级文件完整写入后，监测系统更新外部存储器中当前监测系统版本号和Flag标志位；
步骤S7：监测系统关闭APP区并跳转到Bootloader启动引导区，Bootloader启动引导程序将外部存储器中的数据读取后写入到内部存储器中，完成冷藏车监测系统的远程升级更新。
进一步地，步骤S5中，云端的服务器将系统升级文件按照连续的分片包的形式进行依次下发，云端对每个分片包进行CRC加密；主控模块完成系统升级文件的下载、校验并写入到外部存储器中，系统升级文件的下载、校验和写入的详细过程如下：
a.主控模块向云端请求下发系统升级文件的分片包，NB-IOT通信模块将接收的分片包拆包后签名，然后传输给主控模块进行CRC解密校验，主控模块根据解密校验的判断结果作出如下决策：
(1)当校验结果不正确时，则重新向云端请求该分片包；
(2)当校验结果正确时，则将该分片包的中的数据依次写入到外部存储器中；
b.主控模块判断当前写入到外部存储器中的数据对应的分片包是否为最后一个分片包，并作出如下决策：
(1)当完成数据写入的当前分片包不是最后一个分片包时，则向云端请求下一个分片包；
(2)当完成数据写入的当前分片包是最后一个分片包时，则不再向云端发出分片包的下载请求，系统升级文件的下载过程完成。
进一步地，监测系统进入到低功耗模式时，设置的用于唤醒低功耗模式的定时器闹钟的周期为2min。
进一步地，监测系统还包括供电模组，供电模组用于在监测系统运行过程中为其余功能模块供电。供电模组包括电源、充放电管理电路和稳压模块；电源为可充电的锂电池；充放电管理电路用于控制锂电池的充放电状态；锂电池经过稳压模块为监测系统中的其它功能模块供电，稳压模块用于保持锂电池输出电压的稳定。
本发明还包括一种基于实时感知的冷藏车的监控系统，该监控系统包括如前述的监测系统，监控系统根据监测系统实时获取的冷藏车的运输环境状态和云端下达的当前运输货物的运输环境状态要求，制定冷藏车运输环境状态的控制策略，并根据控制策略向实现冷藏车运输状态调整的各执行模块下达管理控制指令；实现冷藏车运输状态调整的各执行模块包括冷藏车温控系统中的各功能模块，和/或车厢门状态控制系统中的功能模块，和/或冷藏车湿度控制系统中的各功能模块，和/或照明系统中的各功能模块。
本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：
1、本发明基于现有的具有通信功能的冷藏车的监测系统设计了一种对系统进行自动升级的方法，从而为后期对监测系统的功能扩展以及漏洞修复奠定基础。本发明主要利用冷链运输车控制模块自带的NB-IOT无线通信模块，实时感知云端是否下达升级指令。通过这种远程升级方式完成控制器内核以及运行程序的安全稳定更新。系统升级过程中由主控模块自动控制完成，无需进行人工干预，也无需人工对监测系统的模块进行更换；这既可以节省成本，也可以降低对冷藏车正常使用造成的影响。从而解决现有产品中不具备远程升级的功能而导致后期扩展和维护的困难的问题。
2、本发明进一步提供了一种具有系统远程升级功能的冷藏车监控系统，该监控系统可以根据冷藏车运输的货品对运输环境的不同需求制定不同的控制策略，从而有效控制运输过程中车厢内环境的一致性和稳定性。保障运输过程中的产品质量。由于该型冷藏车监控系统可以实现自动升级，因此其可以对各类不同的产品制定差异化的运输环境控制策略，同时可以从云端对控制系统以及控制策略进行更新，从而适应各类不同换品的运输需求，大大提高了冷链运输车的通用性和实用价值。
附图说明
图1为本发明实施例1中一种基于实时感知的冷藏车的监测系统的自动升级方法的流程图；
图2为本发明实施例2中一种基于实时感知的冷藏车的监测系统的模块示意图；
图3为本发明实施例2中主控模块的电路图；
图4为本发明实施例2中GPS定位模块的电路图；
图5为本发明实施例2中多路温湿度传感器的电路图；
图6为本发明实施例2中门开关状态传感器的电路图；
