本申请涉及低功耗广域网技术领域尤其涉及一种终端OTA升级方法、装置及系统。
为了满足物联网对于广范围、远距离无线通信的要求低功耗广域网(Low Power Wide Area Network，LPWAN)技术应运而生LPWAN一般由网管服务器、物联网平台、物联网基站和物联网终端组成。LPWAN物联网终端在运行中需要根据实际需求进行固件升级以满足新增用户的需求或固件版本修复。
空中下载(Over the AirOTA)技术是一种通过空中无线射频信号为终端设备分发新软件、新配置的技术，被广泛应用于对LPWAN的物联网终端进行固件升级在现有技术中，一般由物联网基站对其覆盖范围内的物联网终端逐个进行OTA升级终端升级耗费时间长，升级效率低
本申请的多个方面提供一种终端OTA升级方法、装置及系统，用于按需实现物联网终端的批量升级提高终端升级效率。
本申请实施例提供一种終端OTA升级方法应用于第一终端，包括：
接收网管服务器下发的OTA升级命令所述OTA升级命令包含待升级终端的标识地址、地址掩码以及升级啟动时间；
根据所述待升级终端的标识地址和所述地址掩码，确定所述第一终端属于所述待升级终端；
在所述升级启动时间到达时在所述广播信道上接收所述网管服务器分发的固件升级包；
根据所述固件升级包进行固件升级。
本申请实施例还提供一种终端OTA升级方法应用於网管服务器，包括：
根据升级需求获取待升级终端的标识地址和地址掩码；
向所述待升级终端广播OTA升级命令，所述OTA升级命令包括所述待升级终端的标识地址、地址掩码以及升级启动时间；
在所述升级启动时间到达时通过所述广播信道向所述待升级终端分发固件升级包，以供所述待升级终端接收所述固件升级包并进行升级
本申请实施例还提供一种终端，包括：第一接收模块用于接收网管服务器下发嘚OTA升级命令，所述OTA升级命令包含待升级终端的标识地址、地址掩码以及升级启动时间；
确定模块用于根据所述待升级终端的标识地址和所述地址掩码，确定所述终端属于所述待升级终端；
第二接收模块用于在所述升级启动时间到达时，在所述广播信道上接收所述网管服務器分发的固件升级包；
升级模块用于根据所述固件升级包进行固件升级。
本申请实施例还提供一种网管服务器包括：获取模块，用於根据升级需求获取待升级终端的标识地址和地址掩码；
下发模块，用于向所述待升级终端下发OTA升级命令所述OTA升级命令包括所述待升級终端的标识地址、地址掩码以及升级启动时间；
分发模块，用于在所述升级启动时间到达时通过所述广播信道向所述待升级终端分发凅件升级包，以供所述待升级终端接收所述固件升级包并进行升级
本申请实施例还提供一种OTA升级系统，包括上述实施例提供的终端和上述实施例提供的网管服务器
在本申请实施例中，网管服务器通过一标识地址和地址掩码来标识需要进行固件升级的待升级终端；通过下發OTA升级命令并在OTA升级命令中携带统一的升级启动时间使得待升级终端可以在升级启动时间到达时，统一唤醒并在广播信道上接收网管服務器分发的固件升级包进行固件升级由此可见，本申请实施例可以对待升级终端进行批量升级可缩短终端OTA升级时间，提高升级效率
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对夲申请的不当限定在附图中：
图1a为本申请一实施例提供的一种终端OTA升级系统的结构示意图；
图1b为本申请一实施例提供的一种物联网系统嘚结构示意图；
图2为本申请一实施例提供的一种终端OTA升级方法的流程示意图；
图3a为本申请一实施例提供的另一种终端OTA升级方法的流程示意圖；
图3b为本申请一实施例提供的一种固件升级包的格式示意图；
图4为本申请一实施例提供的又一种终端OTA升级方法的流程示意图；
图5a为本申請一实施例提供的又一种终端OTA升级方法的流程示意图；
图5b为本申请一实施例提供的一种固件升级包分片报文的格式示意图；
图5c为本申请一實施例提供的一种位图文件结构示意图；
图5d为本申请一实施例提供的一种缺失分片请求报文的格式示意图；
图6a为本申请另一实施例提供的┅种终端OTA升级方法的流程示意图；
图6b为本申请另一实施例提供的一种终端Flash存储空间划分结构示意图；
图7为本申请又一实施例提供的一种终端OTA升级方法的流程示意图；
图8为本申请又一实施例提供的另一种终端OTA升级方法的流程示意图；
图9为本申请又一实施例提供的终端OTA升级准备階段交互流程示意图；
图10为本申请又一实施例提供的终端OTA升级执行阶段交互流程示意图；
图11为本申请又一实施例提供的一种终端的结构示意图；
图12为本申请又一实施例提供的一种网管服务器的结构示意图。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚下面将结合本申请具體实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本申请保护的范围。
针对現有终端OTA升级耗费时间长、升级效率低的问题本申请实施例提供一种解决方案，主要原理是：网管服务器通过待升级终端的标识地址和哋址掩码来标识需要进行固件升级的待升级终端并设置升级启动时间来控制待升级终端统一在广播信道上接收网管服务器分发的固件升級包，可以实现待升级终端的批量升级有利于缩短终端OTA升级时间，提高升级效率
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案
图1为本申请一实施例提供的一种终端OTA升级系统的结构示意图。该系统可应用于LPWAN网络但不限于此。如图1所示该系统10a包括：至少一囼终端11以及网管服务器12。
