本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)用電信息采集系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種用電信息采集終端升級系統(tǒng)及升級方法。

背景技術(shù)：

用戶用電信息采集系統(tǒng)(以下簡稱“采集系統(tǒng)”)作為統(tǒng)一的用電信息采集和調(diào)度平臺，是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。其中，用電信息采集終端(以下簡稱“采集終端”)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)雙向傳輸以及控制命令的執(zhí)行，是采集系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一。

采集終端作為一種產(chǎn)品,從新技術(shù)研發(fā)到成熟需要經(jīng)過一個過程，在這個過程中，出現(xiàn)終端功能需要完善、終端程序需要升級、通訊規(guī)約需要擴充更新等問題難以避免。正常情況下，采集終端在生產(chǎn)過程中也需要進(jìn)行批量在線升級。但是目前針對終端軟件的離線及在線升級缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和平臺，終端升級處于無序狀態(tài)，也不便于終端升級操作的規(guī)范化管理。

目前針對采集終端離線及在線升級的方法有以下幾種：

一、采用維護(hù)軟件或后臺升級軟件對采集終端進(jìn)行升級。采集終端在生產(chǎn)過程中或發(fā)貨至用戶側(cè)之后，如需進(jìn)行軟件升級，需要終端生產(chǎn)廠家技術(shù)人員手工更換終端程序。有客戶端模式和服務(wù)器模式兩種。具體操作方法：

a.客戶端模式：采集終端作為客戶端，首先將需要升級的采集終端分批連接至交換機，給采集終端上電，采集終端上電之后，手動通過液晶屏設(shè)置采集終端IP地址及主站IP地址和端口號等參數(shù)，保證本批次升級的采集終端的IP地址和后臺升級軟件所在PC機的IP地址處于一個網(wǎng)段內(nèi)，將主站IP地址設(shè)置成PC機的IP地址，重啟終端(為了使設(shè)置的各采集終端IP地址生效)，待采集終端登錄后臺升級軟件后，后臺升級軟件對登錄成功的采集終端進(jìn)行升級。升級成功后，后臺升級軟件自動恢復(fù)終端的主站IP地址和端口號。技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)升級成功則更換采集終端。這種升級方法需要技術(shù)人員攜帶便攜式筆記本、網(wǎng)線、交換機、電源線等相關(guān)設(shè)備，終端升級操作均需要人工完成，人工給采集終端上電/斷電、手動設(shè)置終端參數(shù)、終端反復(fù)重啟、終端與后臺升級軟件需建立TCP連接等因素造成升級操作安全性低，費時費力，效率低下，難以形成流水線模式；

b.服務(wù)器模式：采集終端作為服務(wù)器，如若需要對多臺待升級終端分批次升級，則也需要交換機并設(shè)置每臺采集終端的IP地址(終端作服務(wù)端無需設(shè)置主站IP和端口號參數(shù))，保證每臺采集終端與PC處于一個網(wǎng)段內(nèi)，重啟終端，手動與每臺采集終端建立TCP連接，給終端升級，如若對所有終端進(jìn)行單臺升級，則無需設(shè)置任何參數(shù)，但是也需要建立TCP連接，手動給終端升級，人工上電/斷電，人工監(jiān)控終端升級情況，也存在安全性低、費時費力、效率低下、不能形成流水線模式等弊端，且人工監(jiān)控極易造成采集終端遺漏情況，不便于規(guī)范化管理。

二、采用U盤對采集終端進(jìn)行升級。目前采集終端均具備U盤升級功能。將升級文件事先拷貝至U盤，將U盤插到采集終端USB接口，采集終端上電并檢測U盤，檢測U盤插入則從U盤中讀取升級文件進(jìn)行升級。此種方法不需要攜帶筆記本及網(wǎng)線設(shè)備，也不需要事先建立TCP連接，操作簡單。但是不具備人性化、可視化界面，升級過程中需要人工上電/斷電，也存在安全性及效率較低的弊端，當(dāng)升級失敗的時候無法進(jìn)行斷點續(xù)傳及有效判斷，需要人工監(jiān)控，無法形成流水線模式，針對大批量終端的升級顯得力不從心，針對每臺終端的升級無法自動形成記錄供以后查詢，不便于統(tǒng)一管理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種解決批量升級過程中效率低、安全性低、自動化水平低的“三低”缺陷、實現(xiàn)流水線操作、保證升級流程的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的用電信息采集終端升級系統(tǒng)及升級方法。

