集中器模块远程升级方案.docx
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集中器模块远程升级方案.docx
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集中器模块远程升级方案
版本
日期
BY
说明
v1.0
2013.10.12
William
初版
V1.1
2013.10.14
William
1、考虑兼容新旧版本的国网集中器,按照Q/GDW1376.1-2013和Q/GDW1376.2-2013修改有关协议内容;
2、修改参数区内容;
3、添加或修改有关流程图。
V1.2
2013.10.21
William
1、为与Q/GDW1376.2-2013的勘误表(2013年9月18日颁布)兼容,修改表6文件标识定义;
2、修改表13参数区内容,增加地址文件标识;
3、修改首段和末段内容,将附加内容从末段移到首段;
4、修改图1应用程序远程升级流程,在IAP程序部分增加校验程序文件的步骤;
5、修改图5内部FLASH分配,将IAP程序区从4KB扩大到8KB。
V1.3
2013.10.25
William
1、因内部程序空间可能不够用,将升级文件的暂存区从内部FLASH移到外部FLASH;
2、将升级文件的暂存区从内部FLASH移出后,应用程序空间比较富裕。
考虑以后IAP程序的升级,修改图5内部FLASH分配,将IAP程序区从8KB扩大到20KB。
V1.4
2013.10.30
William
1、取消新旧版本检查的要求。
微功率无线系统远程升级方案
1.说明
微功率无线系统因为各种原因,如修正程序BUG、增加新功能、改进路由算法、适应新功能等,可能需要对现场正在使用的集中器本地通信模块或从节点模块(采集器和电表模块)进行软件升级。
为便于实施,升级以远程方式为主。
2.适用范围
本方案适用于锐拔科技采用STM32F103RC为主控MCU的各型集中器本地通信模块。
暂时只考虑集中器本地通信模块远程升级的实施细节,微功率无线系统中其它模块或芯片的升级只提供协议支持和升级程序文件在集中器本地通信模块中的暂存。
3.程序总体流程
为了实现远程升级,集中器本地通信模块主控芯片内部一般存在2个相对独立的程序,一个是应用程序,另一个是IAP(In_ApplicationProgram)程序。
这2个程序都应该是可以升级的。
对应用程序的升级可分为两个部分:
一部分在应用程序中,用于接收并保存升级数据,升级数据接收完整并校验正确后,设置IAP程序的启动标识。
另一部分是IAP程序,用于更新应用程序。
对IAP程序的升级可以全部在应用程序中完成,包括接收、保存、校验升级数据和更新IAP程序。
图1 集中器本地通信模块应用程序远程升级流程
图2 集中器本地通信模块IAP程序远程升级流程
4.升级文件的传输协议
4.1.主站与旧版国网集中器之间(使用Q/GDW376.1-2009协议)
可利用Q/GDW376.1-2009协议的数据转发AFN=10H的F1透明转发来分段下传升级文件,此时终端通信端口号设置为31,透明转发的内容不能是DL/T645格式。
如果主站在下发的超时时间内未收到集中器的正确应答,则重发数据,最大重发次数为3次。
如果3次重发都未收到正确应答,主站向用户提示升级文件下传失败,停止远程升级。
4.1.1.旧版国网集中器处理流程
图3 旧版国网集中器处理流程
1.集中器收到主站下发的透传命令后,需要解析是从节点监控命令还是集中器本地通信模块操作命令,如果是从节点监控命令,需要转成Q/GDW376.2-2009协议的数据转发(AFN=13H)的监控从节点(F1);否则直接将报文中的透明转发内容全部透传给集中器本地通信模块。
2.在升级过程中可能会接收到集中器的心跳和登录报文,升级主站软件要注意正确响应。
3.集中器发送透传报文给集中器本地通信模块后,等待集中器本地通信模块返回应答报文的超时时间为6s。
4.1.2.下行报文数据单元
表1 透明转发数据单元格式
数据内容
数据格式
单位
字节数
终端通信端口号
BIN
1
透明转发通信控制字
BS8
1
透明转发接收等待报文超时时间
BS8
10ms或1s
1
透明转发接收等待字节超时时间
BIN
10ms
1
透明转发内容字节数k
BIN
字节
2
透明转发内容
k
——终端通信端口号:
数据范围1~31。
4.1.3.上行报文数据单元
表2 透明转发应答数据单元格式
数据内容
数据格式
字节数
终端通信端口号
BIN
1
透明转发内容字节数k
BIN
2
透明转发内容
k
——终端通信端口号:
数据范围1~31。
4.2.主站与新版国网集中器之间(使用Q/GDW1376.1-2013协议)
可利用Q/GDW1376.1-2013协议的文件传输AFN=0FH的F1文件传输方式1来分段下传升级文件。
