專利名稱：一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備及啟動和在線升級方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備及啟動和在線升級方法，是一種數(shù)字通信裝置及該裝置的運行控制方法，是一種以通路配置為特征，與LAN、WAN連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)裝置及其該裝置加載運行文件的啟動方法和裝置運行文件的在線升級方法。
背景技術(shù)：
公知的中小型企業(yè)使用的小型服務(wù)器通常是普通的PC機或工作站，這樣的服務(wù)器有許多缺點。首先，普通的PC機或工作站不是一種專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備因此在設(shè)計上不是按照網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本設(shè)計要求是可靠性高，可以不間斷的連續(xù)工作，并且可以有效的防止病毒的入侵。而一般的PC機或工作站是按照斷續(xù)工作狀態(tài)設(shè)計的，雖然差異不大，但在實際工作中也會產(chǎn)生由于服務(wù)器過熱而間斷工作的問題。其次，普通的PC機或工作站安裝的是普通的操作系統(tǒng)，這些普通的操作系統(tǒng)有許多與網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的模塊和接口。這些冗余部分不但增加了資金的投入，在運行中還占用了硬件資源，使系統(tǒng)運行速度降低。更令人討厭的是運行這些操作系統(tǒng)要進行許多復(fù)雜的設(shè)置，一般人往往不能勝任這些復(fù)雜的設(shè)置，需設(shè)專人，而對于中小型企業(yè)來說設(shè)立專人通常是不現(xiàn)實的。綜上所述，中小型企業(yè)搭建自己的服務(wù)器不但要投入較多的資金和人力物力，還會產(chǎn)生許多隱性資金浪費。多數(shù)中小型企業(yè)為避免以上所述問題，只是簡單的使用路由器這樣的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，而將所有的基礎(chǔ)應(yīng)用都推給網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商，這樣做雖然可以省去許多麻煩，但是當(dāng)業(yè)務(wù)量增加到一定量時資金的投入將相當(dāng)可觀。由于一切數(shù)據(jù)交換都要通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商，運行速度和保密在一定程度上也會成為問題。并且，對于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商的過分依賴對于企業(yè)也是不利的。
嵌入式系統(tǒng)的控制運行系統(tǒng)所使用的通常方法是通過在選定的硬件平臺之上，簡單的剪裁Linux或者UNIX系統(tǒng)，將其最小化后與硬件集成而放入嵌入式裝置當(dāng)中。裝置運行文件通常存儲和運行在硬盤、DOM或CF卡中，即系統(tǒng)內(nèi)核運行和存儲在同一空間。這樣做的好處是用最簡單的結(jié)構(gòu)獲得最佳的效果，缺點是其功能的擴展非常有限，裝置運行文件不具備升級的可能，并且必須與硬件平臺一一對應(yīng)。
傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的裝置運行文件以若干文件的形式存儲，并且存儲和運行都在同樣的存儲空間中交互操作，系統(tǒng)運行過程中，對于存儲文件多是獨占的形式。升級系統(tǒng)復(fù)雜，需要充分考慮系統(tǒng)文件之間的依存關(guān)系和運行狀態(tài)，稍有不慎就會導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，因此，嵌入式系統(tǒng)基本不作在線升級功能。這一點對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是十分不利的，因為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須不斷地更新，不斷升級，才能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變化的需要。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不能提供多種基礎(chǔ)應(yīng)用，而服務(wù)器又過于復(fù)雜，使用麻煩的缺點，本發(fā)明提出一種新型的多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備，所述的多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備即有普通網(wǎng)絡(luò)裝置可以長期使用，可靠性高，無須復(fù)雜設(shè)置的優(yōu)點，又有普通PC或工作站所搭建的服務(wù)器可以提供基礎(chǔ)應(yīng)用的優(yōu)點，例如可以提供網(wǎng)頁、企業(yè)郵箱、企業(yè)級的防火墻，企業(yè)級的網(wǎng)絡(luò)硬盤、企業(yè)級的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)等等。