為解決上述問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種用電信息采集終端升級系統(tǒng)，包括：

上位機主控模塊，通過上位機升級軟件來實現(xiàn)，本升級系統(tǒng)中采用QT完成；所述的上位機升級軟件向上與軟件升級管理服務(wù)器進(jìn)行連接，將每批次的升級情況及時上報升級管理服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)便于規(guī)范化管理；上位機升級軟件向下通過以太網(wǎng)與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，即MOXA串口服務(wù)器，用于實現(xiàn)串口數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包之間的格式轉(zhuǎn)換，向上通過以太網(wǎng)與上位機主控模塊連接，向下通過串口與供電系統(tǒng)控制模塊、聲光報警模塊及待升級用電信息采集終端連接；

供電系統(tǒng)控制模塊，包括單片機以及連接于電源和用電信息采集終端之間的繼電器，單片機通過控制繼電器的開合狀態(tài)實現(xiàn)對用電信息采集終端的電源控制；當(dāng)某臺用電信息采集終端升級成功之后，上位機主控模塊通過自定義擴展協(xié)議通知單片機控制繼電器斷開該用電信息采集終端的供電；

聲光報警模塊，包括單片機以及與其連接的液晶屏、蜂鳴器；通過單片機驅(qū)動液晶屏將每臺用電信息采集終端的升級情況顯示出來并通過蜂鳴器報警通知相關(guān)人員終端升級已經(jīng)完成，可以更換終端。

所述的聲光報警模塊同供電系統(tǒng)控制模塊共用一個單片機。

上位機升級軟件與單片機之間通過擴展通信協(xié)議實現(xiàn)通信。上位機升級軟件與單片機之間通信實現(xiàn)終端電源控制、聲光報警等功能，為便于上位機軟件統(tǒng)一編程，通過擴展1376.1協(xié)議來實現(xiàn)。

根據(jù)前述用電信息采集終端升級系統(tǒng)進(jìn)行升級的方法，包括如下步驟：步驟一、系統(tǒng)上電初始化

用電信息采集終端升級系統(tǒng)上電啟動之后，上位機升級軟件與MOXA串口服務(wù)器建立TCP連接；上位機升級軟件通過擴展指令請求單片機控制液晶屏顯示終端行政區(qū)劃碼、終端邏輯地址為未知，升級狀態(tài)處于未升級狀態(tài)；上位機升級軟件通過擴展指令請求單片機控制所有繼電器處于斷開狀態(tài)；

步驟二、加載用電信息采集終端

人工將用電信息采集終端添加到相應(yīng)的表位上，連接好串口線，并通過上位機軟件給安裝好的用電信息采集終端人工上電；

步驟三、用電信息采集終端軟件版本號輪詢

上位機升級軟件輪詢每個表位上的用電信息采集終端軟件版本號，如果查詢失敗，則重復(fù)查詢，如果查詢成功，將查詢到的軟件版本號與本機待升級的軟件版本號進(jìn)行比較，如果不一致則執(zhí)行步驟四，如果一致則執(zhí)行步驟五；

步驟四、軟件升級

對該表位用電信息采集終端進(jìn)行升級，同時給單片機發(fā)送指令使對應(yīng)液晶屏顯示該用電信息采集終端的終端行政區(qū)劃碼、終端邏輯地址信息，升級狀態(tài)為升級中，升級完成之后再查詢一次終端的軟件版本號，如果一致則執(zhí)行步驟五，如果不一致則重復(fù)步驟四；

步驟五、終端升級成功處理

通過單片機給用電信息采集終端斷電，命令蜂鳴器發(fā)聲，對應(yīng)液晶屏顯示終端行政區(qū)劃碼、終端邏輯地址信息，升級狀態(tài)為升級完成，通過蜂鳴器和液晶提示操作人員更換升級完成的終端，同時上位機軟件繼續(xù)輪詢該端口，重復(fù)步驟三；直至所有用電信息采集終端升級完成進(jìn)入步驟六；

