一种MQX操作系统映像结构、MQX操作系统、用电信息采集终端及映像更新方法

摘要

本发明涉及一种应用于用电信息采集终端的MQX操作系统映像结构、MQX操作系统以及相应的映像更新方法。本发明将映像结构分为基本映像和全功能映像，映像更新时，只更新全功能映像，确保基本映像的安全，都能通过基本映像引导，以保证任何情况下都可更新全功能映像。通过设置全功能映像标志，来判断映像更新过程正常与否，若非OK说明映像升级过程曾有异常中断，会自动加载基本映像，并查找合法映像文件，将其写到全功能映像位置，完成全功能映像更新，实现了映像更新过程异常中断后的自动恢复机制。若加载后的全功能映像存在缺陷导致系统启动、运行不正常时，可通过编程按键强制进入基本映像来重新更新全功能映像。

说明书

技术领域

本发明涉及电力用户用电信息采集终端维护技术领域，尤其涉及一种应用于用电信息采集终端的MQX操作系统映像结构、MQX操作系统以及相应的映像更新方法。

背景技术

用电信息采集终端 （electric energy data acquire terminal）是对各信息采集点用电信息采集的设备，简称采集终端，可以实现电能表数据的采集、数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备。

由于MQX实时操作系统可支持多处理器应用，并具有大小可裁剪、面向组件的架构和便于使用等优点，在用电信息采集终端设备中得到了广泛应用。

随着国家电网公司对电力用户用电信息采集系统的不断建设，用电信息采集终端的功能也得到了不断扩展、丰富，这就需要对已经运行的采集终端进行软件升级、映像更新，以持续满足新的功能要求。

目前存在以下问题：嵌入式系统映像结构一般由引导、操作系统、应用程序三部分构成。对于Linux操作系统而言这三部分可分别编译、更新，而对于MQX操作系统，这三部分是一起编译的，最后的映像只有一个文件不可拆分，不可分别更新，如果需要映像更新则必须将这三部分一起更新。考虑以下情况，在映像更新过程中如果异常中断（比如断电），对于Linux系统来说只需要更新应用程序映像，即使应用程序破坏了，操作系统还可以正常启动，此时只需再将应用程序重新装入文件系统或者重新写入Flash存储器指定位置即可。而对于MQX操作系统来说，因为整个映像是一起更新的，这就意味着如果映像更新失败，将导致整个系统无法工作，只能返厂使用Flash存储器烧写工具重写正确的映像文件。再考虑以下情况映像更新过程完整结束，但映像本身有故障、缺陷导致采集终端不能正常启动、或者启动后不停重启，这种情况下也没办法再进行映像更新了。这两种情况会造成采集系统采集成功率低、计量数据丢失、产生计量纠纷等，返厂重写映像会增加大量维修成本、造成使用不便。

发明内容

为解决上述MQX操作系统映像更新时如有异常发生将导致采集终端不能正常运行的问题，本发明设计了一种新的MQX操作系统映像结构，基于该结构进行MQX操作系统映像更新，能保证终端正常运行，并降低更新成本。

本发明的具体技术方案如下：

一种MQX操作系统映像结构，包括基本映像和全功能映像，基本映像包括引导、操作系统和应用程序，其中引导设有全功能映像标志检查模块和编程按键状态检查模块，分别用于检查全功能映像标志的状态和编程按键的状态，应用程序用于文件传输和映像更新；全功能映像包括引导、操作系统和应用程序，引导负责加载系统映像，应用程序具备采集终端功能规范要求的全部功能。

所述的全功能映像标志检查模块用于检查全功能映像更新是否正常结束，通过全功能映像标志是否为OK来判断，而该标志在每次全功能映像更新前先擦除，映像更新完毕再置为OK，若映像更新异常中断，则不做处理。

所述的编程按键状态检查模块用于检测是否有人为意愿将采集终端引导至基本映像，用于全功能映像更新正常结束，但全功能映像本身故障导致采集终端启动失败时，可人为引导至基本映像，等待启动后重新更新全功能映像。

所述的基本映像、全功能映像和全功能映像标志预先编制并在采集终端出厂时写入Flash存储器的不同指定位置，全功能映像标志预置为OK。设置全功能映像标志，便于通过它判断全功能映像更新是否正常结束，若有异常中断，下一轮更新时会自动恢复。

全功能映像标志在Flash存储器中的存储位置与基本映像和全功能映像所在位置相互隔离，以防相互写覆盖。

本发明将MQX操作系统的映像结构设置为两个文件，其中基本映像包括系统的基本功能，只具有文件传输和映像更新功能，并具有状态检查功能，确保系统异常时能进行基本映像加载，保证采集终端能启动；同时通过一些状态判断，若判断出上一轮更新异常中断，可进一步完成全功能映像更新，制定了映像更新过程异常中止后的自动恢复机制。还可通过按键状态检测是否有人为进入基本映像的意愿，用于在全功能映像故障系统不能正常启动时引导终端进入基本映像，以完成全功能映像的更新，使终端正常工作。全功能映像则包含了终端所要求的全部功能，即采集终端正常运行时的映像文件，系统正常运行时，只更新全功能映像，确保基本映像的安全。

本发明进一步提供了一种具有上述映像结构的MQX操作系统以及具有该操作系统的用电信息采集终端。

本发明还提供了一种MQX操作系统映像更新方法，采用上述用电信息采集终端，包括如下步骤：

（1）用电信息采集终端上电，系统初始化；

（2）进行基本映像引导，检查全功能映像标志状态和编程按键状态，若全功能映像标志为OK且编程按键未按下，则将程序指针指向全功能映像位置完成映像引导、系统加载及应用程序初始化；若全功能映像标志不是OK或者编程按键处于按下状态，则按下一步进行；