图7为本发明实施例2中NB-IoT通信模块的电路图；
图8为本发明实施例2中外部存储器的电路图
图9为本发明实施例2中主控模块中的内部存储器和外部储存器中flash存储区域的划分图；
图10为本发明实施例3中一种冷藏车的监控系统的模块示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供的一种基于实时感知的冷藏车的监测系统的远程升级方法，该远程升级方法应用于具有联网通信功能的基于实时感知的冷藏车的监测系统，实现对监测系统的远程升级；远程升级过程中，系统升级指令和的系统升级文件由云端的服务器下发；该监测系统的远程升级方法包括如下步骤：
步骤S1：监测系统进行Bootloader启动引导，将外部存储器中的数据或程序读取并写入到内部存储器中，并清除外部存储器中的Flag标志位，完成硬件的初始化；然后跳转到APP区，执行步骤S2；
步骤S2：监测系统建立三个任务函数，分别为：任务1：采集冷藏车实时监测的各项状态指标的数据；任务2：联网并向云端上传任务1中的采集的数据；任务3：下载系统升级文件；其中，任务3在初始状态下处于挂起状态；
步骤S3：监测系统按顺序依次执行任务1、任务2，并在任务2中的联网上传信息过程中，同时获取由云端下发的系统升级指令；
步骤S4：监测系统根据是否获取到由云端下发的系统升级指令，作出如下判断与决策：
(1)当云端未下发系统升级指令时，监测系统的联网状态关闭，进入到低功耗模式，同时等待定时器闹钟唤醒低功耗模式，并执行步骤S3；
(2)当云端下发系统升级指令并被监测系统获取后，监测系统与云端的服务器握手并请求升级程序的版本号；
步骤S5：监测系统获取当前监测系统的版本号，并根据云端的升级程序的版本号和当前监测系统的版本号的关系，作出如下判断和决策：
(1)当云端的升级程序的版本号和监测系统当前版本号一致时，则监测系统忽略当前升级任务进入低功耗模式，同时等待定时器闹钟唤醒低功耗模式后重新执行步骤S3；
(2)当云端的升级程序的版本号高于监测系统当前版本号时，则监测系统终止任务1和任务2；同时执行任务3，下载云端服务器中的系统升级文件；
步骤S6：系统升级文件的下载过程中，监测系统对下载的文件进行校验，并在校验通过后将系统升级文件写入到外部存储器中，系统升级文件完整写入后，监测系统更新外部存储器中当前监测系统版本号和Flag标志位；
步骤S7：监测系统关闭APP区并跳转到Bootloader启动引导区，Bootloader启动引导程序将外部存储器中的数据读取后写入到内部存储器中，完成冷藏车监测系统的自动升级更新。
本实施例的步骤S3中，任务1中采集的冷藏车实时监测的状态指标包括GPS坐标、环境温湿度数据和门开关状态，GPS坐标由安装在冷藏车上的GPS定位模块获取；温湿度数据由安装在冷藏车车厢内不同位置的多路温湿度传感器模块获取；门开关状态由安装冷藏车车厢门处的门开关状态传感器获取。
本实施例的步骤S5中，云端的服务器将系统升级文件按照连续的分片包的形式进行依次下发，云端对每个分片包进行加密；监测系统完成系统升级文件的下载、校验并写入到外部存储器中，系统升级文件的下载、校验和写入的详细过程如下：
a.监测系统向云端请求下发的系统升级文件的分片包，然后对分片包进行解密校验，根据解密校验的判断结果作出如下决策：
(1)当校验结果不正确时，则重新向云端请求该分片包；
(2)当校验结果正确时，则将该分片包的中的数据依次写入到外部存储器中；
b.监测系统判断当前写入到外部存储器中的数据对应的分片包是否为最后一个分片包，并作出如下决策：
(1)当完成数据写入的当前分片包不是最后一个分片包时，则监测系统向云端请求下一个分片包；
(2)当完成数据写入的当前分片包是最后一个分片包时，则监测系统不再向云端发出分片包的下载请求，系统升级文件的下载过程完成。
其中，监测系统通过NB-IoT通信模块实现与云端的联网通信；下载的系统升级文件的分片包由NB-IoT通信模块进行拆包后签名和传输。