如果主站在下发的超时时间内未收到集中器的正确应答,则重发数据,最大重发次数为3次。
如果3次重发都未收到正确应答,主站向用户提示升级文件下传失败,停止远程升级。
4.2.1.新版国网集中器处理流程
图4 新版国网集中器处理流程
1.集中器与主站之间的文件传输全部完成后,集中器才会开始与集中器本地通信模块之间的文件传输。
2.集中器与集中器本地通信模块之间的文件传输进行时,集中器不用将集中器本地通信模块的应答报文上报主站。
3.在升级过程中可能会接收到集中器的心跳和登录报文,升级主站软件要注意正确响应。
4.集中器发送文件传输命令给集中器本地通信模块后,等待集中器本地通信模块返回应答报文的超时时间为6s。
4.2.2.下行报文数据单元
表3 文件传输方式1数据单元格式
数据内容
数据格式
字节数
文件标识
BIN
1
文件属性
BIN
1
文件指令
BIN
1
总段数n
BIN
2
第i段标识或偏移(i=0~n-1)
BIN
4
第i段数据长度Lf
BIN
2
文件数据
BIN
Lf
1——文件标识
∙00H:
清除下装文件,恢复到升级前状态。
∙01H:
终端升级文件。
∙02H:
远程(上行)通讯模块升级文件。
∙03H:
本地通信模块升级文件。
∙04H:
采集器升级的采集器地址文件。
∙05H:
采集器升级的采集器程序文件。
∙06H:
采集器通信模块升级的地址文件。
∙07H:
采集器通信模块升级的程序文件。
2——文件属性:
起始、中间帧:
00H;结束帧:
01H。
3——文件指令:
00H:
报文方式下装;01H:
FTP方式下装;02H:
启动组地址升级。
4——第i段标识或偏移(i=0~n):
除最后一段外,其余长度固定。
5——文件数据:
报文方式下装时,为文件内容;FTP方式下装时,按照ftp:
//文件路径,账号/口令的方式填写;清除下装文件、启动组地址升级则为空。
采集器地址文件中,每6个字节为一个采集器地址。
4.2.3.上行报文数据单元
表4 文件传输方式1数据单元格式
数据内容
数据格式
字节数
收到当前段标识
BIN
4
6——收到当前段标识:
一般填写收到报文中的段标识,但以下几种情况例外:
∙检查发现文件错误,填写0xFFFFFFFF。
∙FTP服务器无法登录,填写0xFFFFFFFE。
∙FTP服务器中找不到指定文件,填写0xFFFFFFFD。
∙下发的文件标识为0x00时,填写0x00000000。
4.3.集中器与集中器本地通信模块之间
可利用Q/GDW1376.2-2013协议中新增的文件传输指令AFN=15H的F1文件传输方式1来分段下传升级文件,并实现断点续传的功能。
4.3.1.下行报文数据单元
表5 文件传输1数据单元格式
数据内容
数据格式
字节数
文件标识
BIN
1
文件属性
BIN
1
文件指令
BIN
1
总段数n
BIN
2
第i段标识(i=0~n-1)
BIN
4
第i段数据长度Lf
BIN
2
文件数据
BIN
Lf
——文件标识
●00H:
清除下装文件。
●03H:
本地通信模块升级文件。
●07H:
主节点和子节点模块升级(勘误表新增,意义不明)。
●08H:
子节点模块升级(勘误表新增,意义不明)。
●其它:
保留。
——文件属性:
起始帧、中间帧为00H;结束帧为01H。
——文件指令:
00H:
报文方式下装;01H~FFH:
备用。
——第i段标识或偏移(i=0~n-1):
除最后一段外,其余长度固定。
考虑到远程升级其它芯片和程序的需要,可对文件标识的定义进行以下扩展。
表6 文件标识定义
文件标识
升级目标芯片和程序
0x00
清除下装文件
0x03
本地通信模块升级文件(路由芯片应用程序)
0x07
主节点和子节点模块升级
0x08
子节点模块升级
0x80
本地通信模块升级文件(路由芯片IAP程序)
0x71
I型采集器升级的采集器地址文件
0x81
I型采集器升级的采集器程序文件
0x72
I型采集器通信模块升级的采集器地址文件
0x82
I型采集器通信模块升级的采集器程序文件
0x73
II型采集器升级的采集器地址文件
0x83
II型采集器升级的采集器程序文件
0x74
电表模块升级的地址文件
0x84
电表模块升级的程序文件
0x75
中继器升级的地址文件
0x85
中继器升级的程序文件
在地址文件中,每6个字节为1个地址,低地址在前。
首段和中间段的文件内容数据长度固定为Lf字节。
末段的文件内容数据长度小于或等于Lf字节。
首段中除文件内容数据外,还可以附加升级文件的版本信息和MD5摘要值,用于校验。
首段的文件数据格式如下。
表7 首段文件数据格式
数据内容
数据格式
字节数
备注
附加内容标识
BIN
4
低字节在前(可选)
文件版本信息
BIN
10
参见表9,分成7个域,每个域中低字节在前
文件MD5摘要值
BIN
16
低字节在前
文件内容数据
BIN
Lf或Lf-30
