本發(fā)明涉及工業(yè)控制，尤其涉及一種通過以太網(wǎng)和can總線實現(xiàn)工控現(xiàn)場設(shè)備并行升級的方法。該方法主要用于在工業(yè)控制系統(tǒng)中，通過網(wǎng)絡(luò)通信對多個設(shè)備進行固件升級，提高設(shè)備升級的效率和便利性。

背景技術(shù)：

1、在工業(yè)控制系統(tǒng)中，設(shè)備的固件升級是維護和提高系統(tǒng)性能的重要手段。然而，傳統(tǒng)的升級方法通常需要逐一對設(shè)備進行升級，這不僅費時費力，而且在大規(guī)模系統(tǒng)中幾乎難以實現(xiàn)。此外，許多工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備分布廣泛，環(huán)境復(fù)雜，通過傳統(tǒng)方法進行升級會遇到各種挑戰(zhàn)。

2、現(xiàn)有的升級方法主要依賴于直接連接或現(xiàn)場手動操作，這些方法的效率較低，且容易出現(xiàn)人為操作錯誤。同時，隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(iiot)的發(fā)展，越來越多的設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)進行連接和管理，這為遠(yuǎn)程升級提供了可能。然而，目前尚缺乏一種高效的解決方案，能夠在保障升級安全性和可靠性的前提下，通過網(wǎng)絡(luò)對多個設(shè)備同時進行固件升級。

3、can總線(controller?area?network)作為一種高可靠性和實時性的通信總線，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。以太網(wǎng)作為一種成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有傳輸速率高、覆蓋范圍廣等優(yōu)點。如果能夠?qū)an總線與以太網(wǎng)相結(jié)合，利用其各自的優(yōu)勢，設(shè)計出一種高效的設(shè)備升級方法，將顯著提升工業(yè)控制系統(tǒng)的維護效率和運行可靠性。

4、因此，本發(fā)明提出了一種通過以太網(wǎng)和can總線對工控現(xiàn)場設(shè)備進行并行升級的方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高效、可靠的設(shè)備升級方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何在工業(yè)控制現(xiàn)場環(huán)境中，通過以太網(wǎng)和can總線實現(xiàn)多個設(shè)備的高效并行升級，以提高升級的便利性和效率，并確保升級過程的安全性和可靠性。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種通過以太網(wǎng)和can總線對工控現(xiàn)場設(shè)備進行并行升級的方法，所述方法包括以下步驟：

3、s1：設(shè)備識別階段，從站收集所有掛在can總線上的設(shè)備信息，通過can報文實現(xiàn)設(shè)備注冊；

4、s2：設(shè)備信息獲取階段，主站通過tcp/ip與從站通信，獲取所有活動的現(xiàn)場設(shè)備信息，并提供圖形化界面顯示給用戶；

5、s3：升級模式進入階段，主站通過slot?id通知從站，指定需要升級的設(shè)備進入升級模式，從站通過can報文請求設(shè)備進入升級模式；

6、s4：數(shù)據(jù)傳輸階段，主站根據(jù)從站反饋的單次傳輸數(shù)據(jù)量大小分批傳輸數(shù)據(jù)，并在接收到從站的應(yīng)答后繼續(xù)傳輸下一包數(shù)據(jù)；

7、s5：文件傳輸完成階段，主站完成文件傳輸后，發(fā)送文件校驗信息，從站將校驗信息轉(zhuǎn)發(fā)給各個設(shè)備，并反饋結(jié)果給主站；

8、s6：升級結(jié)果反饋階段，主站顯示每個設(shè)備的升級結(jié)果，對于升級成功的設(shè)備，選擇復(fù)位，對于失敗的設(shè)備，選擇重新升級。

9、作為優(yōu)選，在所述設(shè)備識別階段，通過以下can報文實現(xiàn)設(shè)備注冊：

10、從站在can總線上監(jiān)聽設(shè)備發(fā)送的注冊請求報文，設(shè)備啟動后，發(fā)送msg?id為0x520的報文請求從站發(fā)送當(dāng)前的slot信息，0x520報文的dlc[0-7]字段均為0，用于設(shè)備啟動后請求從站發(fā)送當(dāng)前的slot信息；

11、從站接收到msg?id為0x520的注冊請求報文后，發(fā)送msg?id為0x500的當(dāng)前slot狀態(tài)報文，0x500報文的dlc[0-3]字段用bit位表示當(dāng)前所有設(shè)備的狀態(tài)，最多支持32個設(shè)備，dlc[4]字段表示下一個可用來注冊的slot?id；