本实施例的步骤S7中，Bootloader启动引导程序将外部存储器中的系统升级文件写入到内部存储器中裸机程序的起始位置；监测系统跳转到升级成功后的APP区，从而继续执行冷藏车的车辆状态的监测。
实施例2
本实施例提供一种冷藏车的监测系统，该监测系统运行时采用实施例1的自动升级方法完成对自身系统版本的自动升级过程。该监测系统包括：多个多路温湿度传感器、GPS定位模块、门开关状态传感器、主控模块、NB-IoT通信模块，外部存储器以及供电模组。其中，供电模组既可以采用内置在监测系统中的方式进行配置，也可以采用外接的方式进行配置，前者中，供电模组属于监测系统的一部分；后者中，监测系统不属于监测系统的一部分。本实施例以供电模组属于监测系统的一部分进行介绍，在该监测系统中，各功能模块的模块连接关系如图2所示。
其中，多路温湿度传感器安装在车厢内部，用于获取冷藏车车厢内不同位置的温湿度的实时监测数据。GPS定位模块用于获取反映冷藏车实时位置的GPS坐标。门开关状态传感器安装在冷藏车车厢的车门处，用于获取冷藏车车厢门的实时开关状态。
主控模块与多个多路温湿度传感器、GPS定位模块、门开关状态传感器电连接；主控模块用于：1、定期获取多路温湿度传感器、GPS定位模块和门开关状态传感器的实时监测数据，并将监测数据上传到一个云端；2、获取云端下发的系统升级指令，并在判断云端的升级程序的版本号高于当前系统版本号时，向云端请求和下载相应的系统升级文件，完成对监测系统的升级；主控模块中还包括内部存储器，内部存储器用于存储监测系统运行过程中的产生的运算数据以及与一个外部存储器交换的数据。
NB-IoT通信模块与主控模块电连接，NB-IoT通信模块用于实现主控模块与云端的服务器间的联网通信，并在主控模块和云端的服务器间进行指令和数据的双向传输。
外部存储器与主控模块电连接，外部存储器用于存储主控模块从云端下载系统升级文件，当前监测系统的版本号和监测系统运行过程中设置的Flag标志位。
供电模组用于在监测系统运行过程中为其余功能模块供电。
具体的，本实施例中的主控模块采用STM32F103C8T6的芯片，主控模块的电路图如图3所示，其包括RAM内存；且含有一个内部存储器，即内部flash。本实施例中GPS定位模块使用支持GPS、北斗(BDS)和QZSS多重卫星系统的L76X GPS芯片模组，GPS定位模块的电路图如图4所示，GPS定位模块与主控模块通过RS232串口线连接，从而将接收的定位信息传递给主控模块。本实施例中多路温湿度传感器使用的SHT30温湿度传感器，SHT30温湿度传感器的电路图如图5所示，SHT30温湿度传感器与主控模块通过I2C协议连接，且SHT30温湿度传感器有一个地址脚，通过接不同的高低电平，可以在I2C总线上挂载两个温湿度传感器。本实施例中使用干簧管作为门开关状态传感器的感应单元，并使用中断触发的方式，通过一根数据线与主控模块相连，开关开关状态传感器的电路图如图6所示。本实施例中的NB-IOT通信模块采用NB73芯片，NB73芯片的电路图如图7所示，NB73芯片与主控模块通过RS232串口线通信线连接，并与云端监控中心通过网络实现数据传输，用于发送由不同传感器采集到的GPS定位信息、温湿度信息以及门状态信息。同时NB-IOT通信模块还用于接收云端远程监控中心的服务器发出的指令以及远程升级的文件。本实施例中的外部存储器采用W25Q64型Flash芯片，该外部存储器的电路图如图8所示，Flash芯片与主控模块通过SPI协议相连接。该存储芯片掉电后文件不丢失，主要用于在软件升级过程中接收存储传输到监控系统终端的升级代码。其中，供电模组包括电源、充放电管理电路和稳压模块；电源为可充电的锂电池；充放电管理电路用于控制锂电池的充放电状态；锂电池经过稳压模块为监测系统中的其它功能模块供电，稳压模块用于保持锂电池输出电压的稳定。
在本实施例中，主控模块中的内部存储器和外部储存器中flash存储区域的划分图如图9所示。
