工程機械智能部件程序遠程升級工具設計與實現

何愛　謝秀芬　尹云

摘要：工程機械智能部件程序需要持續升級優化，以滿足用戶需求。介紹智能部件遠程升級原理和文件流傳輸協議，開發一套遠程升級應用工具軟件，實現對分散在全國各地的機械設備進行遠程程序升級。

關鍵詞：工程機械；智能部件；遠程； 程序升級

DOIDOI：10.11907/rjdk.151207

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A 文章編號：16727800（2015）006008003

基金項目基金項目：國家863高科技資助項目（2013AA041105）

作者簡介作者簡介：何愛（1980-），女，湖南長沙縣人 ，碩士，三一重工股份有限公司工程師，研究方向為控制工程；謝秀芬（1983-），女，湖南冷水江人，碩士，三一重工股份有限公司工程師，研究方向為測控技術；尹云（1985-），女，湖南長沙縣人，碩士，三一重工股份有限公司工程師，研究方向為傳感技術。

0 引言

工程機械設備控制系統主要包括控制器、顯示屏、移動終端等智能部件。智能部件在各種復雜工作環境中會出現程序異常，從而影響主機設備正常工作，同時智能部件的應用程序需要持續升級優化，為客戶提供更好服務。

對分散在全國數以萬計的工程機械設備進行升級，如采用服務工程師本地升級方式，這種方式耗費成本巨大[13]。采用遠程升級方式，使用者只需在遠程監控中心點擊鼠標即可輕松完成操作流程。遠程升級為設備維護提供了一種便捷、高效和低成本的途徑，能快速處理因程序異常而出現的設備故障，并且可以增強設備遠程監控能力。

1 智能部件應用程序遠程升級原理

智能部件應用程序遠程升級工具采用B/S模式，可支持移動終端（SYMT）、控制器（SYMC）和工業顯示屏（SYLD）等智能部件。

該工具可對用戶創建的批量升級任務進行調度，采用SCP流傳輸協議，將升級文件發送至遠端工程機械設備上安裝的由控制器、顯示屏、移動終端等組成的控制系統，利用升級文件進行升級處理，并將處理結果反饋至監控中心。

工程機械智能部件應用程序遠程升級過程原理如圖1所示。

基于B/S模式的Web升級界面設計有較好的用戶體驗，且遠程升級任務處理效率高。功能模塊按每個操作流程設計開發，后臺處理采用Windows服務程序方式，對大批量升級任務采用滑動窗口調度機制，并且根據移動終端上電狀態進行排序，優先將升級文件發送至遠端的智能部件。

2 遠程升級工具功能設計

根據工程施工實際需求，本文所設計的智能部件應用程序遠程升級工具分為系統主頁、遠程升級、版本上傳、日志查詢4大功能模塊。系統功能結構如圖2所示。

2.1 系統主頁

滿足便捷性需求，系統頁面分為4個區：導航區、用戶信息、查詢區、查詢結果區。

系統主頁設計如圖3所示。可根據工程機械主機設備編號、智能部件序列號、SYMC狀態、SYMT狀態、應用程序類型、版本號等條件查詢主機和智能部件的裝機關系。以便選擇主機對應的智能部件進行遠程升級。登錄系統以后，進入系統主頁。

2.2 版本上傳

版本上傳主要提供遠程升級程序的版本定義和升級文件上傳功能。用戶輸入程序類型、程序版本號、版本文件和版本說明，上傳程序文件。根據程序版本類型和版本號，查詢當前有效版本信息。

2.3 遠程升級

遠程升級功能模塊可以選擇主機對應的智能部件、升級程序類型、升級程序目標版本等信息，批量創建遠程升級任務。

圖4描述了遠程升級任務處理流程。用戶根據裝機關系創建針對各類智能部件遠程升級任務。考慮任務流傳輸網絡帶寬限制，后臺批處理程序根據移動終端的上電狀態進行排序，優先處理任務隊列中前200項任務。調用流傳輸SCADA接口發送升級文件至移動終端。監控中心與移動終端、智能部件之間采用自主設計的流傳輸協議。