——附加内容标识的有效值如下:
表8 附加内容标识有效值
标识
有效值
附加内容标识
0xAAA55AAA
如果附加内容标识有效,则认为首段文件数据中包含有文件版本信息和文件MD5摘要值,即需要进行文件版本和内容的校验。
此时首段文件内容数据的长度是Lf-30。
如果附加内容标识无效,则认为首段文件数据全部都是文件内容数据,即不需要进行文件版本和内容的校验。
此时首段文件内容数据的长度是Lf。
——文件版本信息格式如下:
表9 文件版本信息格式
数据内容
数据格式
字节数
备注
厂商代码
ASCII
2
芯片代码
ASCII
2
版本日期-日
BCD
1
版本日期-月
BCD
1
版本日期-年
BCD
1
版本号
BCD
2
备用
BIN
1
固定为0xFF
——文件MD5摘要值的校验范围是完整文件内容数据,不包括附加内容标识和文件版本信息。
中间段的文件数据格式如下:
表10 中间段文件数据格式
数据内容
数据格式
字节数
文件内容数据
BIN
Lf
末段的文件数据格式如下:
表11 末段文件数据格式
数据内容
数据格式
字节数
文件内容数据
BIN
≤Lf
4.3.2.上行报文数据单元
表12 文件传输1应答数据单元格式
数据内容
数据格式
字节数
收到当前段标识
BIN
4
——收到当前段标识:
一般填写收到报文中的段标识,但当检查发现文件错误,填写0xFFFFFFFF。
当收到的文件标识为00H时,填写0x00000000。
下装时本地通信模块保存接收到的段号并回复集中器,指示集中器发送下一段报文。
若本地通信模块回复的段号为0xFFFFFFFF,则集中器退出下装文件流程。
集中器记录总段数和已发送的段号以便进行断点续传。
若本地通信模块收到的段号不连续,回复连续的最后一个段号。
若本地通信模块重复收到首段,表示重新开始文件下装,本地通信模块应重新开始段号计数。
5.存储空间分配
锐拔科技采用STM32F103RC为主控芯片的集中器本地通信模块,内部FLASH有256KB。
目前使用的外部FLASH型号是MX25L8006E,容量是1MB。
升级文件需要在外部FLASH中先做暂存,升级过程中还有一些参数需要保存在内部FLASH中。
5.1.STM32F103RC内部FLASH分配
图5STM32F103RC内部FLASH分配
其中的参数区用于保存参数与标识,实现断点续传。
参数备份区用于参数区的掉电保护,保存内容如下表。
表13 参数区数据内容
序号
参数
格式
长度(B)
偏移地址
备注
1
参数区长度
BIN
2
0x00-0x01
低字节在前
2
主节点地址
BCD
6
0x02-0x07
低字节在前
3
保留
BIN
1
0x08
固定为0xFF
4
地址文件标识
BIN
1
0x09
参见表6
5
保留
BIN
1
0x0A
固定为0xFF
6
程序文件标识
BIN
1
0x0B
参见表6
7
文件版本信息
BIN
10
0x0C-0x15
参见表9,低字节在前
8
文件MD5摘要值
BIN
16
0x16-0x25
低字节在前
9
文件总段数
BIN
2
0x26-0x27
低字节在前
10
首段和中间段文件数据长度
BIN
2
0x28-0x29
低字节在前
11
末段文件内容数据长度
BIN
2
0x2A-0x2B
低字节在前
12
IAP启动标识
BIN
2
0x2C-0x2D
参见表14,低字节在前
13
参数区校验码
BIN
2
0x2E-0x2F
低字节在前
——参数区长度是可变的,可以随着参数的增加而加大。
该长度包含了自身和参数区校验码。
——参数区校验码的计算从参数区长度开始,采用与微功率无线通讯相同的CRC16-CCITT算法。
注意:
仅当参数区长度和参数区校验码都有效时才认为参数区数据有效,否则从参数备份区中恢复数据或擦除整个参数区和参数备份区所在的FLASH页面。
——IAP启动标识的有效值如下:
表14 IAP启动标识有效值
标识
有效值
意义
IAP启动标识
0x5AA5
需要进行文件版本和内容的校验
IAP启动标识
0xA55A
不需要进行文件版本和内容的校验
当文件标识为0x03,即升级本地通信模块应用程序时。
当接收到完整的文件数据,并且首段文件数据中含有附加内容,则执行文件版本信息和文件内容校验。
如果校验正确,则设置IAP启动标识为0x5AA5。
如果其中不含有附加内容,则设置IAP启动标识为0xA55A。
当应用程序升级完成并且校验正确后,IAP启动标识将被清除。
5.2.外部FLASH分配(MX25L8006E)
图6外部FLASH分配(MX25L8006E)
其中的升级文件暂存区可以用来暂存集中器本地通信模块主控芯片或从节点模块芯片(采集器和电表模块)等的升级程序文件和升级地址文件。
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- 集中器 模块 远程 升级 方案