（3）加载基本映像，基本映像加载完毕启动后，检测指定目录是否存在映像文件，若存在，则通过文件属性判断是否为合法、完整的映像文件，若映像文件合法，则将映像文件更新至全功能映像位置，并将全功能映像标志设置为OK，复位采集终端。这样，再回到步骤（1）采集终端再次启动后，执行完步骤（1）、（2），在步骤（2）中会检测到全功能映像标志为OK，采集终端加载全功能映像，启动后终端恢复正常工作。

用电信息采集终端正常运行时接到映像更新指令后，接收映像文件并将映像以文件的形式存储至指定文件系统目录，文件接收完毕发起映像更新任务。在映像更新时，在映像文件写到Flash存储器之前先将全功能映像标志擦除，全功能映像更新成功之后再将全功能映像标志置为OK，并将指定目录中的映像文件删除。更新过程异常中断时全功能映像标志不置OK。

更新完成后若发现加载的全功能映像存在缺陷导致系统启动、运行不正常，则按下编程按键，复位采集终端，采集终端启动后执行步骤（1）、（2），在步骤（2）中检测到编程按键按下，采集终端会加载基本映像，在基本映像下完成全功能映像的更新。使终端恢复正常工作，可避免由全功能映像缺陷导致终端死机、不停复位时，不能再进行映像更新的问题。

优选的，步骤（3）中用于判断映像文件合法性的文件属性包括文件类型、标志位和CRC校验。

本发明的有益效果：

1、将映像结构分为基本映像和全功能映像，映像更新时，只更新全功能映像，确保基本映像的安全，都能通过基本映像引导，以保证任何情况下都可更新全功能映像。

2、通过设置全功能映像标志，来判断映像更新过程正常与否，若非OK说明映像升级过程曾有异常中断，会自动加载基本映像，并查找合法映像文件，将其写到全功能映像位置，完成全功能映像更新，实现了映像更新过程异常中断后的自动恢复机制。

3、若加载后的全功能映像存在缺陷导致系统启动、运行不正常时，可通过编程按键强制进入基本映像来重新更新全功能映像。

附图说明

图1是本发明的映像结构图；

图2是本发明实施方法的流程图。

具体实施方式

一种MQX操作系统映像结构，包括基本映像和全功能映像两个文件，两个映像文件均为可启动型，均包括引导、操作系统和应用程序，其中基本映像的引导设有全功能映像标志检查模块和编程按键状态检查模块，应用程序仅具备文件传输和映像更新功能。全功能映像具备采集终端功能规范要求的全部功能，是采集终端正常运行时的映像。采集终端在出厂时将两个映像文件写到Flash存储器的不同位置，并记录全功能映像标志为OK，将来的映像更新只更新全功能映像。全功能映像标志用来表明全功能映像更新是否正常结束，在每次映像更新前，先将该标志擦除，更新成功后写上OK。全功能映像标志在Flash存储器中的存储位置与基本映像和全功能映像所在位置相互隔离。全功能映像标志检查模块用于检查全功能映像标志是否为OK，从而获知上一轮映像更新是否正常结束。编程按键是为了在系统启动后运行异常时按下按键，人为引导映像进程。编程按键状态检查模块用于检测编程按键是否按下，从而判断是否有人为意愿将采集终端引导至基本映像。这样当全功能映像更新正常结束，但全功能映像本身故障导致采集终端启动失败时，可人为引导至基本映像，等待启动后重新更新全功能映像。MQX操作系统按照上述内容设置映像结构，用电信息采集终端中嵌入上述操作系统。

用电信息采集终端正常运行时接到映像更新指令后，接收映像文件并将映像以文件的形式存储至指定文件系统目录，文件接收完毕发起映像更新任务。在映像更新时，在映像文件写到Flash存储器之前先将全功能映像标志擦除，全功能映像更新成功之后再将全功能映像标志置为OK，并将指定目录中的映像文件删除。更新过程异常中断时全功能映像标志不置OK。映像更新的步骤如下：

（1）用电信息采集终端上电，系统初始化。

（2）进行基本映像引导，检查全功能映像标志状态和编程按键状态，若全功能映像标志为OK且编程按键未按下，则将程序指针指向全功能映像位置完成映像引导、系统加载及应用程序初始化；若全功能映像标志不是OK或者编程按键处于按下状态，则按下一步进行。

（3）加载基本映像，基本映像加载完毕启动后，检测指定目录是否存在映像文件，若存在，则通过文件属性判断是否为合法、完整的映像文件，若映像文件合法，则将映像文件更新至全功能映像位置，并将全功能映像标志设置为OK，复位采集终端。这样，再回到步骤（1）采集终端再次启动后，执行完步骤（1）、（2），在步骤（2）中会检测到全功能映像标志为OK，采集终端加载全功能映像，启动后终端恢复正常工作。一般情况，系统上电后，待更新的映像文件即导入采集终端中等待映像更新，映像更新过程中，若因断电导致更新中止，映像文件还存在存储器中，此时就需要一个自动恢复机制来重新更新全映像文件。因此，通过寻找合法映像文件，来继续更新过程。

更新完成后若发现加载的全功能映像存在缺陷导致系统启动、运行不正常，则按下编程按键，复位采集终端，采集终端启动后执行步骤（1）、（2），在步骤（2）中检测到编程按键按下，采集终端会加载基本映像，在基本映像下完成全功能映像的更新。