工程機(jī)械智能部件程序遠(yuǎn)程升級工具設(shè)計與實現(xiàn)

何愛　謝秀芬　尹云

摘要：工程機(jī)械智能部件程序需要持續(xù)升級優(yōu)化，以滿足用戶需求。介紹智能部件遠(yuǎn)程升級原理和文件流傳輸協(xié)議，開發(fā)一套遠(yuǎn)程升級應(yīng)用工具軟件，實現(xiàn)對分散在全國各地的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程程序升級。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械；智能部件；遠(yuǎn)程； 程序升級

DOIDOI：10.11907/rjdk.151207

中圖分類號：TP319

文獻(xiàn)標(biāo)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(shù)；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(shù)。

0 引言

工程機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)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(fù)雜工作環(huán)境中會出現(xiàn)程序異常，從而影響主機(jī)設(shè)備正常工作，同時智能部件的應(yīng)用程序需要持續(xù)升級優(yōu)化，為客戶提供更好服務(wù)。

對分散在全國數(shù)以萬計的工程機(jī)械設(shè)備進(jìn)行升級，如采用服務(wù)工程師本地升級方式，這種方式耗費(fèi)成本巨大[13]。采用遠(yuǎn)程升級方式，使用者只需在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可輕松完成操作流程。遠(yuǎn)程升級為設(shè)備維護(hù)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(xiàn)的設(shè)備故障，并且可以增強(qiáng)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控能力。

1 智能部件應(yīng)用程序遠(yuǎn)程升級原理

智能部件應(yīng)用程序遠(yuǎn)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(yè)顯示屏（SYLD）等智能部件。

該工具可對用戶創(chuàng)建的批量升級任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，采用SCP流傳輸協(xié)議，將升級文件發(fā)送至遠(yuǎn)端工程機(jī)械設(shè)備上安裝的由控制器、顯示屏、移動終端等組成的控制系統(tǒng)，利用升級文件進(jìn)行升級處理，并將處理結(jié)果反饋至監(jiān)控中心。

工程機(jī)械智能部件應(yīng)用程序遠(yuǎn)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(shè)計有較好的用戶體驗，且遠(yuǎn)程升級任務(wù)處理效率高。功能模塊按每個操作流程設(shè)計開發(fā)，后臺處理采用Windows服務(wù)程序方式，對大批量升級任務(wù)采用滑動窗口調(diào)度機(jī)制，并且根據(jù)移動終端上電狀態(tài)進(jìn)行排序，優(yōu)先將升級文件發(fā)送至遠(yuǎn)端的智能部件。

2 遠(yuǎn)程升級工具功能設(shè)計

根據(jù)工程施工實際需求，本文所設(shè)計的智能部件應(yīng)用程序遠(yuǎn)程升級工具分為系統(tǒng)主頁、遠(yuǎn)程升級、版本上傳、日志查詢4大功能模塊。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.1 系統(tǒng)主頁

滿足便捷性需求，系統(tǒng)頁面分為4個區(qū)：導(dǎo)航區(qū)、用戶信息、查詢區(qū)、查詢結(jié)果區(qū)。

系統(tǒng)主頁設(shè)計如圖3所示?？筛鶕?jù)工程機(jī)械主機(jī)設(shè)備編號、智能部件序列號、SYMC狀態(tài)、SYMT狀態(tài)、應(yīng)用程序類型、版本號等條件查詢主機(jī)和智能部件的裝機(jī)關(guān)系。以便選擇主機(jī)對應(yīng)的智能部件進(jìn)行遠(yuǎn)程升級。登錄系統(tǒng)以后，進(jìn)入系統(tǒng)主頁。

2.2 版本上傳

版本上傳主要提供遠(yuǎn)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(jù)程序版本類型和版本號，查詢當(dāng)前有效版本信息。

2.3 遠(yuǎn)程升級

遠(yuǎn)程升級功能模塊可以選擇主機(jī)對應(yīng)的智能部件、升級程序類型、升級程序目標(biāo)版本等信息，批量創(chuàng)建遠(yuǎn)程升級任務(wù)。

