本發(fā)明涉及ota升級，具體為一種基于usb和串口的ota升級控制電路及在線升級系統(tǒng)。

背景技術：

1、ota代表over-the-air?technology，即空中下載技術或空中傳送技術。ota技術允許設備通過無線網(wǎng)絡接收并安裝更新，而無需用戶將設備連接到電腦或其他有線設備，被廣泛應用于智能手機、平板電腦、智能手表等智能設備，以及近年來逐漸普及的智能汽車領域。ota升級則是指通過ota技術實現(xiàn)的軟件或固件的更新過程。具體來說，ota升級允許設備在連接到網(wǎng)絡時自動或手動下載并安裝新的軟件版本。這些更新可能包含修復已知的錯誤、添加新功能、改進現(xiàn)有功能或提升設備性能等內(nèi)容。

2、就比如公開號為cn117595481a的專利文件公開了一種ota升級控制電路、控制方法和逆變設備，該發(fā)明通過增加dsp芯片的ota專門io信號，實現(xiàn)了在一個dsp芯片進行ota升級時，另一個芯片能夠維持兩個繼電器的吸合，避免負載掉電的情況，此外當其中一個芯片出現(xiàn)異?；蛘咄ㄐ叛舆t時，另一個芯片可以通過控制相應的繼電器斷開，以使供電回路可靠斷開，避免安規(guī)風險。

3、但類似于上述申請的現(xiàn)有ota升級控制電路依然存在不足：由于現(xiàn)有的ota升級控制電路普遍穩(wěn)定性不強，一旦出現(xiàn)了網(wǎng)絡不穩(wěn)定、設備硬件故障或升級包本身的問題，都會導致ota升級失敗，從而導致設備無法正常啟動或功能異常，且執(zhí)行ota升級流程，由于缺乏錯誤處理和恢復機制，在設備升級出現(xiàn)故障時，無法及時得到處理，這進一步影響了升級的穩(wěn)定性和成功率。

4、因此，急需對此缺點進行改進，本發(fā)明則是針對現(xiàn)有的技術及不足予以研究改良，提供有一種基于usb和串口的ota升級控制電路及在線升級系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于usb和串口的ota升級控制電路及在線升級系統(tǒng)，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、一方面，提供了一種基于usb和串口的ota升級控制電路，包括：

4、主控制模塊：負責整個ota升級過程的管理和控制，包括啟動升級、監(jiān)控升級進度、處理錯誤和恢復等；

5、usb/串口通信模塊：負責設備與電腦或其他外部設備之間的數(shù)據(jù)傳輸，包括升級包的接收和發(fā)送；

6、電路優(yōu)化模塊：負責改進和優(yōu)化ota升級過程中所使用的算法和通信協(xié)議，包括優(yōu)化升級算法和協(xié)議，減少升級過程中的數(shù)據(jù)丟失、錯誤和中斷，確保升級過程的順利進行，以及改進升級流程，縮短升級時間，提高用戶體驗；

7、存儲管理模塊：負責管理設備的存儲空間，將ota升級過程中接收到的升級包存儲到設備的存儲空間中，確保升級包的正確存儲和讀??；

8、電源管理模塊：負責監(jiān)控設備的電池電量和電源狀態(tài)，以確保設備在ota升級過程中有足夠的電力支持，以及處理升級過程中的電源異常情況，如電源適配器斷開、電池電量急劇下降等。

9、進一步的，所述主控制模塊通過接收用戶指令或系統(tǒng)觸發(fā)的升級信號，啟動ota升級流程，并在升級過程中，持續(xù)監(jiān)控各個模塊的狀態(tài)和進度，確保升級過程順利進行，一旦遇到錯誤或異常情況，如數(shù)據(jù)校驗失敗、通信中斷或設備無響應等，立即調(diào)用錯誤處理和恢復機制來解決問題。

10、進一步的，所述錯誤處理和恢復機制的具體流程如下：

11、在錯誤處理階段，主控制模塊先通過對錯誤日志的詳細分析，或是對通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗M行校驗，來嘗試定位并診斷問題的根源，并在確定問題的具體原因后，根據(jù)預設的錯誤處理策略，采取相應的措施來解決問題；