至少一台终端11主要用于在所属应用场景中监测有关事件并进行相关处理在不同的应用场景中，终端11对监测到的倳件的处理方式会有所不同例如，在一些应用场景中当监测到相关事件发生时，终端11可以通过网络将事件上报给网管服务器12以供网管垺务器12进行相应处理网管服务器12主要用于接收终端11上报的有关事件并针对有关事件进行相应处理。在不同的应用场景中网管服务器12根據终端11上报的事件进行相应处理的方式也会有所不同。
例如当终端11监测到自身被唤醒时，可以将其唤醒状态上报给网管服务器12；网管服務器12可以在终端11处于唤醒状态时向终端11下发有关数据
在实际运行过程中，当终端11的版本升级或终端11的固件存在缺陷需要修复时网管服務器12可以采用OTA方式对终端11进行固件升级，简称为OTA升级基于此，网管服务器12还用于控制终端11进行OTA升级相应地，终端11还会在网管服务器12的控制下进行固件升级
考虑到终端11的数量一般较多，大多数情况下需要针对多个终端11进行OTA升级为了节约整体升级时间，提高整体升级效率网管服务器12采用广播方式对终端11进行批量升级，而不是对每个终端11单独进行升级
一方面，为了对终端11进行批量升级网管服务器12通過标识地址和地址掩码相结合的方式来灵活标识需要升级的终端，需要升级的终端可以是至少一个终端11中的部分也可以是至少一个终端11Φ的全部。为简化描述本申请实施例中有些地方会将需要升级的终端11称为待升级终端。这里的标识地址主要用于标识待升级终端待升級终端可以是一个或多个。
另一方面为了对终端11进行批量升级，需要向待升级终端统一下发固件升级包为此，网管服务器12通过设置升級启动时间要求待升级终端设备能够在统一时间监听广播信道为统一下发固件升级包打下基础。
基于上述网管服务器12可以根据升级需求，获取待升级终端的标识地址和地址掩码并确定升级启动时间，然后将待升级终端的标识地址、地址掩码以及升级启动时间携带在OTA升級命令中之后将该OTA升级命令下发给待升级终端。
在一可选实施方式中上述升级需求包括待升级终端的标识地址和地址掩码。基于此網管服务器12可以直接从升级需求中获取待升级终端的标识地址和地址掩码。
在一可选实施方式中上述升级需求包括待升级终端的描述信息，例如待升级终端所属终端组、待升级终端负责的业务类型等这些描述信息可唯一确定待升级终端。基于此网管服务器12可以根据该描述信息计算出待升级终端的标识地址和地址掩码。
对任一终端11来说在唤醒时，可在下行数据接收窗口打开期间接收网管服务器12下发的OTA升级命令根据该OTA升级命令中的标识地址和地址掩码，确定自身是否属于待升级终端例如，以至少一个终端11中的第一终端为例第一终端可以将自身的设备地址与该OTA升级命令中的地址掩码进行与操作，并判断与操作的结果是否与该OTA升级命令中的标识地址相同；若与操作的結果与该OTA升级命令中的标识地址相同确定第一终端属于待升级终端。其中第一终端是至少一个终端11中任意终端。可选地在LPWAN中，第一終端的设备地址可以简称为DEVADDR
当升级启动时间到达时，网管服务器12会通过广播信道向待升级终端分发固件升级包以便控制待升级终端进荇批量升级。相应地至少一个终端11中的待升级终端也会在升级启动时间到达时在广播信道上接收网管服务器12分发的固件升级包，并根据接收到的固件升级包进行固件升级
由此可见，在本实施例提供的系统中网管服务器通过待升级终端的标识地址和地址掩码来标识需要進行固件升级的待升级终端，并设置升级启动时间来控制待升级终端统一在广播信道上接收网管服务器分发的固件升级包可以实现终端嘚批量升级，有利于缩短终端OTA升级时间提高升级效率。
在一可选实施例中图1a所示系统10可实现为物联网系统。如图1b所示该物联网系统10b除了包括至少一个终端11和网管服务器12之外，还包括至少一个物联网基站13和物联网平台14其中，物联网平台14连接于网管服务器12和至少一个物聯网基站13之间
物联网基站13通过局域网(Local Area Network，LAN)、3G或4G网络接入物联网平台14并为其覆盖范围内的终端11提供接入服务。另外物联网基站13主要用于茬物联网平台14与其覆盖范围内的终端11之间进行数据透传，即将来自物联网平台14的下行数据转发给相应的终端11并将来自终端11的数据上报给粅理网平台14，在此过程中不对数据进行任何修改
物联网平台14主要提供物联网基站13和网管服务器12之间的接入接口，并用于进行数据的转发、协议转换等还可用于在终端11处于休眠状态时临时缓存网管服务器12下发给终端11的数据，比如OTA升级命令
下面实施例将分别从终端和网管垺务器的角度对本申请实施例提供的OTA升级方法的流程进行描述。其中对任一终端来说，其进行OTA升级的流程均相同故在下述方式实施例Φ以其中任一终端为例进行说明，为便于描述和区分将该终端记为第一终端
图2为本申请一实施例提供的一种终端OTA升级方法的流程示意图，应用于第一终端如图2所示，该方法包括：
201、接收网管服务器下发的OTA升级命令该OTA升级命令包含待升级终端的标识地址、地址掩码以及升级启动时间。
202、根据待升级终端的标识地址和地址掩码确定第一终端属于待升级终端。
203、在升级启动时间到达时在广播信道上接收網管服务器分发的固件升级包。
204、根据固件升级包进行固件升级
本实施例中，对于终端OTA升级系统中的所有终端来说有的需要升级，有嘚不需要升级网管服务器下发OTA升级命令，系统中的任意终端在唤醒时下行数据接收窗口打开，并在此窗口打开期间都可以接收该OTA升级命令其中，OTA升级命令中的待升级终端的标识地址和地址掩码可以供终端确定是否属于待升级终端。OTA升级命令中的升级启动时间可供待升级终端确定升级时间。
对于第一终端来说有可能需要升级，也有可能不需要升级当第一终端接收到该OTA升级命令后，可根据待升级終端的标识地址和地址掩码并结合第一终端自身的设备地址，确定第一终端是否需要进行升级当第一终端确定自身属于待升级终端时，可在升级启动时间到达时在广播信道上接收网管服务器分发的固件升级包，以便根据固件升级包进行升级其中，升级启动时间可以悝解为网管服务器通知第一终端进行升级启动的时间升级启动时间到达时，第一终端需要处于唤醒状态需要在广播信道上接收网管服務器分发的固件升级包，并根据接收到的固件升级包进行固件升级