其中，监测系统的远程升级方法如下：
步骤S1：监测系统上电并开机运行后，首先进行Bootloader启动引导，将外部存储器(内部flash)中的数据或程序读取并写入到内部存储器(外部flash)中，并清除外部存储器中的Flag标志位，完成硬件的初始化；具体的，监测系统上电后会先进入如图3所示的位于0x08000000-0x8010000的Bootloader启动引导，并将存储在外部Flash中0x02000-0x3FFFFF位置的程序读取并写入内部Flash的0x08010000-0x0803FFFF位置，写入完成后清除位于外部Falsh的0x02000的Flag标志位(0x4F4B6F6B)，清除完成后再关闭Bootloader启动引导程序打开的时钟与端口，并使用STM32F103C8T6的芯片库函数中__set_MSP()指令重新设置SP堆栈栈顶指针实现跳转，跳转到APP区，执行步骤S2；
步骤S2：进入APP区后，监测系统调用FreeRTOS建立三个任务函数，分别为：任务1：采集冷藏车实时监测的各项状态指标的数据；任务2：联网并向云端上传任务1中的采集的数据；任务3：下载系统升级文件；其中，任务3在初始状态下处于挂起状态；
步骤S3：监测系统按顺序执行任务1、任务2，并在任务2中的联网上传信息过程同时获取由云端下发的系统升级指令；
步骤S4：通常云端服务器应在主控模块上报指令的10秒内下发，否则监测系统将关闭NB-IOT联网功能，监测系统根据是否获取到由云端下发的系统升级指令，作出如下判断与决策：
(1)当云端未下发系统升级指令时，监测系统的联网状态关闭，进入到低功耗模式，同时等待定时器闹钟唤醒低功耗模式，并执行步骤S3；
(2)当云端下发系统升级指令并被监测系统获取后，监测系统与云端的服务器握手并请求升级程序的版本号；其中，新版本的系统升级程序需要使用SCB->VTOR＝0x08010000指令来重新设置STM32F103C8T6的中断向量表；
步骤S5：监测系统获取当前监测系统的版本号，并根据云端的升级程序的版本号和当前监测系统的版本号的关系，作出如下判断和决策：
(1)当云端的升级程序的版本号和监测系统当前版本号一致时，则监测系统忽略当前升级任务进入低功耗模式，同时等待定时器闹钟唤醒低功耗模式后重新执行步骤S3；
(2)当云端的升级程序的版本号高于监测系统当前版本号时，则监测系统终止任务1和任务2；同时执行任务3，下载云端服务器中的系统升级文件；
步骤S6：系统升级文件的下载过程中，监测系统对下载的文件进行校验，并在校验通过后将系统升级文件写入到外部存储器中，系统升级文件完整写入后，监测系统的主控模块更新外部Flash中的Version版本号(如Vx.xx)和Flag标志位(0x4F4B6F6B)；
步骤S7：监测系统关闭APP区跳转到Bootloader启动引导，Bootloader启动引导将外部存储器中的数据读取后写入到内部存储器中，地址为0x08010000-0x0803FFFF；完成冷藏车监测系统的远程升级更新。
步骤S5中，云端的服务器将系统升级文件按照连续的分片包的形式进行依次下发，云端对每个分片包进行CRC加密；主控模块完成系统升级文件的下载、校验并写入到外部存储器中，系统升级文件的下载、校验和写入的详细过程如下：
a.主控模块向云端请求下发系统升级文件的分片包，NB-IOT通信模块将接收的分片包拆包后签名，然后传输给主控模块进行CRC解密校验，主控模块根据解密校验的判断结果作出如下决策：
(1)当校验结果不正确时，则重新向云端请求该分片包；
(2)当校验结果正确时，则将该分片包的中的数据依次写入到外部存储器中；
b.主控模块判断当前写入到外部存储器中的数据对应的分片包是否为最后一个分片包，并作出如下决策：
(1)当完成数据写入的当前分片包不是最后一个分片包时，则向云端请求下一个分片包；
(2)当完成数据写入的当前分片包是最后一个分片包时，则不再向云端发出分片包的下载请求，系统升级文件的下载过程完成。