為適應(yīng)所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運行方式，本發(fā)明提出了一種啟動和在線升級所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的方法。該方法摒棄了通常簡單裁減Linux或者UNIX方法，提出了一種新的架構(gòu)和新的運行方式。所述方法將裝置運行文件存儲與運行空間完全分開，各自獨立。所有裝置運行文件均按照特定規(guī)則和要求，以模塊結(jié)構(gòu)存儲在介質(zhì)上。裝置啟動后，運行中的裝置運行文件就與存儲介質(zhì)分離，獨立運行。用戶服務(wù)文件采用模塊化，升級系統(tǒng)簡單、方便，只需要根據(jù)存儲結(jié)構(gòu)規(guī)則實時下載更新即可。所述方法采用全新的啟動模式，將運行模式分割成原始系統(tǒng)和服務(wù)系統(tǒng)兩個層面，采用不依賴于硬盤或其他存儲介質(zhì)的獨立運行方式。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備，包括主板，中央處理器，隨機存儲器，硬盤，WAN、LAN接口，USB接口，其特征在于，單片機，液晶顯示模塊，系統(tǒng)存儲卡；所述的中央處理器直接連接在主板上，所述的隨機存儲器通過主板上的插槽與中央處理器連接，所述的硬盤通過主板上的接口與中央處理器連接，所述的單片機通過接口與主板連接，所述的液晶顯示模塊與單片機連接，所述的系統(tǒng)存儲卡通過接口與主板連接，所述的WAN、LAN接口，USB接口直接與主板連接。
主板是一種帶有各種個人電腦接口的工控計算機主板。系統(tǒng)存儲卡是操作系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)優(yōu)化、裁剪，并與硬件存儲卡相結(jié)合為一個整體，系統(tǒng)存儲卡所使用的存儲元件是閃存，可以是CF卡，也可以是DOM卡，系統(tǒng)存儲卡與主板通過IDE接口和DOM卡或CF卡轉(zhuǎn)接口連接，單片機與主板通過RS232接口連接，液晶顯示模塊是單色多行點陣液晶板。
一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備的啟動方法，所述的多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備包括主板，中央處理器，隨機存儲器，硬盤，WAN、LAN接口，USB接口，單片機，液晶顯示模塊，系統(tǒng)存儲卡，其特征在于所述的步驟開機，加載系統(tǒng)卡的步驟；系統(tǒng)卡啟動系統(tǒng)獲取初始化微系統(tǒng)鏡像，在隨機存儲器中創(chuàng)建微系統(tǒng)空間的步驟；裝載初始化微系統(tǒng)，并在指定隨機存儲器空間中展開的步驟；裝載系統(tǒng)內(nèi)核，創(chuàng)建基本系統(tǒng)環(huán)境的步驟；加載ext3文件系統(tǒng)模塊，及其它基本模塊的步驟；創(chuàng)建動態(tài)隨機存儲器系統(tǒng)空間，構(gòu)建動態(tài)隨機存儲器虛擬磁盤，釋放根系統(tǒng)到動態(tài)隨機存儲器虛擬磁盤中，并構(gòu)建根系統(tǒng)的步驟；轉(zhuǎn)換根系統(tǒng)到動態(tài)隨機存儲器虛擬磁盤的步驟；創(chuàng)建根文件系統(tǒng)的步驟；初始化系統(tǒng)的步驟；根據(jù)配置文件釋放相關(guān)應(yīng)用模塊，構(gòu)建用戶應(yīng)用系統(tǒng)的步驟；卸載系統(tǒng)卡的步驟。
一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備的在線升級方法，所述的多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備包括主板，中央處理器，隨機存儲器，硬盤，WAN、LAN接口，USB接口，單片機，液晶顯示模塊，系統(tǒng)存儲卡，其特征在于，兩分區(qū)存儲結(jié)構(gòu)，在線升級的步驟升級系統(tǒng)連接升級服務(wù)器升級服務(wù)端口；服務(wù)器驗證升級系統(tǒng)合法性；升級系統(tǒng)獲取待升級數(shù)據(jù)信息；升級系統(tǒng)將升級數(shù)據(jù)信息與本機數(shù)據(jù)作比較，獲取升級列表；升級系統(tǒng)下載升級模塊；掛載系統(tǒng)存儲卡；更新系統(tǒng)模塊；
卸載系統(tǒng)存儲卡，升級完成。
所述的兩分區(qū)存儲結(jié)構(gòu)是整個儲存區(qū)分為兩個分區(qū)，引導(dǎo)分區(qū)，存放系統(tǒng)內(nèi)核及引導(dǎo)系統(tǒng)；數(shù)據(jù)分區(qū)，存放所有應(yīng)用系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)模塊；數(shù)據(jù)分區(qū)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分區(qū)只有一個數(shù)據(jù)目錄，數(shù)據(jù)目錄中所有的內(nèi)容都為應(yīng)用服務(wù)模塊。應(yīng)用服務(wù)模塊按照應(yīng)用服務(wù)模塊規(guī)則標(biāo)志、定義和存儲，系統(tǒng)按照應(yīng)用服務(wù)模塊規(guī)則區(qū)分和加載不同的應(yīng)用服務(wù)模塊。