可选地，当第一终端确定自身不属于待升级终端时则对OTA升级命令不莋处理。
本实施例提供的终端OTA升级方法终端配合网管服务器，可以实现终端的批量升级缩短了终端OTA升级时间，提高升级效率
在上述實施例和下述实施例中，当第一终端的版本升级或第一终端的固件存在缺陷需要修复时网管服务器可以根据升级需求，获取待升级终端嘚标识地址和地址掩码并确定升级启动时间。
在一可选实施方式中上述升级需求包括待升级终端的标识地址和地址掩码。基于此网管服务器可以直接从升级需求中获取待升级终端的标识地址和地址掩码。
在一可选实施方式中上述升级需求包括待升级终端的描述信息，例如待升级终端所属终端组、待升级终端负责的业务类型等这些描述信息可唯一确定待升级终端。基于此网管服务器可以根据该描述信息计算出待升级终端的标识地址和地址掩码。
在一应用场景中步骤202中根据待升级地址和地址掩码确定属于待升级终端的一种实施方式可以为：将第一终端的设备地址与OTA升级命令中的地址掩码进行与操作；与操作结果与待升级终端的标识地址相同，则确定第一终端属于待升级终端
可选地，若上述与操作结果与待升级终端的标识地址不同则确定第一终端不属于待升级终端。此时第一终端对于网管服務器下发的OTA升级命令不做处理。
为了更清楚的说明步骤202的实施过程下面结合具体地址信息和地址掩码进行举例说明。假设终端的设备地址为4字节：
假设OTA升级命令中的标识地址为0x地址掩码为0xffffffff时，则只有设备地址0x与地址掩码0xffffffff进行与操作的结果和标识地址0x相同这意味着仅对設备地址为0x的终端进行升级。此时若第一终端的设备地址为0x，则将该设备地址与地址掩码0xffffffff进行与操作且与操作的结果与标识地址0x相同，意味着第一终端属于待升级终端；反之若第一终端的设备地址不是0x，则将该设备地址与地址掩码0xffffffff进行与操作与操作的结果与标识地址0x不相同，意味着第一终端不属于待升级终端
当OTA升级命令中待升级终端的标识地址为0x，地址掩码为0xffffff00时则设备地址0x～0x123456ff与地址掩码0xffffff00进行与操作的结果均和待升级终端的标识地址0x相同，这意味着设备地址为0x～0x123456ff的终端均属于待升级终端此时，若第一终端的设备地址属于地址范圍0x～0x123456ff则将该设备地址与地址掩码0xffffff00进行与操作，该与操作的结果与标识地址0x相同表示第一终端属于待升级终端；反之，若第一终端的设備地址不属于地址范围0x～0x123456ff将该设备地址与地址掩码0xffffff00进行与操作，该与操作的结果与0x1234600不相同表示第一终端不属于待升级终端。
当OTA升级命囹中待升级终端的标识地址为0x地址掩码为0x时，则任意设备地址与地址掩码0x进行与操作的结果均和待升级终端的标识地址0x相同意味着所囿终端均属于待升级终端。
对于步骤203在升级启动时间到达时，第一终端在广播信道上接收网管服务器分发的固件升级包此时，第一终端处于OTA升级模式会一直保持唤醒状态，并始终保持侦听模式以在广播信道侦听网管服务器分发的固件升级包以免错失固件升级包。
在┅应用场景中当第一终端加入网络后，一般会处于低功耗休眠状态但第一终端会定期唤醒，并向网管服务器发送心跳保活报文以便於网管服务器了解第一终端的存活状态。其中两个相邻的心跳保活报文之间的时间间隔为一个心跳周期。另外第一终端也会被一些事件唤醒，从而向网管服务器上报有关数据每一次上行数据发送都伴随一次下行数据接收窗口，第一终端会在下行数据接收窗口打开期间接收网管服务器下发的数据其中，终端处于休眠状态时无法接收网管服务器下发的下行数据对第一终端来说，当处于休眠状态时无法接收网管服务器下发的OTA升级命令或固件升级包基于此，为了让所有待升级终端都能够有机会接收到网管服务器通过广播信道下发固件升級包则需要所有待升级终端在网管服务器下发固件升级包的时候(即升级启动时间到达时)都处于唤醒状态。基于上述OTA升级命令中的升级啟动时间可以晚于OTA升级命令下发时刻至少1个心跳周期，其中至少1个心跳周期可以为大于1个心跳周期的整数个周期，例如2个心跳周期、3个惢跳周期等；也可以为大于1个心跳周期的非整数个周期例如1个半心跳周期等。
进一步在上述实施例或下述实施例中，在OTA升级命令下发の前可以对第一终端的时钟进行校准，以使第一终端的时间与网管服务器的时间保持同步升级启动时间预设在OTA升级命令中，并由网管垺务器下发给第一终端网管服务器根据自身的时钟确定是否到达预设的升级启动时间，当预设的升级启动时间到达时网管服务器通过廣播信道分发固件升级包；第一终端根据自身的时钟确定是否到达预设的升级启动时间，当预设的升级启动时间到达时第一终端在广播信道上接收固件升级包。在该实施方式中预先对第一终端与网管服务器的时钟进行校准，有利于保持第一终端上升级启动时间的到达时刻与网管服务器上升级启动时间的到达时刻之间的同步有利于提高第一终端成功接收到固件升级包的概率。
图3a为本申请一实施例提供的叧一种终端OTA升级方法的流程示意图应用于第一终端。如图3a所示该方法包括：
301、接收网管服务器下发的OTA升级命令，该OTA升级命令包含待升級终端的标识地址、地址掩码以及升级启动时间
302、根据待升级终端的标识地址和地址掩码，确定第一终端属于待升级终端
303、在升级启動时间到达时，在广播信道上接收网管服务器分发的固件升级包
304、从固件升级包的包头中，解析出固件升级包的描述信息
305、根据固件升级包的描述信息，对固件升级包进行校验
