一种基于WIA-PA无线网络动态时隙全网升级方法与流程

一种基于wia-pa无线网络动态时隙全网升级方法
技术领域
1.本发明属于无线网络动态升级领域，具体说是一种基于wia-pa无线网络动态时隙全网升级方法。


背景技术：

2.在油田及石化等户外复杂环境的无线窄带网络中，提高现场设备可维护性、降低现场操作的复杂性、实现现场设备程序的升级维护。随着工业物联网的广泛应用，终端无线设备节点数量巨大，在现有的升级方案中，对网络效率提升不大，因此需要开发一种及时高效的无线网络动态时隙全网升级方法尤为重要。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供一种基于wia-pa无线网络动态时隙全网升级方法，以解决无线窄带网络的全网升级慢的问题，节省全网升级的时间和提高升级效率。
4.本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
5.一种基于wia-pa无线网络动态时隙全网升级方法，应用于wia-pa网关端，包括以下步骤：
6.接收上位机发送的升级命令以及升级数据包；
7.在广播时隙中发送升级命令，并切换到全网升级状态；
8.将升级数据包封装在广播报文中并在空闲时隙发送。
9.所述全网升级状态为：将网络中所有空闲时隙均打开并置成发送任务状态，所述发送任务状态仅处理发送升级数据包任务。
10.一种基于wia-pa无线网络动态时隙全网升级方法，应用于wia-pa无线终端端，包括以下步骤：
11.在广播时隙中接收到升级命令并进入全网升级状态；
12.解析升级命令中的地址信息；
13.将空闲时隙设置成接收状态，接收并储存wia-pa网关端发送的升级数据包；
14.判断升级数据包是否完整，如果完整，则退出全网升级状态，等待升级；否则，重新接收升级数据包。
15.所述接收状态为：无线终端将射频和时隙任务切换成接收状态，所述接收状态仅处理接收升级数据包任务。
16.所述解析升级命令中的地址信息，具体为：判断wia-pa无线终端本地地址是否在地址信息中，如果在，则打开空闲时隙，否则，丢弃升级命令，退出全网升级状态。
17.一种基于wia-pa无线网络动态时隙全网升级系统，包括：
18.上位机，用于向wia-pa网关发送升级命令以及升级数据包；
19.wia-pa网关，用于在空闲时隙向wia-pa无线终端广播升级命令以及升级数据包；
20.wia-pa无线终端，用于根据接收到的升级命令判断是否需要升级，进而判断是否
接收升级数据包，并利用升级数据包进行升级。
21.所述wia-pa无线终端设备包括wia-pa压力表、wia-pa温度表、wia-pa温度压力一体表、wia-pa示功仪、wia-pa rtu、wia-pa io中至少一种。
22.一种基于wia-pa无线网络动态时隙全网升级系统，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现所述的一种基于wia-pa无线网络动态时隙全网升级方法。
23.一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的一种基于wia-pa无线网络动态时隙全网升级方法。
24.本发明具有以下有益效果及优点：
25.1.本发明可以显著提升在全网升级过程中对网络资源的使用率。
26.2.本发明可以显著提升在有限的网络资源下提高升级效率和速度。
附图说明
27.图1为wia-pa基础网络系统图；
28.图2为wia-pa终端全网升级流程图；
29.图3为wia-pa网络升级命令数据结构图。
具体实施方式
30.下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
31.本发明提供一种基于wia-pa无线网络动态时隙全网升级方法，包括：wia-pa网关，wia-pa终端设备。
32.其网络系统中，网关是正常运行并且网络信号覆盖终端设备，终端设备在网供电稳定且工作状态正常。
33.为实现上述目的，本发明提供一种基于wia-pa无线网络动态时隙全网升级方法，如下：
34.s1、上位机导入升级文件，根据升级文件信息自行拆分成多个数据包。
35.s2、上位机将查分后的数据，发送给wia-pa网关，包括升级命令和升级负载。
36.s3、wia-pa网关首先会在广播时隙中发送升级命令。
37.s4、wia-pa网关发送升级命令后，立即切换到全网升级状态中。
38.s5、wia-pa网关打开所有空闲时隙。
39.s6、wia-pa无线终端在广播时隙中接收升级命令并进入全网升级状态。
40.s7、wia-pa无线终端接收升级命令后，解析广播携带的地址信息。
41.s8、wia-pa无线终端自行判断地址，如果符合随即打开空闲时隙。
42.s9、wia-pa无线终端将空闲时隙任务均置成接收状态。
43.s10、wia-pa网关将接收到的升级数据包封装在广播报文负载中并在网络空闲时隙中发送。
44.s11、wia-pa无线终端将接收的升级数据包解析并存储。
45.s12、wia-pa无线终端自行判断升级数据的完整度，如果接收完整，终端自行关闭全网升级状态并恢复正常工作状态，状态切换完成后等待操作人员在上位机手动切换升级