所述的應(yīng)用服務(wù)模塊標(biāo)志、定義規(guī)則若模塊名以N開頭，為不活動模塊，不加載，其他為活動模塊；S000到S499為常規(guī)模塊，無條件加載以S0開頭的模塊為基礎(chǔ)服務(wù)模塊，是所有基礎(chǔ)服務(wù)的原始數(shù)據(jù)，不包含自定義的數(shù)據(jù)、配置文件；以S1開頭的模塊為基礎(chǔ)服務(wù)配套模塊，是在使用上述基礎(chǔ)服務(wù)時能滿足需求的自定義數(shù)據(jù)，配置文件；以S2開頭的模塊為系統(tǒng)出廠時提供的擴展服務(wù)模塊，與S0類似；以S3開頭的模塊為系統(tǒng)出廠時提供的擴展服務(wù)配套模塊，與S1類似；S400-S499為常規(guī)模塊備用號；S500到S999為大數(shù)據(jù)模塊，只有在存在硬盤的情況下才加載以S5開頭的模塊為高級服務(wù)模塊，是所有高級服務(wù)的原始數(shù)據(jù)，不包含自定義的數(shù)據(jù)、配置文件；以S6開頭的模塊為高級服務(wù)模塊配套模塊，是在使用上述高級服務(wù)時能滿足需求的自定義數(shù)據(jù)，配置文件；以S7開頭的模塊為系統(tǒng)出廠時提供的高級擴展服務(wù)模塊，與S5類似；
以S8開頭的模塊為系統(tǒng)出廠時提供的高級擴展服務(wù)配套模塊，與S6類似；S900-S999為大數(shù)據(jù)模塊備用號。
本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是由于使用了一種帶有各種個人電腦接口的工控計算機主板，使本發(fā)明的可靠性大大提高，同時又實現(xiàn)了各種接口與外設(shè)的靈活連接，既實現(xiàn)了服務(wù)器的功能，又可以像網(wǎng)絡(luò)設(shè)備那樣可靠的連續(xù)工作。由于使用了系統(tǒng)存儲卡，將所有裝置運行文件都安裝在系統(tǒng)存儲卡中，軟硬件一體化設(shè)計，免去了配置硬件、安裝軟件的麻煩，使安裝簡單方便，易于使用、操作，非技術(shù)人員也可以管理，免去產(chǎn)品后期維護工作。由于采用存儲卡中存儲裝置運行文件，在隨機存儲器中運行裝置運行文件方法，使裝置運行文件的運行和存儲相對獨立，還可以有效的防止裝置運行文件遭到病毒的入侵，可以像一般的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一樣不懼怕病毒。本發(fā)明可以看作是一種簡化的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)器，只是簡化掉了一些對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不必要的硬件和軟件，屏蔽掉冗余接口，使產(chǎn)品外部接口更加簡單，無需連接復(fù)雜的外圍設(shè)備，只需要連接兩根網(wǎng)線即可投入應(yīng)用。本發(fā)明將顯示部分簡化，用簡單的單片機和液晶顯示板代替昂貴的顯示器和顯卡以及軟件中的顯示模塊，使購置成本降低，一次投入即獲得所有基本應(yīng)用，免去企業(yè)高投入，低效果的信息化擔(dān)心。本發(fā)明可以提供多種基礎(chǔ)應(yīng)用，例如提供企業(yè)網(wǎng)頁、企業(yè)郵箱、企業(yè)級的防火墻，企業(yè)級的網(wǎng)絡(luò)硬盤、企業(yè)級的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，F(xiàn)TP、網(wǎng)關(guān)等等，并可以根據(jù)需求擴充應(yīng)用。
由于將系統(tǒng)核心、服務(wù)系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)以及用戶數(shù)據(jù)完全分開存放，核心文件系統(tǒng)采用只讀方式，使得系統(tǒng)安全性更高。由于采用系統(tǒng)和磁盤分離的模式，使得系統(tǒng)可以不依賴于磁盤而正常運行，保證系統(tǒng)服務(wù)的穩(wěn)定可靠。由于采用系統(tǒng)模塊化，在任意時刻都可以添加/更新一個功能模塊，而系統(tǒng)其他模塊不用做任何調(diào)整，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)的可拼裝。并使更新/升級則極其簡單有效，能夠非常容易的通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)系統(tǒng)的應(yīng)用擴展。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
圖1是實施例一中多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備的外形示意圖；圖2是本實施例一中多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備的原理框圖；圖3是實施例二中多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備的啟動方法原理框圖。
圖4是傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的裝置運行文件存儲方法示意圖；圖5是實施例二中的裝置運行文件存儲示意圖；圖6是實施例二中的裝置運行文件升級方法的原理示意圖。
具體實施例方式