其中，监测系统进入到低功耗模式时，设置的用于唤醒低功耗模式的定时器闹钟的周期为2min。
实施例3
本发明还包括一种冷藏车的监控系统，如图10所示，该监控系统包括如实施例2的冷藏车的监测系统，监测系统属于监控系统的子系统；在该监控系统中，监控系统根据监测系统实时获取的冷藏车的运输环境状态和云端下达的当前运输货物的运输环境状态要求，制定冷藏车运输环境状态的控制策略；并根据控制策略向实现冷藏车运输状态调整的各执行模块下达管理控制指令。
其中，实现冷藏车运输状态调整的各执行模块包括冷藏车温控系统中的各功能模块，冷藏车湿度控制系统中的各功能模块，以及照明系统中的各功能模块等等。
在该监控系统中，车辆当前运输的货物的详情会上传到云端，云端服务器根据当前运输的获取向监控系统下发当前运输的货物对冷链运输车的环境需求，例如应当保持什么样的温湿度环境，光照环境，通风度等等，监控系统接收到这些指令后，会对车辆的实时状态进行监测，然后根据目标环境需求制定相应的控制策略，使得当前车辆的运输环境达到运输的货物的目标环境需求，并持续进行监测和调控。同时该监控系统也采用如实施例1的方法对系统进行远程升级。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于实时感知的冷藏车的监测系统的远程升级方法，所述远程升级方法应用于具有联网通信功能的基于实时感知的冷藏车的监测系统，实现对所述监测系统的远程升级；远程升级过程中，系统升级指令和的系统升级文件由云端的服务器下发；其特征在于，所述监测系统的远程升级方法包括如下步骤：
步骤S1：所述监测系统进行Bootloader启动引导，将外部存储器中的数据或程序读取并写入到内部存储器中，并清除外部存储器中的Flag标志位，完成硬件的初始化；然后跳转到APP区，执行步骤S2；
步骤S2：所述监测系统建立三个任务函数，分别为：任务1：采集冷藏车实时监测的各项状态指标的数据；任务2：联网并向所述云端上传所述任务1中的采集的数据；任务3：下载系统升级文件；其中，所述任务3在初始状态下处于挂起状态；
步骤S3：所述监测系统按顺序依次执行所述任务1和任务2，并在任务2中的联网上传信息过程中，同时获取由所述云端下发的一个系统升级指令；
步骤S4：所述监测系统根据是否获取到由所述云端下发的所述系统升级指令，作出如下判断与决策：
(1)当所述云端未下发所述系统升级指令时，所述监测系统的联网状态关闭，进入到低功耗模式，等待定时器闹钟唤醒低功耗模式，并执行步骤S3；
(2)当所述云端下发所述系统升级指令并被所述监测系统获取后，所述监测系统与所述云端的服务器握手并请求升级程序的版本号；
步骤S5：监测系统获取当前监测系统的版本号，并根据所述云端的升级程序的版本号和当前监测系统的版本号的关系，作出如下判断和决策：
(1)当所述云端的升级程序的版本号和监测系统当前版本号一致时，则所述监测系统忽略当前升级任务进入低功耗模式，同时等待定时器闹钟唤醒低功耗模式后重新执行步骤S3；
(2)当所述云端的升级程序的版本号高于所述监测系统当前版本号时，则所述监测系统终止任务1和任务2；同时执行任务3，下载所述云端的服务器中的所述系统升级文件；
步骤S6：所述系统升级文件的下载过程中，所述监测系统对下载的文件进行校验，并在校验通过后将所述系统升级文件写入到外部存储器中，所述系统升级文件完整写入后，所述监测系统更新外部存储器中当前监测系统版本号和Flag标志位；
步骤S7：所述监测系统关闭APP区，跳转到Bootloader启动引导区，Bootloader启动引导程序将外部存储器中的数据读取后写入到内部存储器中，完成冷藏车监测系统的远程升级更新。
