CN112540780A - 一种编队无人机批量固件升级实现系统、方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于信息处理技术领域，公开了一种编队无人机批量固件升级实现方法，可用于编队无人机以及其他可集群控制执行批量固件升级的电子设备。设备正常启动时，首先进入Bootloader程序判断固件升级标志，跳转到Application程序；设备需固件升级时，由WiFi或4G/5G链路通过Application程序内的固件升级模块触发固件升级逻辑完成固件下载并改写固件升级逻辑标志，重启设备，进入Bootloader程序判断固件升级标志位，跳转到Recovery程序，完成对Application程序的固件升级。本发明解决了传统Bootloader程序自身不可升级、Application固件升级功能失效、设备因固件升级损坏的缺点，具有良好的稳定性和异常应对能力。
Description
技术领域
本发明属于信息处理技术领域，尤其涉及一种编队无人机批量固件升级实现系统、方法。
背景技术
随着科学技术的发展，越来越多的设备具备固件升级能力，设备在出厂之后，用户可通过一定方式对设备进行固件升级，从而实现对现有设备软件缺陷的修复，或者添加新特性、新功能来提升用户体验。例如手机，电子计算机，嵌入式终端等设备，均通过此方式来不断提高操作系统的安全性和用户体验。
上述例子中的手机、电子计算机是非常成熟的设备，有着相对稳定和固定的固件升级系统，但由于其过于复杂和庞大，很难在编队无人机系统中复制和实现。且传统固件升级方法仅支持单一系统升级，无法实现类似编队无人机批量固件升级的需求。目前，多数可升级设备仍采用较为简单的固件升级逻辑，即“Bootloader+Application”的程序组合，Bootloader程序负责程序引导和执行固件升级，Application程序负责执行设计好的应用，同时作为固件升级的入口启动固件升级，示意图如图1所示。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)Bootloader程序自身不可升级。Bootloader程序是设备启动后首先执行的程序，具备功能如下：①引导跳转功能，默认情况下将程序引导跳转到Application程序中，②固件升级功能，当Application程序需要升级时，执行固件升级功能将新的Application固件写入到固件存储区。现有技术方案一方面Application程序不具备对Bootloader程序的固件升级功能，另一方面升级Bootlaoder程序存在较大的风险，一旦Bootloader程序固件在升级过程中损坏，设备将无法启动，因此现有技术方案中Bootloader程序是不可固件升级的。
(2)Bootloader程序的固件升级功能和Application程序强耦合，Application缺陷具有可能导致固件升级功能永久失效的可能性。由于现有技术方案的固件升级模块集成在Bootloader程序中，而触发固件升级的逻辑在Application程序中，这就要求两个程序的接口、协议、固件升级逻辑必须完全匹配，如果Application程序更新后的固件升级逻辑与Bootloader程序中的不兼容，那么设备将用于无法再执行固件升级。
(3)固件升级过程中有可能因意外导致设备系统永久损坏。此问题原理与(2)类似，当执行Application固件升级时，现有技术方案Bootloader程序首先将原有Application程序擦除，然后写入新的固件，如果此时发生意外情况例如断电或程序终止，那么Application程序将永久损坏，即使设备重新启动引导到Application程序，由于固件数据损坏，设备也无法正常工作，这也是目前市面上多数设备在进行固件更新时要求剩余电量大于一定值的原因。
解决以上问题及缺陷的难度为：
对于正式产品来说，无论是更新Bootloader程序还是解决Application程序的故障，通常需要拆掉设备外壳直接对存储介质烧写固件，对存储介质烧写固件本身比较容易，但是这样会破坏产品的出厂状态，这一点是用户无法接受的。更严重的是，对于批量生产销售的产品，例如编队飞机，通过一对一的产品固件升级去完成大批量设备的固件升级是不现实的事情，一旦设备发生故障，无损解决问题的可能性为零。
解决以上问题及缺陷的意义为：
随着产品制造加工技术的日益成熟，产品的迭代、推陈出新的速度越来越快，这就导致设备固件的开发需要在很短的时间内完成，也意味着固件的稳定性、安全性存在一些漏洞，需要不断的更新固件来修复已知的问题，通常这也是一些设备厂商的做法，先发行一个可用的版本，后期通过系统升级来完善自己的产品。本方法解决了Bootloader需要更新的问题，以及因操作不当或其他意外原因可能导致设备损坏的问题，并且通过本方法实现完整的固件升级逻辑，能够保证设备永远处于可升级的状态，帮助设备生产商快速的更新固件，达到修复bug、优化固件功能、改善用户体验等目的。
