工程机械智能部件程序远程升级工具设计与实现

何爱　谢秀芬　尹云

摘要：工程机械智能部件程序需要持续升级优化，以满足用户需求。介绍智能部件远程升级原理和文件流传输协议，开发一套远程升级应用工具软件，实现对分散在全国各地的机械设备进行远程程序升级。

关键词：工程机械；智能部件；远程； 程序升级

DOIDOI：10.11907/rjdk.151207

中图分类号：TP319

文献标识码：A 文章编号：16727800（2015）006008003

基金项目基金项目：国家863高科技资助项目（2013AA041105）

作者简介作者简介：何爱（1980-），女，湖南长沙县人 ，硕士，三一重工股份有限公司工程师，研究方向为控制工程；谢秀芬（1983-），女，湖南冷水江人，硕士，三一重工股份有限公司工程师，研究方向为测控技术；尹云（1985-），女，湖南长沙县人，硕士，三一重工股份有限公司工程师，研究方向为传感技术。

0 引言

工程机械设备控制系统主要包括控制器、显示屏、移动终端等智能部件。智能部件在各种复杂工作环境中会出现程序异常，从而影响主机设备正常工作，同时智能部件的应用程序需要持续升级优化，为客户提供更好服务。

对分散在全国数以万计的工程机械设备进行升级，如采用服务工程师本地升级方式，这种方式耗费成本巨大[13]。采用远程升级方式，使用者只需在远程监控中心点击鼠标即可轻松完成操作流程。远程升级为设备维护提供了一种便捷、高效和低成本的途径，能快速处理因程序异常而出现的设备故障，并且可以增强设备远程监控能力。

1 智能部件应用程序远程升级原理

智能部件应用程序远程升级工具采用B/S模式，可支持移动终端（SYMT）、控制器（SYMC）和工业显示屏（SYLD）等智能部件。

该工具可对用户创建的批量升级任务进行调度，采用SCP流传输协议，将升级文件发送至远端工程机械设备上安装的由控制器、显示屏、移动终端等组成的控制系统，利用升级文件进行升级处理，并将处理结果反馈至监控中心。

工程机械智能部件应用程序远程升级过程原理如图1所示。

基于B/S模式的Web升级界面设计有较好的用户体验，且远程升级任务处理效率高。功能模块按每个操作流程设计开发，后台处理采用Windows服务程序方式，对大批量升级任务采用滑动窗口调度机制，并且根据移动终端上电状态进行排序，优先将升级文件发送至远端的智能部件。

2 远程升级工具功能设计

根据工程施工实际需求，本文所设计的智能部件应用程序远程升级工具分为系统主页、远程升级、版本上传、日志查询4大功能模块。系统功能结构如图2所示。

2.1 系统主页

满足便捷性需求，系统页面分为4个区：导航区、用户信息、查询区、查询结果区。

系统主页设计如图3所示。可根据工程机械主机设备编号、智能部件序列号、SYMC状态、SYMT状态、应用程序类型、版本号等条件查询主机和智能部件的装机关系。以便选择主机对应的智能部件进行远程升级。登录系统以后，进入系统主页。

2.2 版本上传

版本上传主要提供远程升级程序的版本定义和升级文件上传功能。用户输入程序类型、程序版本号、版本文件和版本说明，上传程序文件。根据程序版本类型和版本号，查询当前有效版本信息。

2.3 远程升级

远程升级功能模块可以选择主机对应的智能部件、升级程序类型、升级程序目标版本等信息，批量创建远程升级任务。

图4描述了远程升级任务处理流程。用户根据装机关系创建针对各类智能部件远程升级任务。考虑任务流传输网络带宽限制，后台批处理程序根据移动终端的上电状态进行排序，优先处理任务队列中前200项任务。调用流传输SCADA接口发送升级文件至移动终端。监控中心与移动终端、智能部件之间采用自主设计的流传输协议。

图5为创建远程升级任务的实例，在当前升级任务栏，显示当前升级任务的主机编号、程序类别、程序名称、当前版本、升级版本、文件发送进度和开始时间。点击异常按钮，可以查看当前升级中的异常信息。在历史升级任务栏，可以查看历史任务的主机编号、程序类型、程序文件名、升级前后版本、任务创建时间、主站发送状态、主站至从站处理时刻、SYLD完成接受时刻、升级时刻、是否成功，失败代码、创建人、SYMT编号、SYMC序列号、SYLD序列号等信息。

2.4 日志查询

日志查询主要便于用户根据主机编号、智能部件序列号、版本号、操作时间和操作人员等查询远程升级操作日志。

该功能模块根据主机或智能部件的序列号、创建人、版本信息、任务创建时间和升级任务完成状态等信息查询远程升级操作日志。

3 传输机制设计

稳定可靠的流传输协议是工程机械智能部件安全高效运行的必要条件。企业监控中心与移动终端之间的无线链路通信容易受带宽、通信信号等因素的影响。针对此情况，在远程升级系统中设计了一套适用的流传输协议。移动终端、工业显示屏和控制器等智能部件之间的流传输也可以采用该流传输协议。

3.1 流传输基本流程

流传输协议分为发送方和接收方，具体步骤如图6所示。

（1）发送方将升级文件按216字节分成若干数据块，以每秒5块的频率发送至接收端。

（2）接收方接收数据块后将状态反馈至发送方。反馈的信息包括缺失块。

（3）发送方根据接收方反馈的信息，调整发送频率，接收方接收越快，发送方发送越快，反之，若收方接收慢，则发送方发送调慢。并重新发送缺失块。重复步骤（1）、（2）和（3），直至数据块发送完毕。若发送方在一分钟之内未收到接收方任何反馈，则认为此次流传输失败。

（4）若发送中断，接收方向发送方发送断点续传请求，发送方根据接收方断点续传请求继续发送数据块。

（5）数据块发送完毕，发送方发送CRC32校验码，接收方判断校验码，若发送方收到正确反馈，则完成文件发送。若错误，则重传。

3.2 应用层协议及流类型定义

工程机械智能部件程序远程升级工具与流传输SCADA之间采用xml方式进行通信。SEHC部件远程升级典型的xml代码如下所示。

4 结语

本文介绍了一种基于B/S模式的工程机械智能部件程序远程升级工具的设计及实现过程。该工具采用一种稳定、可靠、高速的流传输协议。企业监控中心与移动终端、远端的控制系统内部CAN通信皆采用自主设计的流传输协议，协议针对移动通信中存在的信号不稳定等复杂情况进行处理，支持断点续传，为远程升级提供可靠支撑。该工具支持对SYMT、SYMC、SEHC和SYLD等关键智能部件的应用程序升级。利用该工具已高效、便捷地完成近了40 000次升级任务，为工程机械设备远程维护提供了便利。

参考文献：

[1] 王立奎， 吴长青， 魏洪兴. GPSGPRS无线通讯系统在工程机械中的应用[J]. 微机应用与智能化， 2005（1）： 25.

[2] 吴万荣， 谭祖香， 谢习华. GPS/GPRS工程装备远程监控系统中车载端的应用研究[J]. 机电工程技术，2006， 35（1）：4244.

[3] 戴喜明， 袁涛， 吴定雪. 基于GSM/GPS/GIS车辆状态监控系统的设计与实现[J]. 微计算机信息，2006，22（9）：246248.

责任编辑（责任编辑：陈福时）