2.如权利要求1所述的基于实时感知的冷藏车的监测系统的远程升级方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述任务1中采集的冷藏车实时监测的状态指标包括GPS坐标、环境温湿度数据和门开关状态，所述GPS坐标由安装在冷藏车上的GPS定位模块获取；所述温湿度数据由安装在冷藏车车厢内不同位置的多路温湿度传感器模块获取；所述门开关状态由安装在冷藏车的车厢门处的门开关状态传感器获取。
3.如权利要求2所述的基于实时感知的冷藏车的监测系统的远程升级方法，其特征在于：所述步骤S5中，所述云端的服务器将所述系统升级文件按照连续的分片包的形式进行依次下发，所述云端对每个分片包进行加密；所述监测系统完成所述系统升级文件的下载、校验并写入到外部存储器中，所述系统升级文件的下载、校验和写入的详细过程如下：
a.所述监测系统向所述云端请求下发的所述系统升级文件的分片包，然后对所述分片包进行解密校验，根据解密校验的判断结果作出如下决策：
(1)当校验结果不正确时，则重新向所述云端请求该分片包；
(2)当校验结果正确时，则将该分片包的中的数据依次写入到外部存储器中；
b.所述监测系统判断当前写入到外部存储器中的数据对应的分片包是否为最后一个分片包，并作出如下决策：
(1)当完成数据写入的当前分片包不是最后一个分片包时，则所述监测系统向所述云端请求下一个分片包；
(2)当完成数据写入的当前分片包是最后一个分片包时，则所述监测系统不再向云端发出分片包的下载请求，所述系统升级文件的下载过程完成。
4.如权利要求3所述的基于实时感知的冷藏车的监测系统的远程升级方法，其特征在于：所述监测系统通过NB-IoT通信模块实现与所述云端的联网通信；下载的所述系统升级文件的分片包由所述NB-IoT通信模块进行拆包后签名和传输。
5.如权利要求1所述的基于实时感知的冷藏车的监测系统的远程升级方法，其特征在于：所述步骤S7中，Bootloader启动引导程序将外部存储器中的系统升级文件写入到内部存储器中裸机程序的起始位置；所述监测系统跳转到升级成功后的APP区，从而继续执行冷藏车的车辆状态的监测。
6.一种基于实时感知的冷藏车的监测系统，所述监测系统可实现远程升级，其特征在于：所述监测系统包括：
多个多路温湿度传感器，其分别用于获取冷藏车车厢内不同位置的温湿度的实时监测数据；
GPS定位模块，其用于获取反映冷藏车实时位置的GPS坐标；
门开关状态传感器，其用于获取冷藏车车厢门的实时开关状态；
主控模块，其用于：1、定期获取多路温湿度传感器、GPS定位模块和门开关状态传感器的实时监测数据，并将所述监测数据上传到一个云端；2、获取云端下发的系统升级指令，并在判断云端的升级程序的版本号高于当前系统版本号时，向云端请求和下载相应的系统升级文件，完成对监测系统的升级；所述主控模块中还包括内部存储器，所述内部存储器用于存储监测系统运行过程中的产生的运算数据以及与一个外部存储器交换的数据；
NB-IoT通信模块，其用于实现主控模块与云端的服务器间的联网通信，并在主控模块和云端的服务器间进行指令和数据的双向传输；以及
外部存储器，其用于存储主控模块从云端下载系统升级文件，当前监测系统的版本号和监测系统运行过程中设置的Flag标志位；
其中，所述监测系统的远程升级方法如下：
步骤S1：所述监测系统开机运行后，首先进行Bootloader启动引导，将外部存储器中的数据或程序读取并写入到内部存储器中，并清除外部存储器中的Flag标志位，完成硬件的初始化；然后跳转到APP区，执行步骤S2；
步骤S2：所述监测系统建立三个任务函数，分别为：任务1：采集冷藏车实时监测的各项状态指标的数据；任务2：联网并向一个云端上传所述任务1中的采集的数据；任务3：下载系统升级文件；其中，所述任务3在初始状态下处于挂起状态；
步骤S3：所述监测系统按顺序依次执行所述任务1和任务2，并在任务2中的联网上传信息过程同时获取由所述云端下发的系统升级指令：
步骤S4：所述监测系统根据是否获取到由所述云端下发的系统升级指令，作出如下判断与决策：
(1)当所述云端未下发系统升级指令时，所述监测系统的联网状态关闭，进入到低功耗模式，同时等待定时器闹钟唤醒低功耗模式，并执行步骤S3；