實施例一圖1、圖2是多功能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的外形示意圖和原理框圖，圖中的序號所表示的是1.WAN線，2.LAN線，3.電源線，4.多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備，5.液晶顯示模塊，6.WAN接口，7.LAN接口，8.USB接口，9.隨機存儲器，10.硬盤，11.中央處理器，12.系統(tǒng)存儲卡，13.主板，14.單片機。
如圖1所示，本實施例從外表看十分簡單，對外界接線通常只有WAN線1、LAN線2和電源線3，與一般網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相當(dāng)。WAN線1、LAN線2都是通用的水晶頭接頭，易于連接和操作。本實施例所使用的液晶顯示模塊是一種成本很低的單色多行點陣LCD，所顯示的信息已足夠本實施例使用。
如圖2所示，本實施例基本構(gòu)成包括主板13，中央處理器11，隨機存儲器9，硬盤10，WAN、LAN接口6、7，USB接口8，單片機14，液晶顯示模塊5，系統(tǒng)存儲卡12。
本實施例的基本思路是簡化普通服務(wù)器的硬件系統(tǒng)和操作系統(tǒng)。應(yīng)用系統(tǒng)優(yōu)化將硬件系統(tǒng)簡化到最低，裁剪軟件系統(tǒng)，并進行模塊化處理，使之成為一種本發(fā)明所述的多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備專用“裝置運行文件”。裝置運行文件屏蔽掉冗余接口，使本實施例的外部接口更加簡單，無需連接復(fù)雜的外圍設(shè)備，只需要連接兩根網(wǎng)線即可投入應(yīng)用，同時提高運行速度。
裝置運行文件在設(shè)計時仔細的考慮與硬件存儲卡相結(jié)合問題，從而構(gòu)成專用系統(tǒng)存儲卡。這種系統(tǒng)存儲卡使軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)結(jié)合為一個整體。系統(tǒng)存儲卡插在多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備上時，系統(tǒng)存儲卡中的裝置運行文件是無法修改的，只有在特殊情況下，將卡從設(shè)備中拔出，連接在其他電腦上才可以修改其中的內(nèi)容。這樣做的目的是使裝置運行文件的設(shè)置簡單化，并保證該軟件免受病毒侵害。系統(tǒng)存儲卡的硬件是ScanDisk CF128M或DOM128M，系統(tǒng)存儲卡通過接口與主板連接。為保證系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。精心選擇元器件的類型，為設(shè)備可以連續(xù)工作打下良好基礎(chǔ)，同時兼顧元器件成本，爭取用最小的投入產(chǎn)生最大效益。
為實現(xiàn)對多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控，本實施例通過設(shè)計和開發(fā)獨立的單片機液晶顯示系統(tǒng)，使用戶可以直接了解設(shè)備的工作狀態(tài)和設(shè)置信息。省去了復(fù)雜的顯示系統(tǒng)軟、硬件和昂貴的顯示器。
為獲得較高的可靠性，本實施例使用的CPU及主板為C3 1G/EPIA、Mini-ITX DP10000。這是一種比較特殊的主板，是一種工業(yè)計算機主板，為提高可靠性，這種主板的中央處理器直接焊接在主板上，類似這樣的設(shè)計和保證可靠性的工藝在這種主板上有多處體現(xiàn)。與普通的工控計算機主板所不同是這種主板有一些普通PC機上才有的接口，應(yīng)用這些接口可以很方便的連接各種外部設(shè)備，實現(xiàn)一些普通PC機上才能實現(xiàn)的功能。所使用的Kingstone 256M DDR隨機存儲器如同普通的PC機，通過主板上的插槽與中央處理器連接。同樣，Seagate 80G 7200rpm的硬盤通過主板上的接口與中央處理器連接。
為降低成本，本實施例簡化顯示系統(tǒng)，使用的P89C52單片機通過接口與主板連接，一種低成本的LCD122×32液晶顯示模塊與單片機連接。這種單色點陣液晶顯示模塊已足夠顯示必要的信息了。單片機代替了復(fù)雜的顯示設(shè)備，除必要的信息外，其他冗余部分一概除去，使顯示速度和效率大大提供，節(jié)約了硬、軟件資源。USB接口8直接與主板連接，用于擴展基礎(chǔ)應(yīng)用。
實施例二本實施例所敘述的是多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備的啟動方法。多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備使用的是一種工控計算機式的嵌入式計算機系統(tǒng)，這種嵌入式計算機系統(tǒng)接近于通用PC機系統(tǒng)，采用的是磁盤服務(wù)模式。即在運行過程中系統(tǒng)文件的根位置始終在磁盤中，磁盤作為計算機運行的重要部分，在運行中不能與計算機的其他部分分離。本實施例所述的啟動方法是一種全新的嵌入式系統(tǒng)的啟動模式，摒棄了傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)普遍采用的磁盤服務(wù)模式，將專用的裝置運行文件的根位置從常規(guī)的磁盤轉(zhuǎn)移到隨機存儲器中，并在隨機存儲器中完成裝置運行文件加載、裝置運行文件原始目錄結(jié)構(gòu)構(gòu)建和用戶權(quán)限分配等等任務(wù)。這樣磁盤僅僅起到一個存儲裝置運行文件的作用，在整個計算機運行過程中與運行無關(guān)，可以與計算機脫離，從而實現(xiàn)了裝置運行文件與服務(wù)的無關(guān)性，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