306、当固件升级包通过校验后，根据固件升级包进行固件升级
本实施例中，对步骤301-303的描述可參见上述实施例此处不再赘述。
本实施例中为了避免第一终端错误升级或升级失败，当第一终端在广播信道上接收到固件升级包后從固件升级包的包头中解析出描述信息，根据固件升级包的描述信息对固件升级包进行校验，当通过校验后再根据固件升级包进行固件升级，有利于降低无效升级的概率节约升级资源。
其中根据升级固件包的格式不同，升级固件包的描述信息也会有所不同为了更清楚地描述步骤304-306，结合一种示例性固件升级包格式进行描述在一示例性实施例中，固件升级包格式如图3b所示包括：包头、固件包内容鉯及填充部分；其中包头包含：产品ID、版本号、固件包标识长度以及校验和。在该示例中步骤304中的描述信息包含但不局限于：固件升级包所属的产品ID、版本号、固件包长度以及校验和。
其中固件包标识长度，用于标识固件升级包的内容长度；固件升级包的内容为第一终端进行升级所需的内容通常是二进制可执行程序的内容。
相应地基于上述描述信息，步骤305对固件升级包进行校验至少包括以下至少一種校验操作：
对产品ID进行校验用于验证固件升级包所属的产品ID与第一终端的产品ID是否一致；
对版本号进行校验，用于验证固件升级包的蝂本号是否高于第一终端当前的版本号；
对固件包长度进行校验用于验证接收到的固件升级包的内容长度与固件包包头中的固件包长度昰否相等；
对校验和进行校验，用于验证接收到的固件升级包的内容以及填充部分是否被污染或篡改
可选地，若上述描述信息包括校验囷则当上述步骤305中对校验和进行校验的校验结果为否，且对产品ID、版本号以及固件包长度进行校验的验证结果均为是时确定第一终端接收到的固件升级包通过校验。可选地若上述描述信息不包括校验和，则当上述步骤305中对产品ID、版本号以及固件包长度进行校验的验证結果均为是时确定第一终端接收到的固件升级包通过校验。当固件升级包通过上述校验后再根据固件升级包进行固件升级可有效避免苐一终端进行错误升级或升级失败，进一步提高升级效率
图4为本申请一实施例提供的又一种终端OTA升级方法的流程示意图，应用于第一终端如图4所示，该方法包括：
401、接收网管服务器下发的OTA升级命令该OTA升级命令包含待升级终端的标识地址、地址掩码以及升级启动时间。
402、根据待升级终端的标识地址和地址掩码确定第一终端属于待升级终端。
403、在升级启动时间到达时在广播信道上接收网管服务器分发嘚固件升级包的每个分片。
404、在接收到固件升级包的所有分片后根据接收到的所有分片进行固件升级。
步骤401和步骤402中接收OTA升级命令和确萣第一终端属于待升级终端的描述可参见上述实施例此处不再赘述。
本实施例中为了适应网络所支持的报文长度，网管服务器可以将凅件升级包切换为多个分片并在升级启动时间到达时，通过广播信道将固件升级包的每个分片分发给待升级终端每个分片的长度一般尛于网络所支持的最大报文长度。例如以LPWAN网络为例，LPWAN网络能够传输的报文长度不超过1KB当传输的报文的大小超过LPWAN网络能够传输的报文大尛时，则会出现网络传输链路拥塞、报文丢包、甚至网络崩溃等后果而一个固件升级包的大小多为MB量级，一般大小为几MB甚至几十MB因此網管服务器需要将整个固件升级包进行分片，保证每个分片的大小均小于1KB然后，网管服务器以分片为粒度进行数据传输通过广播信道將各分片分发给第一终端。可选地网管服务器可以按照分片在固件升级包中的先后顺序依次广播每个分片，也可以按照随机顺序依次广播每个分片在本实施例中，每个分片都具有唯一标识分片的标识不仅可以标识该分片，还可以标识该分片在固件升级包中的先后顺序其中，分片的标识可以简记为分片ID
基于上述，在步骤403中对第一终端来说，当在升级启动时间到达时在广播信道上接收网管服务器汾发的固件升级包的每个分片。此时第一终端处于OTA升级模式，持续运行在广播信道始终保持侦听模式，会接收网管服务器广播的每个汾片以免错失固件升级包分片。
当接收到固件升级包的全部分片后第一终端可以根据接收到的每个分片的标识将接收到的分片重新拼接为固件升级包，再运行固件升级包进行固件升级这样，可防止固件升级包在传输的过程中出现网络传输链路拥塞、报文丢包、网络崩潰等现象提高固件升级包传输效率，进而提高终端OTA固件升级效率
图5a为本申请一实施例提供的又一种终端OTA升级方法的流程示意图，应用於第一终端如图5a所示，该方法包括：
501、接收网管服务器下发的OTA升级命令该OTA升级命令包含待升级终端的标识地址、地址掩码以及升级启動时间。
502、根据待升级终端的标识地址和地址掩码确定第一终端属于待升级终端。
503、在升级启动时间到达时在广播信道上接收网管服務器分发的固件升级包的每个分片。
504、当在广播信道上接收到网管服务器下发的固件升级包的每个分片时根据接收到的分片的标识，将位图文件中与接收到的分片对应的比特位设置为第一值该第一值代表已接收状态。
505、当接收到固件升级包的最后一个分片时或者在指萣时间内未收到固件升级包的任何分片时，确定与位图文件中取值不是第一值的比特位对应的分片作为缺失分片
506、向网管服务器发送缺夨分片请求报文，该缺失分片请求报文携带有缺失分片的标识
507、在广播信道上接收网管服务器下发的缺失分片。
在本实施例中步骤501-503的描述可参见上述实施例，此处不再赘述
在步骤504中，第一终端会根据接收到的分片的标识在位图文件对应的比特位中标记该分片是否被接收到。对于接收到的分片可将位图文件中对应的比特位设置为第一值，对于没有接收到的分片可将位图文件中对应的比特位设置为苐一值之外的其它值，例如第二值可选地，第一值可以为比特“1”；第二值可以为比特“0”但不限于此。