(2)当所述云端下发系统升级指令并被所述监测系统获取后，所述监测系统与所述云端的服务器握手并请求升级程序的版本号；
步骤S5：所述监测系统获取当前监测系统的版本号，并根据所述云端的升级程序的版本号和当前监测系统的版本号的关系，作出如下判断和决策：
(1)当所述云端的升级程序的版本号和所述监测系统当前版本号一致时，则所述监测系统忽略当前升级任务进入低功耗模式，同时等待定时器闹钟唤醒低功耗模式后重新执行步骤S3；
(2)当所述云端的升级程序的版本号高于所述监测系统当前版本号时，则所述监测系统终止所述任务1和所述任务2；同时执行所述任务3，下载所述云端的服务器中的系统升级文件；
步骤S6：系统升级文件的下载过程中，所述监测系统对下载的文件进行校验，并在校验通过后将系统升级文件写入到外部存储器中，系统升级文件完整写入后，所述监测系统更新外部存储器中当前监测系统版本号和Flag标志位；
步骤S7：所述监测系统关闭APP区，跳转到Bootloader启动引导区，Bootloader启动引导程序将外部存储器中的数据读取后写入到内部存储器中，完成冷藏车监测系统的远程升级更新。
7.如权利要求6所述的基于实时感知的冷藏车的监测系统，其特征在于：所述步骤S5中，云端的服务器将系统升级文件按照连续的分片包的形式进行依次下发，云端对每个分片包进行CRC加密；所述主控模块完成系统升级文件的下载、校验并写入到外部存储器中，所述系统升级文件的下载、校验和写入的详细过程如下：
a.主控模块向云端请求下发系统升级文件的分片包，NB-IOT通信模块将接收的分片包拆包后签名，然后传输给主控模块进行CRC解密校验，主控模块根据解密校验的判断结果作出如下决策：
(1)当校验结果不正确时，则重新向云端请求该分片包；
(2)当校验结果正确时，则将该分片包的中的数据依次写入到外部存储器中；
b.主控模块判断当前写入到外部存储器中的数据对应的分片包是否为最后一个分片包，并作出如下决策：
(1)当完成数据写入的当前分片包不是最后一个分片包时，则向云端请求下一个分片包；
(2)当完成数据写入的当前分片包是最后一个分片包时，则不再向云端发出分片包的下载请求，系统升级文件的下载过程完成。
8.如权利要求6所述的基于实时感知的冷藏车的监测系统，其特征在于：所述监测系统进入到低功耗模式时，设置的用于唤醒低功耗模式的定时器闹钟的周期为2min。
9.如权利要求6所述的基于实时感知的冷藏车的监测系统，其特征在于：所述监测系统还包括供电模组，所述供电模组用于在监测系统运行过程中为其余功能模块供电；所述供电模组包括电源、充放电管理电路和稳压模块；所述电源为可充电的锂电池；所述充放电管理电路用于控制所述锂电池的充放电状态；所述锂电池经过所述稳压模块为所述监测系统中的其它功能模块供电，所述稳压模块用于保持所述锂电池的输出电压的稳定。
10.一种基于实时感知的冷藏车的监控系统，其特征在于：所述监控系统包括如权利要求6-9中任意一项所述的监测系统，所述监控系统用于根据所述监测系统实时获取的冷藏车的运输环境状态和云端下达的当前运输货物的运输环境状态要求，制定冷藏车运输环境状态的控制策略，并根据所述控制策略向实现冷藏车运输状态调整的各执行模块下达管理控制指令；实现冷藏车运输状态调整的所述各执行模块包括冷藏车温控系统中的各功能模块，和/或车厢门状态控制系统中的功能模块，和/或冷藏车湿度控制系统中的各功能模块，和/或照明系统中的各功能模块。
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| CN202110503532.7A CN113219872A (zh) | 2021-05-10 | 2021-05-10 | 一种基于实时感知的冷藏车的监测系统的远程升级方法 |
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