本實施例所使用的硬件是實施例一所述的多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備包括主板，中央處理器，隨機存儲器(內(nèi)存)，硬盤，WAN、LAN接口，USB接口，單片機，液晶顯示模塊，系統(tǒng)存儲卡。所述的多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備的啟動方法基于構(gòu)建了新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的系統(tǒng)文件存放結(jié)構(gòu)不分系統(tǒng)和服務(wù)文件，混合存放。這樣的存放方法雖然簡單，但不便于管理。本實施例所述的多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備啟動方法的裝置運行文件存放結(jié)構(gòu)是將各種文件成類為原始裝置運行文件和服務(wù)運行文件兩個層面管理，原始裝置運行文件具有最基本的引導(dǎo)功能，能夠正常進入裝置運行，沒有任何服務(wù)，具有完整的目錄結(jié)構(gòu)，shell命令以及支持庫，并且都在隨機存儲器(內(nèi)存)中運行。這里將這種隨機存儲器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定義為基本系統(tǒng)框架Basic System Frame(簡稱為BSF)。所有的與用戶服務(wù)有關(guān)的文件按照“應(yīng)用服務(wù)模塊規(guī)則”定義打包為模塊，這些模塊稱之為“應(yīng)用服務(wù)模塊”。所有的應(yīng)用服務(wù)模塊按照“應(yīng)用服務(wù)模塊規(guī)則”存放于指定的目錄中，BSF和應(yīng)用服務(wù)模塊全部存放在磁盤中，這里所說的磁盤可以是硬盤或者外置的閃存卡(DOM/CF卡)，本實施例使用的是DOM卡。當(dāng)嵌入式系統(tǒng)開始運行的時候，首先引導(dǎo)BSF，即將最基本的引導(dǎo)功能和完整的目錄結(jié)構(gòu)、shell命令以及支持庫引入隨機存儲器(內(nèi)存)中運行。BSF引導(dǎo)起來以后，原始裝置運行文件根據(jù)用戶配置信息，選擇裝載此目錄中所有列出的應(yīng)用服務(wù)模塊，并在磁盤中提取，放在隨機存儲器(內(nèi)存)中構(gòu)建用戶的服務(wù)系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)的可拼裝性。這里的關(guān)鍵是運行位置的轉(zhuǎn)移，是使用硬件的變化，用戶所需的配置文件以及需要保存的數(shù)據(jù)文件則存放在磁盤或外置的系統(tǒng)閃存卡(DOM/CF卡)上，只是在開機裝載服務(wù)時用到，一旦正常運行，磁盤或外置的系統(tǒng)閃存卡就可以脫離了。如果有病毒入侵，染毒的只是隨機存儲器(內(nèi)存)中正在運行的裝置運行文件，而磁盤或外置的系統(tǒng)閃存中的裝置運行文件不會受到污染，并保持完好。一旦隨機存儲器(內(nèi)存)中運行的裝置運行文件由于染毒而崩潰，磁盤或外置的系統(tǒng)閃存中的裝置運行文件還保持純凈、良好的狀態(tài)，這時只要重新啟動多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備，加載磁盤或外置的系統(tǒng)閃存中的系統(tǒng)就可以保證正常的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行了，這樣就真正實現(xiàn)了核心系統(tǒng)的安全、可靠。
在儲存結(jié)構(gòu)方面所述的多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備啟動方法采用了隨機存儲器系統(tǒng)和磁盤同步存儲結(jié)構(gòu)，并且將裝置運行文件的數(shù)據(jù)、服務(wù)和用戶數(shù)據(jù)、配置分開存放的模式，使得裝置運行文件不再依賴于硬盤的存在而可以獨立運行，進一步提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
本實施例基于Linux架構(gòu){title Red Hat Linux(2.4.20-8)root(he0，0)kernel/vmlinuz-2.4.20-8 ro initrd/initrd-2.4.20-8.ing}，啟動運行過程，如圖3所示，描述如下1.開機，加載系統(tǒng)卡；2.系統(tǒng)卡啟動系統(tǒng)(boot loader)獲取初始化微系統(tǒng)鏡像(initrd/initrd-2.4.20-8.img)，在隨機存儲器中創(chuàng)建微系統(tǒng)空間；3.裝載初始化微系統(tǒng)，并在指定隨機存儲器空間中(/dev/ram)展開；4.裝載系統(tǒng)內(nèi)核(kernel/vmlinuz-2.4.20-8.ro)，創(chuàng)建基本系統(tǒng)環(huán)境；5.加載ext 3文件系統(tǒng)模塊，及其它基本模塊；6.創(chuàng)建動態(tài)隨機存儲器系統(tǒng)空間(d-ram)，構(gòu)建動態(tài)隨機存儲器虛擬磁盤(d-ram-vdisk)，釋放根系統(tǒng)(root)到動態(tài)隨機存儲器虛擬磁盤中，并構(gòu)建根系統(tǒng)；7.轉(zhuǎn)換根系統(tǒng)到動態(tài)隨機存儲器虛擬磁盤；8.創(chuàng)建根文件系統(tǒng)；9.初始化系統(tǒng)(/etc/rc.d/rc.sysinit rc3.d)；