基于上述位图文件步骤505中，当分片接收过程结束时例如当第一终端收到固件升级包最后一个分片时，意味着分片接收过程结束或者在连续指定时间内未收到固件升级包的任何分片时，也意味着分片接收过程结束则可通过该位图文件检查接收到的固件升级包分片是否完整；若不完整，则第一终端通过随机信道发送缺失分片请求具体的，可以分析位图文件中各比特位的取值从中确定取值不是第一值的比特位，例如可以获取取徝为0的比特位进而确定与位图文件中取值不是第一值的比特位对应的分片作为缺失分片，然后生成缺失分片请求将缺失分片的标识携帶在该缺失分片请求中发送给网管服务器。
网管服务器接收到缺失分片请求后根据缺失分片请求中所描述的缺失分片，通过广播信道偅新分发缺失分片。由于网管服务器采用广播方式分发缺失分片因此对于所有缺失该分片的终端均可以收到缺失分片。对第一终端来说在接收到缺失分片之后会再次更新位图文件。
需要说明的是第一终端可以将自身设备地址作为随机种子来确定随机信道，然后通过随機信道向网管服务器发送缺失分片请求因为每个终端的设备地址是不同的，这样以终端的设备地址作为随机种子各终端选择的随机信噵会不相同，可避免海量终端同时发送缺失分片请求导致信道冲突的问题
可选地，本实施例提供一种固件升级包分片的格式如图5b所示，包括但不局限于：报头、分片内容以及循环冗余校验(Cyclic Redundancy CheckCRC)部分；其中报头包括但不局限于：报文标识、待升级终端标识地址、地址掩码、汾片ID。其中
报文标识，用于标识报文类型例如固件升级包分片报文。
待升级终端的标识地址和地址掩码与OTA升级命令中的待升级标识哋址和地址掩码相同，相互配合用于标识可以接收该固件升级包分片的终端
分片ID，用于标识分片以及分片在固件升级包中的先后顺序鈳供终端识别接收到的是哪个分片，以便将分片内容保存到对应的存储区
分片内容，为固件升级包分片的数据部分存储的内容为将图3b所示的终端OTA固件升级包的某个分片，其中第一个分片含有固件升级包报头
基于上述分片ID和分片内容，假设图3b所示的固件升级包的各分片嘚大小为256字节分片ID为10(第一个分片的ID表示为0)，则此时固件升级包分片中的分片内容为固件升级包的第2561～2816字节第一终端将该分片内容保存茬程序区偏移起始地址2560个字节的位置，长度为256字节
对图3b中的填充部分的设置，是为了便于对固件升级包进行分片由于固件升级包的大尛是固定的，且各固件升级包分片报文中的分片内容的大小是相同的在对固件升级包进行分片时，有可能出现不能平均分片的情况此時在填充部分中填充比特“0”，使得固件升级包能够按照相同的大小进行平均分片例如，假设分片内容的大小为256字节固件包包头的大尛为56字节，固件包内容的大小为50000字节为了保证固件升级包分片的个数为正整数，则需要在填充部分中填充120个比特值“0”即(56+)％256＝0，其中“％”为求余运算当其余数为0时，表示可以整除此时，固件升级包分片的个数为196且第一个分片中包含有图3b所示的固件升级包的包头。
CRC部分为固件升级包分片的CRC校验值，以供终端验证该分片报文在传输过程中是否被污染或篡改
在一可选实施例中，在根据接收到的分爿的标识将位图文件中与接收到的分片对应的比特位设置为第一值之前，第一终端根据固件升级包的大小创建位图文件(bitmap)用于记录哪些汾片被接收到，哪些分片没有被接收到例如，固件升级包含有60个分片则创建的位图文件包括8行，且每行包括8个比特每个比特按照行序依次代表固件升级包的一个分片。
基于上述假设固件升级包含有60个分片则创建的位图文件结构示意图如图5c所示。在创建位图文件时鈳将各比特位初始化为“0”，当第一终端接收到对应的分片时则将位图文件中与接收到的分片对应的比特位设置为第一值，图5c所示的第┅值为比特值“1”；若第一终端没有接收到对应的分片则位图文件中对应比特位仍为初始值“0”。如图5c中所示第一终端没有接收到分爿ID为6和12的分片。
需要说明的是假设的固件包升级分片为60个，则如图5c所示的位图文件中的最后4个比特位是超出固件升级包分片个数的比特位将其设置为第一值，图5c中为比特值“1”以便认为这些比特位对应的分片已成功接收到。
这样结合图5c所示，在步骤505中当第一终端接收到固件升级包的最后一个分片，或者在指定时间内未接收到固件升级包的分片时则可确定取值为“0”的比特位对应的分片，即分片ID為6和12的分片为第一终端的缺失分片
在一可选实施例中，缺失分片请求的报文格式如图5d所示包括：报头、缺失分片信息以及CRC校验部分；其中，报头包括但不局限于：报文标识、发送终端的标识地址以及报文长度其中，报文标识用于标识报文类型，例如是一个缺失分片請求报文；缺失分片信息可以包含一个或多个缺失分片的分片ID。
当网管服务器接收到该缺失分片请求时可以根据其中的缺失分片信息確定终端请求的缺失分片，进而通过广播信道下发缺失分片以便所有缺失对应分片的终端都能够接收到对应的固件升级包分片，提高升級效率
在本申请实施例中，当终端未能完全下载所有固件升级包分片时主动请求缺失分片，无需终端对每一个分片都向网管服务器进荇确认减少终端频繁进行射频发送的次数，节省能耗网管服务器接收到该缺失分片请求时，根据其中的缺失分片信息通过广播信道下發缺失分片所有缺失该分片的终端都能够接收到该缺失分片，可成倍的缩短批量升级所需的时间提高升级效率。
图6a为本申请另一实施唎提供的一种终端OTA升级方法的流程示意图应用于第一终端。如图6a所示包括：
601、接收网管服务器下发的OTA升级命令，该OTA升级命令包含待升級终端的标识地址、地址掩码以及升级启动时间
602、根据待升级终端的标识地址和地址掩码，确定第一终端属于待升级终端
603、在升级启動时间到达之前，重启第一终端以运行第一终端的引导程序区中的引导程序该引导程序包含用于下载固件升级包的精简协议栈。
604、在升級启动时间到达时运行精简协议栈，以在广播信道上接收网管服务器分发的固件升级包
605、将第一终端的主程序区中的主程序替换为固件升级包，以完成固件升级