12、1）重試或調(diào)整參數(shù)：主控制模塊指示相關模塊進行重試或調(diào)整；例如，因為通信中斷導致的升級失敗，主控制模塊可嘗試重新建立通信連接，并繼續(xù)傳輸升級數(shù)據(jù)；

13、2）啟動恢復機制：包括回滾到之前的穩(wěn)定版本、重置設備到出廠設置或嘗試其他備用升級方案，且在恢復過程中，主控制模塊會確保設備的穩(wěn)定性和安全性，避免因為錯誤的恢復操作導致設備進一步損壞。

14、進一步的，所述usb/串口通信模塊通過usb接口或串口接口與外部設備進行連接，利用通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸；在ota升級過程中，它接收從外部設備發(fā)送來的升級包，并將其傳輸給主控制模塊進行處理，同時，將升級進度和結果等信息反饋給外部設備。

15、進一步的，所述usb/串口通信模塊具體包括以下單元：

16、usb接口單元：負責設備與電腦之間的usb連接和數(shù)據(jù)傳輸，組成包括usb連接器（用于物理連接電腦和設備，通常采用標準的usb接口規(guī)格）、usb信號調(diào)理電路（對usb信號進行放大、濾波和整形等處理，以確保信號的穩(wěn)定性和準確性）和usb控制器（負責usb通信協(xié)議的實現(xiàn)，包括數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂?、錯誤檢測和糾正等）等部分；

17、串口通信單元：負責設備與外部設備之間的串口連接和數(shù)據(jù)傳輸，組成包括串口控制器（負責串口通信協(xié)議的實現(xiàn)，包括波特率設置、數(shù)據(jù)格式配置和通信狀態(tài)監(jiān)控等）、串口收發(fā)器（負責數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為適合串口傳輸?shù)哪M信號，或從模擬信號中恢復出數(shù)字信號）和串口接口電路（提供與外部設備連接的物理接口，包括電平轉(zhuǎn)換電路和信號隔離電路等，以確保不同設備之間的兼容性和信號完整性）等部分；

18、數(shù)據(jù)傳輸與處理單元：負責升級包的接收、存儲、處理和發(fā)送，組成包括數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（用于暫時存儲接收到的升級包數(shù)據(jù)，以便后續(xù)處理）、數(shù)據(jù)處理電路（對接收到的數(shù)據(jù)進行校驗、解密和解析等處理，以確保數(shù)據(jù)的正確性和安全性）和數(shù)據(jù)傳輸控制器（負責數(shù)據(jù)的傳輸控制，包括數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收時序、數(shù)據(jù)流的管理等）等部分。

19、進一步的，所述電路優(yōu)化模塊的優(yōu)化措施包括：

20、1）ota升級算法和協(xié)議

21、增加數(shù)據(jù)校驗機制：在數(shù)據(jù)傳輸過程中增加校驗碼或校驗和，并在接收端對數(shù)據(jù)進行驗證，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤或丟失，則請求重傳，以減少升級失敗的風險；

22、錯誤重傳機制：當檢測到數(shù)據(jù)傳輸錯誤時，自動請求發(fā)送端重新發(fā)送丟失或錯誤的數(shù)據(jù)包，通過多次重傳和驗證，直至所有數(shù)據(jù)包都能正確接收和處理；

23、斷點續(xù)傳功能：針對升級過程中的升級失?。ㄒ蚓W(wǎng)絡中斷、設備斷電等原因?qū)е拢４娈斍暗纳夁M度，并在網(wǎng)絡恢復或設備重新上電后，從上次失敗的斷點處繼續(xù)升級，避免重復下載和安裝已完成的部分；

24、2）升級流程

25、并行處理與多線程：在升級過程中，采用并行處理和多線程技術，同時下載和安裝多個軟件包或更新包，通過提高并發(fā)性，縮短升級時間，提升用戶體驗；

26、智能預約與調(diào)度：根據(jù)用戶的使用習慣和設備的狀態(tài)，智能預約升級時間，避免在用戶使用設備時進行升級，并通過調(diào)度策略，使升級過程在設備空閑或低負載時進行，減少對用戶正常使用的影響。