圖4描述了遠(yuǎn)程升級任務(wù)處理流程。用戶根據(jù)裝機(jī)關(guān)系創(chuàng)建針對各類智能部件遠(yuǎn)程升級任務(wù)?？紤]任務(wù)流傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬限制，后臺批處理程序根據(jù)移動終端的上電狀態(tài)進(jìn)行排序，優(yōu)先處理任務(wù)隊列中前200項任務(wù)。調(diào)用流傳輸SCADA接口發(fā)送升級文件至移動終端。監(jiān)控中心與移動終端、智能部件之間采用自主設(shè)計的流傳輸協(xié)議。

圖5為創(chuàng)建遠(yuǎn)程升級任務(wù)的實例，在當(dāng)前升級任務(wù)欄，顯示當(dāng)前升級任務(wù)的主機(jī)編號、程序類別、程序名稱、當(dāng)前版本、升級版本、文件發(fā)送進(jìn)度和開始時間。點(diǎn)擊異常按鈕，可以查看當(dāng)前升級中的異常信息。在歷史升級任務(wù)欄，可以查看歷史任務(wù)的主機(jī)編號、程序類型、程序文件名、升級前后版本、任務(wù)創(chuàng)建時間、主站發(fā)送狀態(tài)、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(chuàng)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(jù)主機(jī)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(yuǎn)程升級操作日志。

該功能模塊根據(jù)主機(jī)或智能部件的序列號、創(chuàng)建人、版本信息、任務(wù)創(chuàng)建時間和升級任務(wù)完成狀態(tài)等信息查詢遠(yuǎn)程升級操作日志。

3 傳輸機(jī)制設(shè)計

穩(wěn)定可靠的流傳輸協(xié)議是工程機(jī)械智能部件安全高效運(yùn)行的必要條件。企業(yè)監(jiān)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(yuǎn)程升級系統(tǒng)中設(shè)計了一套適用的流傳輸協(xié)議。移動終端、工業(yè)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(xié)議。

3.1 流傳輸基本流程

流傳輸協(xié)議分為發(fā)送方和接收方，具體步驟如圖6所示。

（1）發(fā)送方將升級文件按216字節(jié)分成若干數(shù)據(jù)塊，以每秒5塊的頻率發(fā)送至接收端。

（2）接收方接收數(shù)據(jù)塊后將狀態(tài)反饋至發(fā)送方。反饋的信息包括缺失塊。

（3）發(fā)送方根據(jù)接收方反饋的信息，調(diào)整發(fā)送頻率，接收方接收越快，發(fā)送方發(fā)送越快，反之，若收方接收慢，則發(fā)送方發(fā)送調(diào)慢。并重新發(fā)送缺失塊。重復(fù)步驟（1）、（2）和（3），直至數(shù)據(jù)塊發(fā)送完畢。若發(fā)送方在一分鐘之內(nèi)未收到接收方任何反饋，則認(rèn)為此次流傳輸失敗。

（4）若發(fā)送中斷，接收方向發(fā)送方發(fā)送斷點(diǎn)續(xù)傳請求，發(fā)送方根據(jù)接收方斷點(diǎn)續(xù)傳請求繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)塊。

（5）數(shù)據(jù)塊發(fā)送完畢，發(fā)送方發(fā)送CRC32校驗碼，接收方判斷校驗碼，若發(fā)送方收到正確反饋，則完成文件發(fā)送。若錯誤，則重傳。

3.2 應(yīng)用層協(xié)議及流類型定義

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

4 結(jié)語

本文介紹了一種基于B/S模式的工程機(jī)械智能部件程序遠(yuǎn)程升級工具的設(shè)計及實現(xiàn)過程。該工具采用一種穩(wěn)定、可靠、高速的流傳輸協(xié)議。企業(yè)監(jiān)控中心與移動終端、遠(yuǎn)端的控制系統(tǒng)內(nèi)部CAN通信皆采用自主設(shè)計的流傳輸協(xié)議，協(xié)議針對移動通信中存在的信號不穩(wěn)定等復(fù)雜情況進(jìn)行處理，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，為遠(yuǎn)程升級提供可靠支撐。該工具支持對SYMT、SYMC、SEHC和SYLD等關(guān)鍵智能部件的應(yīng)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(wù)，為工程機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)提供了便利。

參考文獻(xiàn)：

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責(zé)任編輯（責(zé)任編輯：陳福時）