步驟六、上報升級狀況

所有每臺用電信息采集終端升級完成之后，將每臺用電信息采集終端的升級狀況記錄到本地文件中，如果上位機軟件中主動上報服務(wù)器設(shè)置成允許，則將升級狀況及時上報軟件升級管理服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，如果上位機軟件中主動上報服務(wù)器設(shè)置成禁止，則不向軟件升級管理服務(wù)器數(shù)據(jù)庫上報，直到手動點擊上報服務(wù)器按鈕再上報。

本發(fā)明的有益效果如下：

1.該升級系統(tǒng)很好地解決了傳統(tǒng)離線及在線升級需要人工監(jiān)控終端升級情況，安全性低、費時費力、效率低下、無法形成規(guī)范化管理，不能形成流水線模式的弊端；

2.通過串口方式與每臺采集終端連接，上位機升級軟件只需要在上電初始化的時候與MOXA串口服務(wù)器建立一次TCP連接，無需與每一臺采集終端建立TCP連接，也不存在設(shè)置參數(shù)、重啟終端等相關(guān)操作；

3.上位機升級軟件可以與軟件升級管理服務(wù)器進(jìn)行連接，將升級情況及時上報，便于統(tǒng)一化管理，特別適用于產(chǎn)品流水線生產(chǎn)過程中需要對用電信息采集終端進(jìn)行在線升級的情況，極大提高了生產(chǎn)效率；

4.該升級系統(tǒng)避免了過多的人工干預(yù)，通過聲光報警和液晶顯示通知相關(guān)人員當(dāng)前升級狀態(tài)，在實際操作過程中無需任何技術(shù)含量，節(jié)省了人力，操作簡單、便捷、高效；

5.使用QT開發(fā)的上位機升級軟件提供了良好的人機界面。

說明書附圖

圖1為本發(fā)明升級系統(tǒng)原理框圖；

圖2為本發(fā)明上位機升級軟件流程圖；

圖3為本發(fā)明單片機流程圖。

具體實施方式

一種用電信息采集終端升級系統(tǒng)，如圖1所示，包括：

上位機主控模塊，通過上位機升級軟件來實現(xiàn)，本升級系統(tǒng)中采用QT完成，所述的上位機升級軟件向上與軟件升級管理服務(wù)器進(jìn)行連接，將每批次的升級情況及時上報升級管理服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；上位機升級軟件向下通過以太網(wǎng)與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；

上位機主控模塊實現(xiàn)的功能有：

a、用戶驗證。開啟上位機軟件時，使用QT實現(xiàn)登錄界面設(shè)計，對用戶名、密碼等相關(guān)登錄信息進(jìn)行驗證，保證了升級流程的安全性；

b、升級文件的選擇及版本信息處理。通過瀏覽按鈕可以選擇需要升級的文件，選擇之后，上位機軟件可以解析出軟件CRC校驗值、軟件版本號等信息；

c、建立TCP連接。設(shè)置參數(shù)登錄MOXA串口服務(wù)器，通過MOXA串口服務(wù)器實現(xiàn)與升級終端的數(shù)據(jù)傳輸；

d、升級情況規(guī)范管理。上位機升級軟件可以將升級進(jìn)度和升級情況及時上報至升級管理服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，對生產(chǎn)過程中每種類型采集終端的每批次的升級情況及操作人員情況進(jìn)行規(guī)范化管理；

e、自動升級。上位機升級軟件對下轄所有串口進(jìn)行輪詢，查詢每個串口所在終端的軟件版本號，與本機軟件版本號進(jìn)行比對，不一致則進(jìn)行升級；

f、自動斷電處理。升級成功之后，上位機升級軟件給單片機發(fā)送指令控制升級完成的采集終端斷電；

g、聲光報警管理。上位機升級軟件控制升級成功的模塊斷電之后，通過聲光告警模塊進(jìn)行告警，通知相關(guān)技術(shù)人員更換終端。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，即MOXA串口服務(wù)器，用于實現(xiàn)串口數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包之間的格式轉(zhuǎn)換，向上通過以太網(wǎng)與上位機主控模塊連接，向下通過串口與供電系統(tǒng)控制模塊、聲光報警模塊及待升級用電信息采集終端連接；