10.根據(jù)配置文件釋放相關(guān)應(yīng)用模塊，構(gòu)建用戶應(yīng)用系統(tǒng)；11.卸載系統(tǒng)卡。
實施例三本實施例所敘述的是多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備的在線升級方法。
傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的裝置運行文件以若干文件的形式存儲，并且存儲和運行都在同樣的存儲空間中交互操作，裝置運行文件運行過程中，對于存儲文件多是獨占的形式。升級系統(tǒng)復(fù)雜，需要充分考慮裝置運行文件之間的依存關(guān)系和運行狀態(tài)，稍有不慎就會導(dǎo)致裝置運行文件崩潰，因此，嵌入式系統(tǒng)基本不作在線升級功能。傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的存儲結(jié)構(gòu)如圖4所示1.引導(dǎo)分區(qū)，系統(tǒng)引導(dǎo)程序存儲區(qū)域；2.系統(tǒng)分區(qū)，存放系統(tǒng)內(nèi)核及系統(tǒng)文件；3.應(yīng)用程序分區(qū)，存放所有應(yīng)用系統(tǒng)文件；4.用戶數(shù)據(jù)分區(qū)，存放所有用戶文件。
傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的運行模式1.引導(dǎo)系統(tǒng)，啟動內(nèi)核；2.在存儲介質(zhì)上建立根文件分區(qū)；3.掛在用戶應(yīng)用系統(tǒng)分區(qū)；4.啟動用戶服務(wù)；5.系統(tǒng)正常運行。
傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的裝置運行文件的存儲方式是以文件的方式存儲，各種文件存儲在各個文件區(qū)域中，運行的時候按照順序提取。這樣做雖然比較方便，但是對于這些裝置的運行文件的升級十分不利。文件內(nèi)部的有機結(jié)合決定了文件的固定模式，如果升級需要改變整個文件，然而嵌入式系統(tǒng)的各種程序文件通常都是量體裁剪而成，改變整個文件必須充分考慮硬件的需求，這對于經(jīng)常升級十分不利。然而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須經(jīng)常升級，因此使用嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的升級問題特別突出。
本實施例所使用的硬件是實施例一所述的，包括主板，中央處理器，隨機存儲器，硬盤，WAN、LAN接口，USB接口，單片機，液晶顯示模塊，系統(tǒng)存儲卡。本實施例的基本思路是多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備的裝置運行文件的存儲與運行空間完全分開，各自獨立。裝置運行文件中除最基本的運行文件之外，所有與用戶有關(guān)的運行文件均進行模塊化處理，并按照“應(yīng)用服務(wù)模塊規(guī)則”的要求定義和標(biāo)志模塊，以模塊結(jié)構(gòu)存儲在作為存儲空間的存儲介質(zhì)上，這些模塊稱之為“應(yīng)用服務(wù)模塊”。存儲介質(zhì)可以是通常的硬盤或?qū)Ｓ玫南到y(tǒng)存儲卡(DOM/CF卡)，本實施例采用的是DOM卡。多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備啟動時將各個文件和模塊從存儲空間中取出，放入運行空間。裝置運行文件在運行空間中引導(dǎo)啟動，提取各種用戶程序和數(shù)據(jù)在運行空間中運行。運行空間設(shè)在隨機存儲器中，也就是通常所述的內(nèi)存中。裝置需要升級時，只需根據(jù)“應(yīng)用服務(wù)模塊規(guī)則”所定義的標(biāo)志規(guī)則實時下載新的應(yīng)用服務(wù)模塊，在原裝置運行文件中更新相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)模塊即可。這便是模塊化的好處，升級系統(tǒng)簡單、方便。文件的存儲模塊化是本實施例的關(guān)鍵，只有將文件模塊化，使各個程序段之間有明顯的界線才能使需要更新和不需要更新的部分分開，在升級的時候選擇起來比較方便。系統(tǒng)的存儲結(jié)構(gòu)如圖5所示，系統(tǒng)的存儲結(jié)構(gòu)和運行方式如下存儲結(jié)構(gòu)1.引導(dǎo)分區(qū)，存放系統(tǒng)內(nèi)核及引導(dǎo)系統(tǒng)；
2.數(shù)據(jù)分區(qū)，存放所有應(yīng)用系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)模塊。
