车辆空中下载升级管理系统及方法

技术领域

本发明涉及车机设备升级领域，特别涉及一种车辆空中下载升级管理系统及方法。

背景技术

随着车联网+技术的发展，车辆空中下载(OTA，Over-the-Air Technology)升级技术也逐渐普及，车上各种车机设备都陆续上线了OTA功能。由于车机设备众多，随着软件功能的强大，升级包越来越臃肿。而升级包较大时对服务器和车机设备端的计算能力要求较高，并且计算时间长，影响车机设备升级速度，较长的升级时间还可能造成升级失败；并且下载升级包需要耗费较多的网络流量，增加了升级成本。

发明内容

本发明的目的在于解决现有车辆空中下载(OTA)升级过程速度慢、成本高的问题。本发明提供一种车辆空中下载升级管理系统及方法，通过对升级包资源拆分及虚拟打包技术，提高升级效率，从而降低升级失败几率，同时，节约网络流量，提高用户体验。

本发明公开一种车辆空中下载升级管理系统，包括：车机设备，设置于目标车辆上；空中下载服务器，从周边基础管理系统获取升级包，根据升级包针对的车机设备种类对升级包进行分类，根据每一类升级包内的功能特征将每一类升级包拆分为多个资源子包，给每一个资源子包赋予唯一的校验码，并发送升级包对应的升级指令；车载自诊断装置，设置于目标车辆上，并分别与车机设备和空中下载服务器通讯连接。

其中，车载自诊断装置接收来自空中下载服务器传输的升级指令，根据升级指令判断是否需要对车机设备的软件版本进行升级，当需要升级时发送升级信息至空中下载服务器，并接收空中下载服务器发送的资源子包及包括资源子包的清单和对应的校验码的虚拟升级包；车载自诊断装置根据虚拟升级包校验由资源子包组成的升级包是否完整；当校验结果为完整时，车载自诊断装置发送资源子包至需要升级的车机设备以进行升级。

采用上述方案，空中下载服务器将升级包拆分成资源子包，在升级过程中，资源子包拥有完整的升级能力，并可以单独使用，减小了升级包的大小，提高了升级效率，降低升级失败几率，减少了冗余数据交互，从而节约了网络流量；空中下载服务器包还进行虚拟打包形成虚拟升级包与资源子包一起传输，便于车载自诊断装置进行校验，以保证升级不会出错。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的车辆空中下载升级管理系统，空中下载服务器包括网络适配模块、升级管理模块、资源管理模块、系统管理模块和安全模块。

网络适配模块与车载自诊断装置通讯连接，并进行数据传输，数据传输包括发送升级指令、接收升级信息、发送资源子包和虚拟升级包。

升级管理模块，与网络适配模块连接，发送升级指令、接收升级信息，并根据升级信息校核对应的升级包。

资源管理模块分别与周边基础管理系统、网络适配模块以及升级管理模块连接；资源管理模块获取升级包并将升级包拆分为多个资源子包，生成虚拟升级包，并将每一个资源子包碎片化为多个碎片数据，每个碎片数据拥有相应的编号和校验码；资源管理模块根据升级管理模块的校核结果，向网络适配模块发送资源子包和虚拟升级包。

系统管理模块与网络适配模块连接，记录网络适配模块数据传输日志，并对空中下载服务器进行诊断。

安全模块分别与周边基础管理系统和网络适配模块连接，以实现周边基础管理系统通过空中下载服务器对目标车辆对应的用户的管理和授权。

采用上述方案，空中下载服务器功能模块布置全面且安全。资源子包被拆分为更小的碎片数据，以方便传输和断点续传，每个碎片数据拥有各自编号和校验码，利于碎片重组之后的数据校验。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的车辆空中下载升级管理系统，资源管理模块还与数据服务器连接，向数据服务器发送升级包相关数据，数据服务器存储升级包相关数据，升级包相关数据包括升级包、资源子包、虚拟升级包。

采用上述方案，设置数据服务器对车辆空中下载升级管理系统提供存储数据和基本数据交互服务。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的空中下载升级管理系统，车辆空中下载升级管理系统还包括资源备份库，设置于目标车辆上，并与车载自诊断装置连接；当校验结果为完整，车载自诊断装置发送资源子包至资源备份库，资源备份库对资源子包备份。