供電系統(tǒng)控制模塊，包括單片機以及連接于電源和用電信息采集終端之間的繼電器，單片機通過控制繼電器的開合狀態(tài)實現(xiàn)對用電信息采集終端的電源控制；當(dāng)某臺用電信息采集終端升級成功之后，上位機主控模塊通過自定義擴展協(xié)議通知單片機控制繼電器斷開該用電信息采集終端的供電；

聲光報警模塊，包括單片機以及與其連接的液晶屏、蜂鳴器；所述的聲光報警模塊同供電系統(tǒng)控制模塊共用一個單片機；通過單片機驅(qū)動液晶屏將每臺用電信息采集終端的升級情況顯示出來并通過蜂鳴器報警通知相關(guān)人員終端升級已經(jīng)完成，可以更換終端。上位機升級軟件與單片機之間通過擴展通信協(xié)議實現(xiàn)通信。

一種用電信息采集終端升級方法，如圖2、圖3所示，包括如下步驟：步驟一、系統(tǒng)上電初始化

用電信息采集終端升級系統(tǒng)上電啟動之后，上位機升級軟件與MOXA串口服務(wù)器建立TCP連接；上位機升級軟件通過擴展指令請求單片機控制液晶屏顯示終端行政區(qū)劃碼：未知，終端邏輯地址：未知，升級狀態(tài)：未升級，當(dāng)前軟件版本號：未知；上位機升級軟件通過擴展指令請求單片機控制所有繼電器處于斷開狀態(tài)；

步驟二、加載用電信息采集終端

人工將用電信息采集終端添加到相應(yīng)的表位上，連接好串口線，并通過上位機軟件給安裝好的用電信息采集終端人工上電；

步驟三、用電信息采集終端軟件版本號輪詢

上位機升級軟件輪詢每個表位上的用電信息采集終端軟件版本號，如果查詢失敗，則重復(fù)查詢，如果查詢成功，將查詢到的軟件版本號與本機待升級的軟件版本號進(jìn)行比較，如果不一致則執(zhí)行步驟四，如果一致則執(zhí)行步驟五；

步驟四、軟件升級

對該表位用電信息采集終端進(jìn)行升級，同時給單片機發(fā)送指令使對應(yīng)液晶屏顯示終端行政區(qū)劃碼：該表位當(dāng)前終端行政區(qū)劃碼，終端邏輯地址：該表位當(dāng)前終端邏輯地址，升級狀態(tài)：正在升級；當(dāng)前軟件版本號：軟件版本號1，升級完成之后再查詢一次該終端的軟件版本號，如果一致則執(zhí)行步驟五，不一致則重復(fù)步驟四；

步驟五、軟件升級成功處理

通過單片機給用電信息采集終端斷電，命令蜂鳴器發(fā)聲，對應(yīng)液晶屏顯示終端行政區(qū)劃碼：該表位當(dāng)前終端行政區(qū)劃碼，終端邏輯地址：該表位當(dāng)前終端邏輯地址，升級狀態(tài)：升級成功，當(dāng)前軟件版本號：軟件版本號2，同時上位機軟件繼續(xù)輪詢該端口，重復(fù)步驟三；直至所有用電信息采集終端升級完成進(jìn)入步驟六；

升級過程中的異常處理：當(dāng)上位機軟件在升級過程中出現(xiàn)連接異?；蚴詹坏讲杉K端回應(yīng)幀的情況，如果在升級過程中連續(xù)3次收不到采集終端的回應(yīng)幀，則通過單片機使蜂鳴器告警，液晶顯示終端行政區(qū)劃碼：該表位當(dāng)前終端行政區(qū)劃碼，終端邏輯地址：該表位當(dāng)前終端邏輯地址，升級狀態(tài)：升級失敗，當(dāng)前軟件版本號：軟件版本號1；步驟六、上報升級狀況

所有用電信息采集終端升級完成之后，將每臺用電信息采集終端的升級狀況記錄到本地文件中，如果上位機軟件中主動上報服務(wù)器設(shè)置成允許，則將升級狀況及時上報軟件升級管理服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，如果上位機軟件中主動上報服務(wù)器設(shè)置成禁止，則不向軟件升級管理服務(wù)器數(shù)據(jù)庫上報，直到手動點擊上報服務(wù)器按鈕再上報。