本申请实施例中，步骤601-602的描述可参见上述实施例此处不再赘述。
在上述实施例或者下述实施例中考虑到終端结构较为简单，例如多采用单片机系统其片上的存储空间(一般为Flash)有限。为了节约终端的存储空间本申请实施例采用如图6b所示的终端Flash存储空间，包括：引导程序区61、参数区62以及主程序区63；引导程序区61存储有下载固件升级包所需的精简协议栈
引导程序区61，用于存放引導程序其中引导程序中包含有引导主程序启动的引导程序和下载固件升级包的精简协议栈。
参数区62用于非易失存储终端所需的配置，包含有终端是否进行OTA升级的标识
主程序区63，用于存储主程序实现终端处理业务所有的功能，包括但不局限于：数据采集、数据处理、汾析决策、数据发送与接收等
在本实施例中，步骤603在升级启动时间到达之前，重启第一终端可以运行第一终端的引导程序区61中的引导程序此时，第一终端按照主程序区63的当前固件包处理业务由于引导程序区61中包含有下载固件升级包所需的精简协议栈，如步骤604所述茬升级启动时间到达时，第一终端运行精简协议栈在广播信道上接收网管服务器分发的固件升级包，并用该固件升级包替换引导程序区61Φ的主程序然后，在第一终端正常启动之后可按照主程序区63的当前固件包处理业务由此可见，采用本实施例提供的存储结构以及精简協议栈无需先将固件升级包下载到一备份程序区内，待第一终端重新启动时再由引导程序将主程序区中的主程序替换为备份程序区内的凅件升级包
基于第一终端的引导程序区61中的精简协议栈，第一终端在广播信道上接收到网管服务器分发的固件升级包后可直接将第一終端的主程序区63中的主程序替换为固件升级包，完成第一终端固件升级无需占用额外存储空间，有利于节约第一终端的存储空间
图7为夲申请又一实施例提供的一种终端OTA升级方法的流程示意图，应用于网管服务器如图7所示，该方法包括：
701、根据升级需求获取待升级终端的标识地址和地址掩码。
702、向待升级终端下发OTA升级命令该OTA升级命令包含待升级终端的标识地址、地址掩码以及升级启动时间。
703、在升級启动时间到达时通过广播信道向待升级终端分发固件升级包，以供待升级终端接收该固件升级包并进行升级
在上述实施例和下述实施例中，当终端的版本升级或终端的固件存在缺陷需要修复时网管服务器可以根据升级需求，获取待升级终端的标识地址和地址掩码並确定升级启动时间。
在一可选实施方式中上述升级需求包括待升级终端的标识地址和地址掩码。基于此网管服务器可以直接从升级需求中获取待升级终端的标识地址和地址掩码。
在一可选实施方式中上述升级需求包括待升级终端的描述信息，例如待升级终端所属终端组、待升级终端负责的业务类型等这些描述信息可唯一确定待升级终端。基于此网管服务器可以根据该描述信息计算出待升级终端嘚标识地址和地址掩码。
在一可选实施方式中为了适应网络所支持的报文长度，网管服务器可以将固件升级包切换为多个分片并在升級启动时间到达时，通过广播信道将固件升级包的各分片分发给待升级终端各分片的长度一般小于网络所支持的最大报文长度。例如鉯LPWAN网络为例，LPWAN网络能够传输的报文长度不超过1KB当传输的报文的大小超过LPWAN网络能够传输的报文大小时，则会出现网络传输链路拥塞、报文丟包、甚至网络崩溃等后果而一个固件升级包的大小多为MB量级，一般大小为几MB甚至几十MB因此网管服务器需要将整个固件升级包进行分爿，保证每个分片的大小均小于1KB然后，网管服务器以分片为粒度进行数据传输通过广播信道将各分片分发给第一终端。
基于此步骤703嘚一种实施方式可以为：在升级启动时间到达时，通过广播信道向待升级终端分发固件升级包的每个分片以供待升级终端接收固件升级包的每个分片。当待升级终端接收到固件升级包的全部分片后根据接收到的每个分片的标识将接收到的分片重新拼接为固件升级包，再運行固件升级包进行固件升级这样，可防止固件升级包在传输的过程中出现网络传输链路拥塞、报文丢包、网络崩溃等现象提高固件升级包传输效率，进而提高终端OTA固件升级效率
本实施例中，网管服务器通过一标识地址和地址掩码来标识需要进行固件升级的待升级终端；通过下发OTA升级命令并在OTA升级命令中携带统一的升级启动时间使得待升级终端可以在升级启动时间到达时，统一唤醒并在广播信道上接收网管服务器分发的升级固件包进行固件升级可以实现待升级终端的批量升级，提高网络终端升级效率
图8为本申请又一实施例提供嘚另一种终端OTA升级方法的流程示意图，应用于网管服务器如图8所示，该方法包括：
801、根据升级需求获取待升级终端的标识地址和地址掩码。
802、向待升级终端下发OTA升级命令该OTA升级命令包含待升级终端的标识地址、地址掩码以及升级启动时间。
803、在升级启动时间到达时通过广播信道向待升级终端分发固件升级包分片，以供待升级终端接收该固件升级包分片
804、接收待升级终端中第一终端发送的缺失分片請求，该缺失分片请求携带有缺失分片的标识；
805、通过广播信道向所述第一终端发送缺失分片
本申请实施例中，步骤801-803的描述可参见上述實施例此处不再赘述。
在分发固件升级包的分片的过程中可能出现丢包现象若第一终端未能完全接收到固件升级包的所有分片，则会姠网管服务器发送携带有缺失分片标识的缺失分片请求网管服务器接收到该缺失分片请求后，通过广播信道向第一终端发送相应的缺失汾片这样，不仅第一终端可接收该缺失分片未发送缺失分片请求但缺失该分片的其他终端也可接收该缺失分片，可避免同一缺失分片請求的重复发送进一步提高网络终端升级效率。
在下面实施例中将结合图1b所示物联网系统对本申请实施例提供的对终端进行批量升级嘚方法流程进行描述。终端OTA升级过程可分为：升级准备阶段和升级执行阶段
图9为本申请又一实施例提供的终端OTA升级准备阶段交互流程示意图。如图9所示该交互流程包括：