程序，切换成功后升级操作完成。
46.s13、wia-pa网关和无线终端在全网升级时，任务时隙不被征用，保证数据的正常传输。
47.所述上位机运行在服务器上的应用软件，将升级的txt文件根据特殊的规则拆分成长度相同的数据包，便于网关下发，即：负责升级数据处理。
48.所述wia-pa网关作为网络的管理者，管理着网络中所有资源，即：空闲时隙和分配过的时隙，同步广播在空闲时隙中下发同步广播。
49.所述升级命令，上位机加载升级程序后，向网关发送一包升级命令，网关接收到升级命令后，根据短地址自行组织广播数据包并在固定时隙中下发，即：以广播形式下发升级命令。
50.所述命令广播为网关通过广播命令下发升级命令，升级命令包含要升级的节点短地址，按每个字节位索引地址检索短地址，包含600个节点地址，共75个字节即可表示所有地址，即：网关按字节位索引短地址。
51.所述广播时隙为，网络中时隙共600个，每间隔300个时隙为广播时隙，也叫固定时隙，此时隙不可分配不可处理其他任务，即：广播时隙也是固定时隙。
52.所述全网升级状态就是将网络中所有空闲时隙均打开并置成发送任务状态，此状态中只能处理发送升级数据任务，不可处理其他任务，即：将网络中所有空闲时隙均打开。
53.所述空闲时隙即，网络中存在未被分配和使用的时隙，处于空闲状态或休眠状态。
54.所述接收状态为，无线终端当接收到全网升级命令后，将射频和时隙任务切换成接收状态，时隙任务只可处理接收升级数据，不可处理其他任务报文。
55.所述升级数据包组包为，网关通过网口接收到上位机发送的升级数据包，网关将升级数据包封装在广播报文负载中，随即在空闲时隙任务中通过广播形式发送，即：升级数据包封装在广播负载中。
56.本实施例提供一种基于wia-pa无线网络动态时隙全网升级方法(见图1)。包括：服务器端，上位机，wia-pa网关，wia-pa终端设备(无线温度表、无线压力表、rtu、无线示功仪)。
57.如图2所示为wia-pa终端全网升级流程图，包括：上位机，wia-pa网关，wia-pa终端设备(无线温度表、无线压力表、rtu、无线示功仪)。
58.如图3所示为wia-pa网络升级命令数据结构图，包括：mac层头、数据类型、数据负载内容、升级终端地址和升级负载。
59.其wia-pa终端设备包含：wia-pa模块：加入wia-pa网络，收发应用数据和网络数据；
60.采集模块：采集传感器数据，并传输给wia-pa模块；
61.其上位机：拆分升级文件，按照一定的逻辑规约处理升级文件；
62.其wia-pa网关，不定时主动向服务器刷新网络情况。
63.其网络系统中，上位机部署在服务器端，服务器与网关是有线连接，网关与终端设备通过wia-pa协议无线组网，并实现新加入的终端自行加入网络中。
64.一种基于wia-pa无线网络动态时隙全网升级方法，所述wia-pa网络包括：
65.wia-pa网关：负责组建和维护wia-pa网络，是整个无线网络中的核心设备，负责管
理wiapa网络，可以将无线数据收集并记录与有线传输网络连接；
66.wia-pa无线终端设备：仪表类型包括wia-pa压力表、wia-pa温度表、wia-pa温度压力一体表、wia-pa示功仪、wia-pa rtu、wia-pa io等终端设备，属于无线终端传感采集设备，通过wia-pa无线网络将数据传输至网关，其后简称终端设备；
67.上位机：升级需要的升级数据包处理软件，将升级的txt文件根据地址和大小拆分成数个长度一致的数据包，用来分包下发升级数据。
68.wia-pa无线终端设备包括：wia-pa模块：加入wia-pa网络，收发应用数据和网络数据。
69.由wia-pa网关根据升级命令中携带的信息决定是否打开空闲时隙，即打开空闲时隙。
70.根据升级命令的特性，wiapa网关改变广播信息，即：根据升级命令，网关根据升级命令信息，组织需要升级节点信息的报文。
71.网关预留合理的空闲时隙，即：网关预留合理的空闲时隙，用来新节点的加入处理。
72.wia-pa终端设备接收网关下发的升级数据，包括模块和底板固件，即：空闲时隙接收下行升级数据。
73.上位机搭载在网关连接的服务器端，将升级txt文件包根据具体要求拆分成数包数据并通过网关网口下发，上位机记录升级进度和升级信息等。
74.上位机将升级txt文件升级包拆分成长度相等的数据，长度不够要求用0xff补齐，上位机发送数据流程为：升级命令
→
升级第一包数据
→
升级第n包数据
→
升级尾包数据。
75.wia-pa终端设备根据网关下发的升级命令报文等信息，终端在空闲时隙接收升级命令并处理，随后终端将打开网络中所有空闲时隙并接收，当接收到尾包数据并且无补包时，终端关闭所有空闲时隙。
76.网关通过广播命令下发升级命令，升级命令包含要升级的节点短地址，按每个字节位索引地址检索短地址，包含600个节点地址，共75个字节即可表示所有地址，即：网关按字节位索引短地址。
77.终端接收网关发送下来的广播升级命令，根据命令中负载信息，节点自行根据字节位的索引地址检索出短地址，与自身的短地址比较，相同的话，节点随即打开所有空闲时隙，即：节点根据广播命令信息，决定是否打开空闲时隙。