本方法另外一个重要的意义为，这是一套通用的、安全的固件升级方法，可适配几乎所有的电子产品，通过移植已有的方法，新开发的设备也能够快速具备固件升级功能，大大减少开发此功能所需的投入成本。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种编队无人机批量固件升级实现系统、方法以及其他可集群控制执行批量固件升级的电子设备。
本发明是这样实现的，一种编队无人机批量固件升级实现方法，所述固件升级实现方法包括：
执行Bootloader程序，由所述Bootloader程序判断固件升级标志，执行引导跳转，跳转到Application程序；
所述Application程序需固件升级时，由WiFi或4G/5G链路通过Application程序内的固件升级模块触发固件升级逻辑完成固件下载并改写固件升级逻辑标志，此时执行“读写标志”，然后重启设备，执行Bootloader程序判断固件升级标志位，完成对所述Application程序的固件升级；
Recovery程序需固件升级时，通过所述Application程序的升级入口下载固件，并通过固件升级，完成对Recovery程序的固件升级；
所述Application或Recovery中任何一个程序发生异常时，所述Bootloader程序自动将系统引导到所述Application或Recovery中一个正常的程序，用户通过固件升级功能恢复所述Application或Recovery中发生异常的程序；
Application或Recovery其中任何一个程序在执行固件升级的过程中发生意外情况，供电恢复时系统自动恢复之前未完成的固件升级，用于设备恢复正常可用的状态。
进一步，所述Application程序需要固件升级中，对于需升级Application程序，执行引导跳转，跳转到Recovery程序；Recovery程序同样需要升级Application程序时，通过升级入口下载固件，通过固件升级完成对Application程序的固件升级。
本发明的另一目的在于提供一种固件升级实现系统，所述固件升级实现系统包括：
固件分离系统，用于将Bootloader程序中的固件升级功能分离出来；
固件优化系统，优化设计固件升级逻辑，使固件升级功能形成完整闭环；
基于4G/5G或WiFi链路的远程批量固件升级系统。
进一步，所述固件分离系统包括Bootloader程序引导模块，实现对Recovery程序或Application程序的引导。
进一步，所述Recovery程序包括用于Application程序升级的固件升级模块。
进一步，所述Application程序包括设备功能程序模块、和用于Recovery程序升级的固件升级模块。
本发明的另一目的在于提供一种具备固件升级功能的电子设备，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有可执行程序，所述可执行程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
执行Bootloader程序，由所述Bootloader程序判断固件升级标志，执行引导跳转，跳转到Application程序；
所述Application程序需固件升级时，由WiFi或4G/5G链路通过Application程序内的固件升级模块触发固件升级逻辑完成固件下载并改写固件升级逻辑标志，然后重启设备，进入Bootloader程序判断固件升级标志位，完成对所述Application程序的固件升级；
Recovery程序需固件升级时，通过所述Application程序的固件升级模块完成对Recovery程序的固件升级；
所述Application或Recovery中任何一个程序发生异常时，所述Bootloader程序自动将系统引导到所述Application或Recovery中一个正常的程序，用户通过固件升级功能恢复所述Application或Recovery中发生异常的程序；
Application或Recovery其中任何一个程序在执行固件升级的过程中发生意外断电情况，供电恢复时系统自动恢复之前未完成的固件升级，用于设备恢复正常可用的状态。
本发明的另一目的在于提供一种可读存储介质，存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述固件升级实现方法。
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的固件升级实现方法。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