采用上述方案，设置资源备份库以便对升级包进行存储备用。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的车辆空中下载升级管理系统，车辆空中下载升级管理系统还包括邻近车辆的车载自诊断装置和资源备份库，邻近车辆的车载自诊断装置与资源备份库连接。目标车辆的车载自诊断装置与邻近车辆的车载自诊断装置通讯连接，以传输目标车辆的资源备份库中存储的资源子包至邻近车辆的车载自诊断装置，以及传输邻近车辆的资源备份库中存储的资源子包至目标车辆的车载自诊断装置。

采用上述方案，通过车辆之间的数据交互，降低数据库负荷，节约网络流量。

本发明还提供一种车辆空中下载升级管理方法，采用本发明提供的车辆空中下载升级管理系统，车辆空中下载升级管理方法包括以下步骤：

S1：空中下载服务器从周边基础管理系统获取升级包；空中下载服务器根据升级包针对的车机设备种类对升级包进行分类，再根据每一类升级包内的功能特征进行编码后，将每一类升级包拆分为多个资源子包，给每一个资源子包赋予唯一的校验码；

S2：空中下载服务器发送升级包对应的升级指令；

S3：目标车辆的车载自诊断装置接收空中下载服务器发送的升级指令，并根据升级指令校对车机设备的软件版本，确认是否需要升级；

当确认需要升级时，进入步骤S4；

S4：车载自诊断装置反馈升级信息至空中下载服务器，空中下载服务器根据升级信息向车载自诊断装置发送需要升级的车机设备的对应的资源子包；同时发送虚拟升级包，虚拟升级包包括发送的资源子包的清单和对应的校验码；

S5：车载自诊断装置根据虚拟升级包校验资源子包的组成的升级包是否完整；

当校验结果为完整，车载自诊断装置发送资源子包至需要升级的车机设备，车机设备利用资源子包进行软件升级。

采用上述方案，空中下载服务器将升级包拆分成更小的资源子包，方便传输和子节点相互通讯，在升级过程中，资源子包拥有完整的升级能力，并可以单独使用，减小了升级包的大小，提高了升级效率，降低升级失败几率，减少了冗余数据交互，从而节约了网络流量；空中下载服务器包还进行虚拟打包形成虚拟升级包与资源子包一起传输，便于车载自诊断装置进行校验，以保证升级不会出错。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的车辆空中下载升级管理方法，在步骤S1中，还包括以下步骤：S101：空中下载服务器将每一个资源子包碎片化为多个碎片数据，每个碎片数据拥有相应的编号和校验码。

采用上述方案，资源子包被拆分为更小的碎片数据，以方便传输和断点续传，每个碎片数据拥有各自编号和校验码，利于碎片重组之后的数据校验。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的车辆空中下载升级管理方法，在步骤S5中，还包括以下步骤：S501：当校验结果为完整，目标车辆的车载自诊断装置发送资源子包至目标车辆的资源备份库，资源备份库对资源子包备份。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的车辆空中下载升级管理方法，车辆空中下载升级管理方法还包括以下步骤：目标车辆的车载自诊断装置与邻近车辆的车载自诊断装置通讯连接，以传输目标车辆的资源备份库中存储的资源子包至邻近车辆的车载自诊断装置，以及传输邻近车辆的资源备份库中存储的资源子包至目标车辆的车载自诊断装置。

根据本发明的另一具体实施方式，在步骤S5中，还包括以下步骤：当校验结果为不完整，车载自诊断装置向空中下载服务器发送重新传输请求，空中下载服务器重新发送资源子包；当空中下载服务器接收到车载自诊断装置发送的重新传输请求次数大于设定的传输失败次数阈值，空中下载服务器判定升级失败，并向基础管理系统发送升级失败信息；车机设备升级完成后，发送升级成功信息至目标车辆的车载自诊断装置，车载自诊断装置转发升级成功信息至空中下载服务器。

采用上述方案，尽量保证车机设备升级成功，并且升级失败和升级成功时及时反馈。

本发明的有益效果是：

本发明提供的车辆空中下载升级管理系统及方法，空中下载服务器将升级包拆分成资源子包，在升级过程中，资源子包拥有完整的升级能力，并可以单独使用，减小了升级包的大小，提高了升级效率，降低升级失败几率，减少了冗余数据交互，从而节约了网络流量，提高用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例1车辆空中下载升级管理系统的一种实施方式的结构框图；