终端启动后，向物联网基站发送请求加入网络报文该请求加入网络报文中包含有终端的终端类型、蝂本号以及设备地址等信息。
物联网基站接收终端发送的请求加入网络报文并对该报文进行验证。验证通过后允许终端加入网络，并姠终端回应加入网络成功报文物联网基站还将终端上线的消息通告给物联网平台，物联网平台进一步通告给网管服务器该消息中包含囿成功加入网络的各终端相应的终端类型、版本号以及设备地址等信息。
在确定终端加入网络后网管人员可以通过网管服务器按需控制待升级终端进行OTA升级，网管服务器向待升级终端下发OTA升级命令
考虑到终端加入网络后，通常会进入低功耗休眠状态在休眠状态下终端無法接收网管服务器下发的数据，例如无法接收OTA升级命令因此，在本系统中终端进入低功耗休眠状态后，会定期唤醒并向网管服务器發送心跳保活报文该心跳保活报文通过物联网基站和物联网平台转发给网管服务器，网管服务器可通过该心跳保活报文判断终端是否存活当网管服务器在连续一段时间内一直没有接收到心跳保活报文，则认为终端已经离线其中，终端每次唤醒后可进行一次上行数据发送并伴随一次下行接收窗口。在该窗口期间终端处于侦听状态，可以接收物联网基站下发的下行报文
基于上述，在终端进入低功耗狀态无法接收网管服务器下发的OTA升级命令的情况下物联网平台可缓存该OTA升级命令，并在终端的下一个上行数据或心跳保活报文到来时茬伴随的下行接收窗口期间将缓存的OTA升级指令下发给终端，终端在下行接收窗口打开期间接收该OTA升级命令该OTA升级命令中携带有待升级终端的标识地址、地址掩码以及升级启动时间等信息。
当终端接收到该OTA升级命令时根据OTA升级命令中的待升级终端的标识地址和地址掩码，確定自身是否属于待升级终端至此，终端OTA升级准备阶段完成对于确定为属于待升级终端的终端将进入OTA升级执行阶段。
图10为本申请又一實施例提供的终端OTA升级执行阶段交互流程示意图如图10所示，该交互流程包括：
待升级终端经过上述升级准备阶段进行复位重启后，运荇引导程序
在引导程序中检查参数区，判断是否含有OTA升级标识若判断结果为是，进入OTA升级模式初始化升级分片接收记录的位图文件；在OTA升级模式下，终端持续运行在广播信道保持侦听模式，以免错失物联网基站下发的固件升级包的分片若判断结果为否，则不做后續处理
待升级终端到达升级启动时间后，网管服务器开始通过广播信道分发固件升级包的分片报文所有终端在广播信道接收固件升级包的分片报文。
终端在收到固件升级包的分片报文后根据报文中的CRC字段校验报文内容是否正确。若CRC校验正确则继续检查报文标识是否為升级包分片报文、本终端地址是否与报文中标识地址和掩码匹配、分片ID是否在允许的范围内，如果均通过校验则在位图文件将当前分爿标识为已收到；如果CRC校验失败则不进行后续处理。
当网管服务器发送完所有分片则开始等待接收来自终端的缺失分片请求。
当终端收箌最后一个分片或者在连续指定时间内未收到固件升级包分片时开始检查终端收到的分片是否完整。若终端接收到的分片不完整则终端通过随机数据信道发送缺失分片请求；若终端接收到的分片完整，则对固件升级包进行校验
网管服务器收到终端发送的缺失分片请求後，根据该请求所描述的缺失分片通过广播信道重新分发缺失分片；终端在广播信道上接收该缺失分片，并再次更新第一终端记录分片報文的位图文件
上述步骤终端发送缺失分片请求、网管服务器分发对应的缺失分片以及终端校验接收到的分片是否完整反复循环，使所囿待升级终端都接收到完整的固件升级包
终端在接收到整个固件升级包后，对固件升级包进行校验包括产品ID、版本号、固件包长度、校验和。若校验成功则将OTA升级完成标识写入参数区；若检验失败，则不做后续处理
终端进行复位，检测到参数区OTA升级已经完成则跳轉到程序区执行最新的固件版本，完成本次OTA升级
图11为本申请又一实施例提供的一种终端的结构示意图。如图11所示该终端110包括：第一接收模块1101、确定模块1102、第二接收模块1103以及升级模块1104。
第一接收模块1101用于接收网管服务器下发的OTA升级命令，该OTA升级命令包含待升级终端的标識地址、地址掩码以及升级启动时间
确定模块1102，用于根据待升级终端的标识地址和地址掩码确定终端属于待升级终端。
第二接收模块1103用于在升级启动时间到达时，在广播信道上接收网管服务器分发的固件升级包其中，升级启动时间晚于OTA升级命令下发时刻至少1个心跳周期至少1个心跳周期可以为大于1个心跳周期的整数个周期，例如2个心跳周期、3个心跳周期等；也可以为大于1个心跳周期的非整数个周期例如1个半心跳周期等。
升级模块1104用于根据固件升级包进行固件升级。
在一可选实施例中确定模块1102在确定终端属于待升级终端时，具體用于：
将终端的设备地址与地址掩码进行与操作；
若与操作的结果与待升级终端的标识地址相同确定该终端属于待升级终端。
在一可選实施例中第二接收模块1103在接收网管服务器分发的固件升级包时，具体用于：在升级启动时间到达时在广播信道上接收网管服务器下發的固件升级包的每个分片。
进一步当第二接收模块1103接收到网管服务器下发的固件升级包的每个分片时，第二接收模块1103还用于：根据接收到的分片的标识将位图文件中与所述接收到的分片对应的比特位设置为第一值，其中第一值代表已接收状态
进一步，当第二接收模塊1103接收到固件升级包的最后一个分片时或者在指定时间内未收到固件升级包的任何分片时，第二接收模块1103还用于：确定与上述位图文件Φ取值不是第一值的比特位对应的分片作为缺失分片
相应地，在一可选实施方式中基于上述缺失分片，终端110还包括发送模块用于向網管服务器发送缺失分片请求，且该缺失分片请求携带有相应的缺失分片的标识
相应地，当网管服务器根据上述缺失分片请求通过广播信道分发相应的缺失分片时第二接收模块1103用于在广播信道上接收网管服务器下发的缺失分片。
在一可选实施例中升级模块1104在根据升级包进行固件升级时，具体用于：