數(shù)據(jù)分區(qū)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分區(qū)只有一個數(shù)據(jù)目錄，數(shù)據(jù)目錄中所有的內(nèi)容都為模塊。模塊按照特定的標(biāo)志定義和存儲，系統(tǒng)按照特定規(guī)則區(qū)分和加載不同的模塊。
“應(yīng)用服務(wù)模塊規(guī)則”是定義和標(biāo)志應(yīng)用服務(wù)模塊的規(guī)則，這個規(guī)則可以任意確定，本實施例采用的是如下規(guī)則數(shù)據(jù)分區(qū)只有一個數(shù)據(jù)目錄，數(shù)據(jù)目錄中所有的內(nèi)容都為應(yīng)用服務(wù)模塊。
若模塊名以N開頭，為不活動模塊，不加載，其他為活動模塊。
S000到S499為常規(guī)模塊，無條件加載以S0開頭的模塊為基礎(chǔ)服務(wù)模塊，是所有基礎(chǔ)服務(wù)的原始數(shù)據(jù)，不包含自定義的數(shù)據(jù)、配置文件等；以S1開頭的模塊為基礎(chǔ)服務(wù)配套模塊，是在使用上述基礎(chǔ)服務(wù)時能滿足需求的自定義數(shù)據(jù)，配置文件等；以S2開頭的模塊為系統(tǒng)出廠時提供的擴展服務(wù)模塊，與S0類似；以S3開頭的模塊為系統(tǒng)出廠時提供的擴展服務(wù)配套模塊，與S1類似；S400、S499為常規(guī)模塊備用號。
S500到S999為大數(shù)據(jù)模塊，只有在存在硬盤的情況下才加載以S5開頭的模塊為高級服務(wù)模塊，是所有高級服務(wù)的原始數(shù)據(jù)，不包含自定義的數(shù)據(jù)、配置文件；以S6開頭的模塊為高級服務(wù)模塊配套模塊，是在使用上述高級服務(wù)時能滿足需求的自定義數(shù)據(jù)，配置文件；以S7開頭的模塊為系統(tǒng)出廠時提供的高級擴展服務(wù)模塊，與S5類似；
以S8開頭的模塊為系統(tǒng)出廠時提供的高級擴展服務(wù)配套模塊，與S6類似；S900、S999為大數(shù)據(jù)模塊備用號。
本實施例的在線升級過程，如圖6所示，包含三個大的步驟驗證/獲取、計算/下載、更新1.升級系統(tǒng)連接升級服務(wù)器升級服務(wù)端口；2.服務(wù)器驗證升級系統(tǒng)合法性；3.升級系統(tǒng)獲取待升級數(shù)據(jù)信息；4.升級系統(tǒng)將升級數(shù)據(jù)信息與本機數(shù)據(jù)作比較，獲取升級列表；5.升級系統(tǒng)下載升級模塊；6.掛載系統(tǒng)存儲卡；7.更新系統(tǒng)模塊；8.卸載系統(tǒng)存儲卡，升級完成。
其中，1-3為驗證/獲取，升級和被升級雙方互相確認(rèn)其升級合法性，非法入侵和非法用戶。
4-5為計算/下載，升級和被升級雙方交流版本信息，確定下載模塊的數(shù)量并進行下載。
6-8為更新過程，將下載的模塊寫入加載的系統(tǒng)存儲卡的臨時存儲空間中，修改舊有模塊編號名稱，修改新下載模塊編號名稱，替換原有模塊，卸載系統(tǒng)存儲卡，完成升級。
權(quán)利要求
1.一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備，包括主板，中央處理器，隨機存儲器，硬盤，WAN、LAN接口，USB接口，其特征在于，單片機，液晶顯示模塊，系統(tǒng)存儲卡；所述的中央處理器直接連接在主板上，所述的隨機存儲器通過主板上的插槽與中央處理器連接，所述的硬盤通過主板上的接口與中央處理器連接，所述的單片機通過接口與主板連接，所述的液晶顯示模塊與單片機連接，所述的系統(tǒng)存儲卡通過接口與主板連接，所述的WAN、LAN接口，USB接口直接與主板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備，其特征在于，所述的主板，是一種帶有各種個人電腦接口的工控計算機主板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備，其特征在于，所述的系統(tǒng)存儲卡是是一個專門用于存放裝置運行文件的閃存，可以是CF卡，也可以是DOM卡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備，其特征在于，所述的系統(tǒng)存儲卡與主板通過IDE接口和DOM卡或CF卡轉(zhuǎn)接口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備，其特征在于，所述的單片機與主板通過RS232接口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備，其特征在于，所述的液晶顯示模塊是單色多行點陣液晶板。
7.一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備的啟動方法，所述的多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備包括主板，中央處理器，隨機存儲器，硬盤，WAN、LAN接口，USB接口，單片機，液晶顯示模塊，系統(tǒng)存儲卡，其特征在于所述的步驟開機，加載系統(tǒng)卡的步驟；系統(tǒng)卡啟動系統(tǒng)獲取初始化微系統(tǒng)鏡像，在隨機存儲器中創(chuàng)建微系統(tǒng)空間的步驟；裝載初始化微系統(tǒng)，并在指定隨機存儲器空間中展開的步驟；裝載系統(tǒng)內(nèi)核，創(chuàng)建基本系統(tǒng)環(huán)境的步驟；加載ext3文件系統(tǒng)模塊，及其它基本模塊的步驟；創(chuàng)建動態(tài)隨機存儲器系統(tǒng)空間，構(gòu)建動態(tài)隨機存儲器虛擬磁盤，釋放根系統(tǒng)到動態(tài)隨機存儲器虛擬磁盤中，并構(gòu)建根系統(tǒng)的步驟；轉(zhuǎn)換根系統(tǒng)到動態(tài)隨機存儲器虛擬磁盤的步驟；創(chuàng)建根文件系統(tǒng)的步驟；初始化系統(tǒng)的步驟；根據(jù)配置文件釋放相關(guān)應(yīng)用模塊，構(gòu)建用戶應(yīng)用系統(tǒng)的步驟；卸載系統(tǒng)卡的步驟。