图2为本发明实施例1车辆空中下载升级管理系统的另一种实施方式的结构框图；

图3为本发明实施例2车辆空中下载升级管理方法的流程图。

附图标记说明：

100：目标车辆；

110：车机设备；120：车载自诊断装置；130：资源备份库；

200：空中下载服务器；

210：网络适配模块；220：升级管理模块；230：资源管理模块；240：系统管理模块；250：安全模块；

300：周边基础管理系统；

400：数据服务器；

500：邻近车辆；

510：车载自诊断装置；520：资源备份库；

600：TSP。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

本发明提供一种车辆空中下载升级管理系统，如图1和图2所示，包括车机设备110，空中下载服务器200(OTA服务器)，车载自诊断装置120(OBD，On Board Diagnostics)。

车机设备110设置于目标车辆100上；具体为目标车辆100上各种需要升级刷新服务的零部件，如车身控制器(BCM)、仪表、娱乐主机等。

空中下载服务器200从周边基础管理系统300获取升级包，根据升级包针对的车机设备110种类对升级包进行分类，根据每一类升级包内的功能特征进行编码，将每一类升级包拆分为多个资源子包，给每一个资源子包赋予唯一的校验码，并通过网络或其他方式发送升级包对应的升级指令。

具体地，周边基础管理系统300与空中下载服务器200通讯连接，周边基础管理系统300可以为汽车制造商(OEM，Original Equipment Manufacturer)管理系统，周边基础管理系统300可以进行用户管理和授权，并向OTA服务器发布最新版本的车机设备110软件。空中下载服务器200可以根据功能设置不同功能模块，如进行通讯的通讯模块或网络适配模块210、对升级包进行储存的模块、对升级包进行拆分的功能模块等。升级过程中，资源子包拥有完整的升级能力，并能够单独使用。

车载自诊断装置120设置于目标车辆100上，并分别与车机设备110和空中下载服务器200通讯连接。也就是说，车载自诊断装置120负责目标车辆100与空中下载服务器200的通讯，数据交互及数据分发。需要说明的是，在本实施方式中，车载自诊断装置120与空中下载服务器200可以通过移动通讯网络等方式建立通讯连接，车载自诊断装置120与车机设备110可以通过有线连接，也可以通过wifi、蓝牙等无线连接。

其中，车载自诊断装置120主动或被动接收来自空中下载服务器200传输的升级指令，根据升级指令判断是否需要对车机设备110的软件版本进行升级。当需要升级时发送升级信息至空中下载服务器200，并接收空中下载服务器200发送的资源子包及包括资源子包的清单和对应的校验码的虚拟升级包。车载自诊断装置120根据虚拟升级包校验由资源子包组成的升级包是否完整。当校验结果为完整时，车载自诊断装置120发送资源子包至需要升级的车机设备110以进行升级。

采用上述方案，空中下载服务器200将升级包拆分成资源子包，在升级过程中，资源子包拥有完整的升级能力，并可以单独使用，减小了升级包的大小，提高了升级效率，降低升级失败几率，减少了冗余数据交互，从而节约了网络流量；空中下载服务器200包还进行虚拟打包形成虚拟升级包与资源子包一起传输，便于车载自诊断装置120进行校验，以保证升级不会出错。

根据本发明的另一具体实施方式，如图1和图2所示，空中下载服务器200包括网络适配模块210、升级管理模块220、资源管理模块230、系统管理模块240和安全模块250。

网络适配模块210与车载自诊断装置120通讯连接，并进行数据传输，具体可以基于不同网络协议下如通过移动通讯蜂窝网络连接，数据传输包括向车辆广播发送升级指令、接收车辆反馈的升级信息、向目标车辆100发送资源子包和虚拟升级包；网络适配模块210还可以具有网络防火墙功能。

升级管理模块220与网络适配模块210连接，向网络适配模块210发送升级指令、接收网络适配模块210传输的升级信息，并根据升级信息校核确定对应的升级包。也就是说，在本实施方式中，升级管理模块220负责与目标车辆通讯确认升级状态，收发升级指令，校核升级版本的管理工作。

资源管理模块230分别与周边基础管理系统300、网络适配模块210以及升级管理模块220连接。资源管理模块230从周边基础管理系统300获取升级包，根据升级包针对的车机设备110种类进行分类，并将每一类根据资源包内部功能特征进行编码，将升级包拆分为多个资源子包，并给资源子包每一个赋予唯一的校验码，同时生成虚拟升级包；并将每一个资源子包进一步碎片化为多个更小的碎片数据，每个碎片数据拥有相应的编号和校验码；资源管理模块230根据升级管理模块220的校核结果，向网络适配模块210发送需要升级的车机设备110对应的资源子包和虚拟升级包。也就是说，在本实施方式中，资源管理模块230负责升级包资源管理，以及升级包资源的虚拟打包及碎片化处理。