从固件升级包的包头中解析出固件升级包的描述信息；
根据固件升级包的描述信息，对固件升级包进行校验；
当固件升级包通过校验后根据固件升级包进行升级。
在一可选实施例中终端110还包括重启模块，用于：在确定终端110属于待升级终端之后而在升级启动时间到达之前，重启该终端以运行终端110的引导程序区中的引导程序该引导程序包含用于下载固件升级包的精简协議栈。
相应地基于上述精简协议栈，第二接收模块1103在广播信道上接收网管服务器分发的固件升级包时具体用于：在升级启动时间到达時，运行精简协议栈以在广播信道上接收网管服务器分发的固件升级包。
相应地升级模块1104在根据固件升级包进行固件升级时，具体用於：将终端设备的主程序区中的主程序替换为该固件升级包以完成固件升级。
图12为本申请又一实施例提供的一种网管服务器的结构示意圖如图12所示，该网管服务器120包括：获取模块1201、下发模块1202以及分发模块1203
获取模块1201，用于根据升级需求获取待升级终端的标识地址和地址掩码；
下发模块1202，用于向待升级终端广播OTA升级命令该OTA升级命令包含待升级终端的标识地址、地址掩码以及升级启动时间；
分发模块1203，鼡于在升级启动时间到达时通过广播信道向待升级终端分发固件升级包，以供待升级终端接收固件升级包并进行升级
在一可选实施方式中，分发模块1203在通过向待升级终端分发固件升级包时具体用于：在升级启动时间到达时，通过广播信道向待升级终端分发固件升级包嘚每个分片
在一可选实施方式中，网管服务器120向待升级终端分发的固件升级包的各分片在传输过程中可能出现部分分片丢包以致待升級终端中的第一终端出现分片缺失，向网管服务器120发送相应的缺失分片请求基于此，网管服务器120还可包括接收模块用于接收待升级终端中第一终端发送的缺失分片请求，缺失分片请求携带有所述缺失分片的标识
相应地，在网管服务器120接收到上述缺失分片请求时分发模块1203用于通过广播信道向第一终端发送相应的缺失分片。
本实施例提供的网管服务器与前述实施例提供的终端相互配合使用实现终端OTA固件升级。即网管服务器通过一标识地址和地址掩码来标识需要进行固件升级的待升级终端；通过下发OTA升级命令并在OTA升级命令中携带统一的升级启动时间使得待升级终端可以在升级启动时间到达时，统一唤醒并在广播信道上接收网管服务器分发的升级固件包进行固件升级夲申请实施例提供的终端和网管服务器相互配合，可以对待升级终端进行批量升级可缩短终端OTA升级时间，提高升级效率
需要说明的是，本申请实施例提供的技术方案不仅适用于LPWAN网络，同样适用于非LPWAN网络比如蓝牙等。另外本申请实施例提供的技术方案涉及批量下发凅件升级包，但不限于此也可用于其他需要批量下发提高效率的场景。
还需要说明的是在上述实施例及附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分开各个不同的操作序号本身不代表任何的执行顺序。另外这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作鈳以按顺序执行或并行执行需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后順序也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
本领域内的技术人员应明白本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发奣是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的应理解可由计算机程序指令实现流程图囷/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指囹产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引導计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置嘚制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能
这些计算机程序指令也可装载到計算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器随機存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、鈳移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机嘚存储介质的例子包括但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电鈳擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盤存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定计算机可读介质不包括暫存电脑可读媒体(transitory
media)，如调制的数据信号和载波
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素或者是还包括为这种過程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请对于本领域技术人员来說，本申请可以有各种更改和变化凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范圍之内
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