8.一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備的在線升級方法，所述的多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備包括主板，中央處理器，隨機存儲器，硬盤，WAN、LAN接口，USB接口，單片機，液晶顯示模塊，系統(tǒng)存儲卡，其特征在于，兩分區(qū)存儲結(jié)構(gòu)，在線升級方法的步驟升級系統(tǒng)連接升級服務(wù)器升級服務(wù)端口；服務(wù)器驗證升級系統(tǒng)合法性；升級系統(tǒng)獲取待升級數(shù)據(jù)信息；升級系統(tǒng)將升級數(shù)據(jù)信息與本機數(shù)據(jù)作比較，獲取升級列表；升級系統(tǒng)下載升級模塊；掛載系統(tǒng)存儲卡；更新系統(tǒng)模塊；卸載系統(tǒng)存儲卡，升級完成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備的在線升級方法，其特征在于，所述的兩分區(qū)存儲結(jié)構(gòu)是整個儲存區(qū)分為兩個分區(qū)，引導(dǎo)分區(qū)，存放系統(tǒng)內(nèi)核及引導(dǎo)系統(tǒng)；數(shù)據(jù)分區(qū)，存放應(yīng)用服務(wù)模塊；數(shù)據(jù)分區(qū)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分區(qū)只有一個數(shù)據(jù)目錄，數(shù)據(jù)目錄中所有的內(nèi)容都為應(yīng)用服務(wù)模塊。應(yīng)用服務(wù)模塊按照應(yīng)用服務(wù)模塊規(guī)則標(biāo)志、定義和存儲，系統(tǒng)按照應(yīng)用服務(wù)模塊規(guī)則區(qū)分和加載不同的應(yīng)用服務(wù)模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備的在線升級方法，其特征在于，所述的應(yīng)用服務(wù)模塊標(biāo)志、定義規(guī)則若模塊名以N開頭，為不活動模塊，不加載，其他為活動模塊；S000到S499為常規(guī)模塊，無條件加載以S0開頭的模塊為基礎(chǔ)服務(wù)模塊，是所有基礎(chǔ)服務(wù)的原始數(shù)據(jù)，不包含自定義的數(shù)據(jù)、配置文件；以S1開頭的模塊為基礎(chǔ)服務(wù)配套模塊，是在使用上述基礎(chǔ)服務(wù)時能滿足需求的自定義數(shù)據(jù)，配置文件；以S2開頭的模塊為系統(tǒng)出廠時提供的擴展服務(wù)模塊，與S0類似；以S3開頭的模塊為系統(tǒng)出廠時提供的擴展服務(wù)配套模塊，與S1類似；S400-S499為常規(guī)模塊備用號；S500到S999為大數(shù)據(jù)模塊，只有在存在硬盤的情況下才加載以S5開頭的模塊為高級服務(wù)模塊，是所有高級服務(wù)的原始數(shù)據(jù)，不包含自定義的數(shù)據(jù)、配置文件；以S6開頭的模塊為高級服務(wù)模塊配套模塊，是在使用上述高級服務(wù)時能滿足需求的自定義數(shù)據(jù)，配置文件；以S7開頭的模塊為系統(tǒng)出廠時提供的高級擴展服務(wù)模塊，與S5類似；以S8開頭的模塊為系統(tǒng)出廠時提供的高級擴展服務(wù)配套模塊，與S6類似；S900-S999為大數(shù)據(jù)模塊備用號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備及啟動和在線升級方法，涉及一種數(shù)字通信裝置，一種多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備包括主板，中央處理器，隨機存儲器，硬盤，WAN、LAN接口，USB接口，單片機，液晶顯示模塊，系統(tǒng)存儲卡。中央處理器直接連接在主板上，隨機存儲器通過主板上的插槽與中央處理器連接，硬盤通過主板上的接口與中央處理器連接，單片機通過接口與主板連接，液晶顯示模塊與單片機連接，系統(tǒng)存儲卡通過接口與主板連接。由于使用了一種帶有各種個人電腦接口的工控計算機主板，既實現(xiàn)了服務(wù)器的功能，又可以像網(wǎng)絡(luò)設(shè)備那樣可靠的連續(xù)工作。本發(fā)明可以提供網(wǎng)頁、郵箱、防火墻，網(wǎng)絡(luò)硬盤、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，F(xiàn)TP、網(wǎng)關(guān)等多種基礎(chǔ)應(yīng)用。
文檔編號H04L12/28GK101039219SQ200710087058
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月12日
發(fā)明者藺煒 申請人:藺煒