系统管理模块240与网络适配模块210连接，记录网络适配模块210数据传输日志，并对空中下载服务器200进行诊断；系统管理模块240还可以对空中下载服务器200的传输情况、诊断情况进行报告。

安全模块250分别与周边基础管理系统300和网络适配模块210连接，以实现周边基础管理系统300通过空中下载服务器200对目标车辆100对应的用户的管理和授权。

采用上述方案，空中下载服务器200功能模块布置全面且安全。资源子包被拆分为更小的碎片数据，以方便传输和断点续传，每个碎片数据拥有各自编号和校验码，利于碎片重组之后的数据校验。

根据本发明的另一具体实施方式，如图1和图2所示，资源管理模块230还与数据服务器400连接，具体可以通过移动通讯网络进行连接，也可以通过有线等方式连接；资源管理模块230向数据服务器400发送升级包相关数据，数据服务器400存储升级包相关数据，升级包相关数据包括升级包、资源子包、虚拟升级包；当资源子包被拆分为碎片数据，还包括碎片数据。

需要说明的是，如图1和图2所示，空中下载服务器200还可以与汽车远程服务提供商的运营管理系统(TSP，Telematics Service Provider)600连接，具体可以为系统管理模块240和TSP 600连接。

采用上述方案，设置数据服务器400对车辆空中下载升级管理系统提供存储数据和基本数据交互服务。

根据本发明的另一具体实施方式，如图1和图2所示，车辆空中下载升级管理系统还包括资源备份库130，设置于目标车辆100上，并与车载自诊断装置120连接；当车载自诊断装置120根据虚拟升级包校验升级包结果为完整，车载自诊断装置120发送资源子包至资源备份库130，资源备份库130对资源子包缓存和备份。

采用上述方案，设置资源备份库130以便对升级包进行存储备用。

根据本发明的另一具体实施方式，如图2所示，车辆空中下载升级管理系统还包括邻近车辆500的车载自诊断装置510和资源备份库520，邻近车辆500的车载自诊断装置510与资源备份库520连接；目标车辆100的车载自诊断装置120与邻近车辆500的车载自诊断装置510通讯连接，以传输目标车辆100的资源备份库130中存储的资源子包至邻近车辆500的车载自诊断装置510，以及传输邻近车辆500的资源备份库520中存储的资源子包至目标车辆100的车载自诊断装置120。

具体地，邻近车辆500与目标车辆100为同平台车辆，并且在一定距离范围内，例如可以为300米内；目标车辆100会与邻近车辆500的车载自诊断装置可以通过蓝牙、wifi等方式进行通讯。如果目标车辆100资源备份库130中具有邻近车辆500需要的升级包列表中的资源，或者邻近车辆500资源备份库520中具有目标车辆100需要的升级包列表中的资源，两辆车可以交互数据，由于所有数据都经资源管理模块230预先编码，近场的数据交互将同样安全，不会因此升级出错。

采用上述方案，通过车辆之间的数据交互，降低数据库负荷，节约网络流量。

实施例2

本发明还提供一种车辆空中下载升级管理方法，采用实施例1的车辆空中下载升级管理系统进行，如图3所示，车辆空中下载升级管理方法包括以下步骤：

S1：空中下载服务器从周边基础管理系统获取升级包；空中下载服务器根据升级包针对的车机设备种类对升级包进行分类，再根据每一类升级包内的功能特征进行编码后，将每一类升级包拆分为多个资源子包，给每一个资源子包赋予唯一的校验码。

具体地，空中下载服务器中的资源管理模块进行分类和拆分，具体实施过程中，可以按照常规CAN网络拓扑图进行分类，根据软件自带的属性标记及针对的车机设备种类将软件分类，例如可以分为网关模块(GWM)、车载自诊断装置(OBD)、车身控制模块(BCM)、无钥匙进入及启动系统(PEPS)、胎压模块系统(TPMS)、电子转向管柱锁(ESCL)、信息娱乐主机(IHU)、TBOX等51个。

再根据软件的功能结构特征，进行拆分，例如可以按照提前约定的编码规则，将完整的软件提取为UI层(界面层)、应用层、业务逻辑层、数据访问层四部分；在每个部分中，又可以细分为三个模块：程序框架、库和操作系统。按此规则提取软件局部模块之后，即可进行拆分为资源子包。以上是数据的预处理和准备，在数据准备完成后，以备用户车辆调用。