圖5為創建遠程升級任務的實例，在當前升級任務欄，顯示當前升級任務的主機編號、程序類別、程序名稱、當前版本、升級版本、文件發送進度和開始時間。點擊異常按鈕，可以查看當前升級中的異常信息。在歷史升級任務欄，可以查看歷史任務的主機編號、程序類型、程序文件名、升級前后版本、任務創建時間、主站發送狀態、主站至從站處理時刻、SYLD完成接受時刻、升級時刻、是否成功，失敗代碼、創建人、SYMT編號、SYMC序列號、SYLD序列號等信息。

2.4 日志查詢

日志查詢主要便于用戶根據主機編號、智能部件序列號、版本號、操作時間和操作人員等查詢遠程升級操作日志。

該功能模塊根據主機或智能部件的序列號、創建人、版本信息、任務創建時間和升級任務完成狀態等信息查詢遠程升級操作日志。

3 傳輸機制設計

穩定可靠的流傳輸協議是工程機械智能部件安全高效運行的必要條件。企業監控中心與移動終端之間的無線鏈路通信容易受帶寬、通信信號等因素的影響。針對此情況，在遠程升級系統中設計了一套適用的流傳輸協議。移動終端、工業顯示屏和控制器等智能部件之間的流傳輸也可以采用該流傳輸協議。

3.1 流傳輸基本流程

流傳輸協議分為發送方和接收方，具體步驟如圖6所示。

（1）發送方將升級文件按216字節分成若干數據塊，以每秒5塊的頻率發送至接收端。

（2）接收方接收數據塊后將狀態反饋至發送方。反饋的信息包括缺失塊。

（3）發送方根據接收方反饋的信息，調整發送頻率，接收方接收越快，發送方發送越快，反之，若收方接收慢，則發送方發送調慢。并重新發送缺失塊。重復步驟（1）、（2）和（3），直至數據塊發送完畢。若發送方在一分鐘之內未收到接收方任何反饋，則認為此次流傳輸失敗。

（4）若發送中斷，接收方向發送方發送斷點續傳請求，發送方根據接收方斷點續傳請求繼續發送數據塊。

（5）數據塊發送完畢，發送方發送CRC32校驗碼，接收方判斷校驗碼，若發送方收到正確反饋，則完成文件發送。若錯誤，則重傳。

3.2 應用層協議及流類型定義

工程機械智能部件程序遠程升級工具與流傳輸SCADA之間采用xml方式進行通信。SEHC部件遠程升級典型的xml代碼如下所示。

4 結語

本文介紹了一種基于B/S模式的工程機械智能部件程序遠程升級工具的設計及實現過程。該工具采用一種穩定、可靠、高速的流傳輸協議。企業監控中心與移動終端、遠端的控制系統內部CAN通信皆采用自主設計的流傳輸協議，協議針對移動通信中存在的信號不穩定等復雜情況進行處理，支持斷點續傳，為遠程升級提供可靠支撐。該工具支持對SYMT、SYMC、SEHC和SYLD等關鍵智能部件的應用程序升級。利用該工具已高效、便捷地完成近了40 000次升級任務，為工程機械設備遠程維護提供了便利。

參考文獻：

[1] 王立奎， 吳長青， 魏洪興. GPSGPRS無線通訊系統在工程機械中的應用[J]. 微機應用與智能化， 2005（1）： 25.

[2] 吳萬榮， 譚祖香， 謝習華. GPS/GPRS工程裝備遠程監控系統中車載端的應用研究[J]. 機電工程技術，2006， 35（1）：4244.

[3] 戴喜明， 袁濤， 吳定雪. 基于GSM/GPS/GIS車輛狀態監控系統的設計與實現[J]. 微計算機信息，2006，22（9）：246248.

責任編輯（責任編輯：陳福時）