12、設(shè)備接收到從站發(fā)送的msg?id為0x500的當(dāng)前slot狀態(tài)報文后，發(fā)送msg?id為0x501至0x51f的注冊報文，注冊報文的dlc[0]字段表示設(shè)備的slot?id，dlc[1]字段表示設(shè)備的類型(type)，dlc[2-7]字段均為0；

13、從站從msg?id為0x500的報文中獲取設(shè)備需要注冊的slot?id，然后使用msg?id為0x500+slot?id的can?id反饋注冊信息；主站收到注冊幀后，需要更新0x500報文中的slot信息，并確定下一個可用于注冊的slot?id。

14、作為優(yōu)選，在所述升級模式進入階段，通過以下步驟實現(xiàn)設(shè)備進入升級模式：

15、主站通過slot?id告知從站，指定需要升級的設(shè)備進入升級模式，從站通過發(fā)送msg?id為0x600的can報文請求設(shè)備進入升級模式，0x600報文的dlc[0-3]用bit位表示需要進入升級模式的設(shè)備，dlc[4-7]均為0；設(shè)備根據(jù)自身的slot?id以及對應(yīng)的bit位判斷自身是否需要進入升級模式；

16、設(shè)備進入升級模式后，發(fā)送msg?id為0x601至0x61f的can報文向從站反饋升級狀態(tài)，0x601至0x61f反饋報文的dlc[0]表示ready狀態(tài)，dlc[2-3]表示該設(shè)備能緩存的最大數(shù)據(jù)量(tx?size)，dlc[1]及dlc[4-7]均為0；

17、從站收到設(shè)備反饋的msg?id為0x601至0x61f的can報文后，將單次數(shù)據(jù)的傳輸量設(shè)置為所有設(shè)備緩存數(shù)據(jù)量中最小的值，并根據(jù)設(shè)備的反饋更新升級狀態(tài)。

18、作為優(yōu)選，在所述數(shù)據(jù)傳輸階段，通過以下步驟實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸：

19、主站按照從站反饋的單次傳輸數(shù)據(jù)量大小分批傳輸數(shù)據(jù)，并且需要等到從站的應(yīng)答之后再傳輸下一包數(shù)據(jù)；主站發(fā)送msg?id為0x621的can報文，其中dlc[0]表示消息類型(pkt)，dlc[1]表示數(shù)據(jù)包的序列號(index)，dlc[2-3]表示數(shù)據(jù)包的大小(size)，dlc[4-5]表示校驗信息，dlc[6-7]均為0；

20、主站通過msg?id為0x620的can報文傳輸升級文件數(shù)據(jù)，采用can標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)幀，dlc[0-7]表示升級文件數(shù)據(jù)；

21、從站通過msg?id為0x621的can報文發(fā)送當(dāng)前數(shù)據(jù)包的信息，包含消息類型、數(shù)據(jù)包的序列號、數(shù)據(jù)包的大小和校驗信息，dlc字段與主站發(fā)送的0x621報文一致；

22、數(shù)據(jù)包發(fā)送完成后，從站需要收到所有需要升級設(shè)備的肯定應(yīng)答，如果有設(shè)備反饋失敗，則對當(dāng)前數(shù)據(jù)包進行重傳，直到超過重傳次數(shù)，如果依然有失敗的設(shè)備，將該設(shè)備標(biāo)記為fail，后續(xù)的數(shù)據(jù)包傳輸不再關(guān)注該設(shè)備的反饋；從站需向主站反饋當(dāng)前數(shù)據(jù)包的傳輸結(jié)果。

23、本發(fā)明的有益效果是，通過以太網(wǎng)和can總線實現(xiàn)對工控現(xiàn)場設(shè)備的并行升級，不僅提高了升級過程的效率和便利性，還確保了升級過程的安全性和可靠性。具體有以下幾個方面的優(yōu)點：

24、高效并行升級：利用can總線和以太網(wǎng)的結(jié)合，能夠同時對多個設(shè)備進行固件升級，大大縮短了升級時間。

25、可靠性高：通過can總線的高可靠性通信，確保了設(shè)備在升級過程中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

26、方便的設(shè)備管理：主站通過圖形化界面顯示所有活動設(shè)備信息，便于用戶直觀地管理和操作設(shè)備。

27、自動化流程：從設(shè)備識別、信息獲取、進入升級模式到數(shù)據(jù)傳輸和結(jié)果反饋，整個升級過程實現(xiàn)了高度自動化，減少了人為操作的錯誤。

28、靈活性強：該方法能夠適用于不同類型的工控設(shè)備，并能根據(jù)實際需求靈活調(diào)整升級策略。

29、通過上述技術(shù)方案和有益效果，本發(fā)明顯著提升了工控現(xiàn)場設(shè)備升級的效率和安全性，適用于廣泛的工業(yè)控制應(yīng)用場景。