本发明首先进入Bootloader程序判断固件升级标志，执行引导跳转，跳转到Application程序；设备需固件升级时，由WiFi或4G/5G链路通过Application程序内的固件升级模块触发固件升级逻辑完成固件下载并改写固件升级逻辑标志，然后重启设备，进入Bootloader程序判断固件升级标志位，执行引导跳转，跳转到Recovery程序，Recovery程序中同样具备固件升级的模块，完成对Application程序的固件升级，同理，通过Application程序升级模块也可完成对Recovery程序的固件升级。此外，当Application程序和Recovery程序二者其中有任何一个程序发生故障时，均可通过另外一个程序对发生故障的程序进行固件升级，从而解决程序故障。本发明提供的固件升级方法实现方法解决了传统固件升级方法中Bootloader程序自身不可升级、Application固件升级功能可能失效、设备可能因固件升级损坏的缺点，既具有广泛的适用性，又具有良好的稳定性和异常应对能力。
对比如下：
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的现有技术提供的固件升级原理图。
图2是本发明实施例提供的固件升级方法原理图。
图3是本发明实施例提供的Bootloader程序流程图。
图4是本发明实施例提供的Application、Recovery程序流程图。
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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种编队无人机批量固件升级实现系统、方法以及其他可集群控制执行批量固件升级的电子设备，下面结合附图对本发明作详细的描述。
由于Bootloader程序自身不可升级，本固件升级方法简化了Bootloader程序的功能，将传统Bootloader程序中的固件升级功能分离出来，这使得Bootloader程序只具备单一的功能，因此不再具有固件升级的需求，解决了Bootloader程序自身不可升级的技术问题。
本发明方法通过优化设计固件升级逻辑，使固件升级功能形成完整闭环，既保证了正常条件下的固件升级功能，又保证了异常条件下的固件恢复机制，不会因为软件缺陷或者异常操作导致设备固件升级功能缺失以及设备损坏(Application程序无法恢复)。
本方法采用“Bootloader+Recovery+Application”的程序组合实现完整的固件升级方案。其中Bootloader程序仅具备引导功能，与传统方案相比取消了固件升级功能，但是，引导功能更加灵活，即可以引导到Recovery程序，也可以引导到Application程序。Recovery程序整合了传统方案中Bootloader程序的固件升级功能和Application程序中的固件升级入口功能。Application程序除了包含设备功能之外的程序之外，还包含与Recovery程序相同的一部分功能，方案示意图如图2所示。
本方法核心原理为通过两套具备固件升级的程序实现相互固件升级，具体业务逻辑描述如下：
1、设备正常启动时，首先执行Bootloader程序，由Bootloader程序判断固件升级标志，执行“引导跳转①”跳转到Application程序；
2、当设备Application程序需要固件升级时，由WiFi或4G/5G链路通过Application程序内的固件升级模块触发固件升级逻辑完成固件下载并改写固件升级逻辑标志，此时执行“读写标志①”，然后重启设备，执行Bootloader程序判断固件升级标志位，由于此时发现需要升级Application程序，因此执行“引导跳转②”跳转到Recovery程序，Recovery程序同样发现需要升级Application程序，因此通过升级入口下载固件，通过“固件升级①”完成对Application程序的固件升级；
3、当设备Recovery程序需要固件升级时，通过Application程序的升级入口下载固件，并通过“固件升级②”完成对Recovery程序的固件升级；
4、当Application或Recovery其中任何一个程序发生异常时，Bootloader程序会自动将系统引导到另外一个正常的程序，用户可以通过固件升级功能恢复发生异常的那个程序；
5、当Application或Recovery其中任何一个程序在执行固件升级的过程中发生意外情况，例如断电，供电恢复时系统会自动恢复之前未完成的固件升级，确保设备能够恢复正常可用的状态。
在本节流程图中，相应程序进行了缩写，其中Boooloader缩写为BOOT，Application缩写为APP，Recovery程序缩写为RCVR。
Bootloader程序流程图如图3所示。
Application、Recovery程序流程图如图4所示，由于Application、Recovery程序具有相同的固件升级逻辑，执行固件时的完整流程图如图4所示。
编队无人机系统，通常由数量几百到几千的无人机单机组成，为适应技术发展的要求以及市场的需求，无人机固件需要频繁的批量固件升级，使用传统的固件升级方法存在升级成功率低，并且容易因操作不当或其他异常情况导致飞机固件损坏的问题，以往这种设备系统损坏通常的解决方案是拆机重新烧写固件(其他使用传统固件升级方案的设备也如此)，增加了损坏设备的风险和额外的维修成本。