S2：空中下载服务器通过网络向联网车辆或通过其他方式向互相通讯的车辆发送升级包对应的升级指令。

S3：目标车辆当启动并联网或建立通讯之后，目标车辆的车载自诊断装置主动通讯请求或被动接收空中下载服务器发送的升级指令，并根据升级指令校对车机设备的软件版本，确认是否需要升级；当确认需要升级时，即目标车辆上车机设备中的全部设备或部分设备需要升级时，车载自诊断装置标识为升级状态，进入步骤S4。

S4：车载自诊断装置产生包括需升级的车机设备及软件版本等的升级信息，并反馈至空中下载服务器，空中下载服务器根据升级信息校核升级版本及对应升级包，并向车载自诊断装置发送需要升级的车机设备的对应的资源子包，未变化的资源子包不予分配，以节约升级时间和流量；同时发送虚拟升级包，虚拟升级包包括发送的资源子包的清单和对应的校验码。

S5：车载自诊断装置根据虚拟升级包校验资源子包的组成的升级包是否完整；具体根据hash的数据自校验原理，能够校验文件完整性，并重新组合为完整的模块升级包。当校验结果为完整，车载自诊断装置发送资源子包至需要升级的车机设备，车机设备利用资源子包进行软件升级。升级成功之后，车载自诊断装置将标识状态从升级状态切换为工作状态。

采用上述方案，空中下载服务器将升级包拆分成更小的资源子包，方便传输和子节点相互通讯，在升级过程中，资源子包拥有完整的升级能力，并可以单独使用，减小了升级包的大小，提高了升级效率，降低升级失败几率，减少了冗余数据交互，从而节约了网络流量；空中下载服务器包还进行虚拟打包形成虚拟升级包与资源子包一起传输，便于车载自诊断装置进行校验，以保证升级不会出错。

根据本发明的另一具体实施方式，在步骤S1中，还包括以下步骤：S101：空中下载服务器将每一个资源子包碎片化为多个碎片数据，每个碎片数据拥有相应的编号和校验码。虚拟升级包包含文件头尾起始及结束的校验码等标记信息，以便识别该资源子包在完整文件中所在的位置。

具体地，根据网络性能及整车需求，可以将资源子包进一步碎片化分割为指定的更小尺寸的碎片数据，比如将1GB的文件分割为约1024个1Mb文件。碎片化后，文件中会包含文件头尾起始及结束的标记信息，以便识别该碎片数据在完整文件中所在的位置，根据hash的数据自校验原理，能够校验碎片数据文件完整性，并重新组合资源子包，并进一步组合为完整的模块升级包。

采用上述文件，资源子包被拆分为更小的碎片数据，以方便传输和断点续传，每个碎片数据拥有各自编号和校验码，利于碎片重组之后的数据校验。

根据本发明的另一具体实施方式，在步骤S5中，还包括以下步骤：S501：当根据虚拟升级包校验升级包结果为完整，目标车辆的车载自诊断装置发送资源子包至目标车辆的资源备份库，资源备份库对资源子包缓存和备份。

根据本发明的另一具体实施方式，车辆空中下载升级管理方法还包括以下步骤：目标车辆的车载自诊断装置与邻近车辆的车载自诊断装置通讯连接，如果目标车辆资源备份库中具有邻近车辆需要的升级包列表中的资源，传输目标车辆的资源备份库中存储的资源子包至邻近车辆的车载自诊断装置；以及如果邻近车辆资源备份库中具有目标车辆需要的升级包列表中的资源，传输邻近车辆的资源备份库中存储的资源子包至目标车辆的车载自诊断装置。由于所有数据都经资源管理模块预先编码，近场的数据交互将同样安全，不会因此升级出错。

根据本发明的另一具体实施方式，在步骤S5中，还包括以下步骤：当校验结果为不完整，车载自诊断装置向空中下载服务器发送重新传输请求，传输请求自网络适配模块向升级管理模块传送，空中下载服务器的资源管理模块通过网络适配模块向车载自诊断装置重新发送资源子包。当空中下载服务器接收到车载自诊断装置发送的重新传输请求次数大于设定的传输失败次数阈值，空中下载服务器的升级管理模块判定升级失败，并通过资源管理模块向基础管理系统发送升级失败信息。

车机设备升级完成后，发送升级成功信息至目标车辆的车载自诊断装置，车载自诊断装置转发升级成功信息至空中下载服务器。

采用上述方案，尽量保证车机设备升级成功，并且升级失败和升级成功时及时反馈。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。