27、進一步的，所述存儲管理模塊根據(jù)存儲空間的大小和剩余容量，選擇合適的存儲位置和方式，并在升級完成后清理不再需要的舊版本固件，以釋放存儲空間。

28、進一步的，所述電源管理模塊包括以下組成部分：

29、電源轉(zhuǎn)換器：將輸入的電能轉(zhuǎn)換為設備所需的電能形式，包括電壓的轉(zhuǎn)換（如ac-dc、dc-dc轉(zhuǎn)換）以及電流的調(diào)整；

30、電源監(jiān)控電路：實時監(jiān)測設備的電源狀態(tài)，包括電壓、電流以及電源質(zhì)量等參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)電源異常情況，如電壓過高、電流過大或電源波動等，并向電源管理模塊的其他部分發(fā)出警報，確保設備在安全的電源范圍內(nèi)工作，避免因電源問題而導致的設備損壞或性能下降；

31、電源保護電路：在電源異常情況下迅速切斷電源或采取其他保護措施，以防止設備損壞或人員傷亡，包括過壓保護、過流保護、短路保護等功能，確保設備在遭遇電源故障時能夠安全停機或采取其他適當?shù)膽贝胧?/p>

32、進一步的，所述電源管理模塊提供了以下電源管理策略：

33、1）設備連接了電源適配器，優(yōu)先使用外部電源進行供電，以減少對電池的消耗；

34、2）在升級過程中，若用戶需要離開設備一段時間，自動將設備切換到低功耗模式，以延長電池使用時間；

35、3）根據(jù)設備的電池健康狀況和剩余電量，智能地調(diào)整設備的性能和功耗，以確保升級過程的順利進行；

36、且所述電源管理模塊的管理操作分為如下三個階段：

37、在ota升級開始之前，檢查設備的電池電量是否充足，以確保升級過程不會因電量不足而中斷；

38、在ota升級過程中，針對電源異常情況，電源管理模塊的應對措施為暫停升級過程，以防止因電源不足而導致的數(shù)據(jù)損壞或設備故障，并向用戶發(fā)出警告，提示用戶檢查電源連接或更換電池；

39、在ota升級完成后，恢復設備的電源狀態(tài)。

40、另一方面，提供了一種在線升級系統(tǒng)，應用于如上述的基于usb和串口的ota升級控制電路，所述系統(tǒng)包括以下工作流程：

41、s1、usb/串口通信模塊接收從外部設備發(fā)送來的升級包后，存儲管理模塊根據(jù)存儲空間的大小和剩余容量，選擇合適的存儲位置和方式，將ota升級過程中接收到的升級包存儲到設備的存儲空間中；

42、s2、電源管理模塊在ota升級開始之前，檢查設備的電池電量是否充足，確認充足后觸發(fā)主控制模塊；

43、s3、主控制模塊啟動ota升級流程，并在升級過程中，持續(xù)監(jiān)控各個模塊的狀態(tài)和進度，當遇到錯誤或異常情況時，先嘗試定位并診斷問題的根源，然后根據(jù)預設的錯誤處理策略，采取重試或調(diào)整參數(shù)、啟動恢復機制的措施來解決問題；

44、s4、電源管理模塊實時監(jiān)控設備的電池電量和電源狀態(tài)，并處理升級過程中的電源異常情況，同時，usb/串口通信模塊將升級進度和結果信息反饋給外部設備；

45、s5、在升級完成后，存儲管理模塊立即清理不再需要的舊版本固件，釋放存儲空間。

46、本發(fā)明提供了一種基于usb和串口的ota升級控制電路及在線升級系統(tǒng)，具備以下有益效果：

47、本發(fā)明所提供的ota升級控制電路，通過usb和串口實現(xiàn)了與電腦或其他外部設備之間的數(shù)據(jù)傳輸，以便及時接收從外部設備發(fā)送來的升級包，將其傳輸給主控制模塊進行處理，使主控制模塊執(zhí)行ota升級流程，并在升級過程中增加錯誤處理和恢復機制，以便在升級失敗時能夠恢復到之前的狀態(tài)，顯著提升了ota升級效率和穩(wěn)定性，配合電源管理模塊在ota升級開始前檢查設備的電池電量，并在ota升級過程中處理電源異常情況，使得設備在ota升級過程中能夠有足夠的電力支持，此外，設計有電路優(yōu)化模塊，用于改進ota升級算法和協(xié)議、優(yōu)化升級流程，進一步提高了升級的穩(wěn)定性和成功率。