在编队无人机系统中应用本方法后，固件升级成功率得到了非常有效的提升，并且不再会因为飞机的固件升级导致固件损坏；在固件的不断更新迭代过程中，飞机的Bootloader程序无需升级，而Application程序和Recovery程序可以根据需求任意升级，极大的提高了灵活性。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种编队无人机批量固件升级实现方法，其特征在于，所述固件升级实现方法包括：
设备启动进入Bootloader程序，由所述Bootloader程序判断固件升级标志，执行引导跳转，可跳转到Application或者Recovery程序；
所述Application程序需固件升级时，由WiFi或4G/5G链路通过Application程序内的固件升级模块触发固件升级逻辑完成固件下载并改写固件升级逻辑标志，然后重启设备，进入Bootloader程序判断固件升级标志位，引导跳转到Recovery程序完成对所述Application程序的固件升级；
Recovery程序需固件升级时，通过所述Application程序的固件升级模块完成对Recovery程序的固件升级；
所述Application或Recovery中任何一个程序发生异常时，所述Bootloader程序自动将系统引导到所述Application或Recovery中一个正常的程序，用户通过固件升级功能恢复所述Application或Recovery中发生异常的程序；
Application或Recovery其中任何一个程序在执行固件升级的过程中发生意外断电情况，供电恢复时系统自动恢复之前未完成的固件升级，用于设备恢复正常可用的状态。
2.如权利要求1所述的固件升级实现方法，其特征在于，所述Application程序需要固件升级时，设备重启进入Bootloader程序执行引导跳转，跳转到Recovery程序通过固件升级模块完成对Application程序的固件升级；Recovery程序同样需要升级固件时，由Application程序内的固件升级模块完成对Recovery程序的固件升级。
3.一种固件升级实现系统，其特征在于，所述固件升级实现系统包括：
固件分离系统，用于将Bootloader程序中的固件升级功能分离出来；
固件优化系统，优化设计固件升级逻辑，使固件升级功能形成完整闭环。
4.如权利要求3所述的固件升级实现系统，其特征在于，所述固件分离系统包括Bootloader程序引导模块，实现对Recovery程序或Application程序的引导。
5.如权利要求4所述的固件升级实现系统，其特征在于，所述Recovery程序包括用于Application程序升级的固件升级模块。
6.如权利要求4所述的固件升级实现系统，其特征在于，所述Application程序包括设备功能程序模块、和用于Recovery程序升级的固件升级模块。
7.一种具备固件升级功能的电子设备，其特征在于，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有可执行程序，所述可执行程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
执行Bootloader程序，由所述Bootloader程序判断固件升级标志，执行引导跳转，跳转到Application程序；
所述Application程序需固件升级时，由WiFi或4G/5G链路通过Application程序内的固件升级模块触发固件升级逻辑完成固件下载并改写固件升级逻辑标志，然后重启设备，进入Bootloader程序判断固件升级标志位，完成对所述Application程序的固件升级；
Recovery程序需固件升级时，通过所述Application程序的固件升级模块完成对Recovery程序的固件升级；
所述Application或Recovery中任何一个程序发生异常时，所述Bootloader程序自动将系统引导到所述Application或Recovery中一个正常的程序，用户通过固件升级功能恢复所述Application或Recovery中发生异常的程序；
Application或Recovery其中任何一个程序在执行固件升级的过程中发生意外断电情况，供电恢复时系统自动恢复之前未完成的固件升级，用于设备恢复正常可用的状态。
8.一种可读存储介质，存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述固件升级实现方法。
9.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现权利要求1～2任意一项所述的固件升级实现方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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