空调控制器代码OTA专项技术研究

空调控制器代码OTA专项技术研究

王桥

珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519070

摘要：针对已安装使用的空调产品，如果发现控制器程序存在功能性缺陷或者质量隐患时，传统维修方法需要上门更换控制器，此维修方法耗时、耗财力、耗人力。本文重点就此问题展开研究，提出一种在空调上实现空调控制器程序远程升级的一套完整技术方案，可实现无人上门即可解决售后程序质量问题。

关键字：空调；控制器代码；远程升级；

Abstract: for the installed air-conditioning products, if the controller program is found to have functional defects or potential quality hazards, the traditional maintenance method requires door-to-door replacement of the controller. This maintenance method is time-consuming, financial and labor-intensive. This paper focuses on this problem, and puts forward a complete technical scheme to realize the remote upgrade of the air conditioning controller program on the air conditioner, which can solve the after-sales program quality problem without door-to-door service.

Key words: air conditioning; Controller code; Remote upgrade;

引言

随着人们生活水平的提高，用户对空调的质量和舒适性要求不断提高，而空调产品也不断朝着智能化的方向发展，但目前仍然在空调产品质量售后维修上存在一些美中不足的地方：因为现有空调控制器不支持程序远程升级功能，那么在解决一些售后软件质量问题的效率非常低，都是要通过更换控制器配件去上门拆机解决，比如像如下问题：

（1）在产品售后反馈的非部件故障类型问题上（比如噪音、凝露等问题） ，可以通过软件升级进行弥补解决；

（2）产品安装使用后，有些客户可能还会提出功能逻辑个性化定制修改，这种情况下也是需要升级程序解决的；

当然，像以上类似的问题可能还存在很多，为解决以上问题，本文重点介绍如何在空调上实现程序远程升级技术，并且该技术对处理这类问题的效率和方式上会有突破性的改善。

一、技术方案

针对背景所展现的现状，急需对产品的售后维修方式进行改革，由传统的人工上门维修方式要提升为采用互联网思维自动维修的方式，故本文重点研究在空调上实现程序远程升级的技术。

本文要实现空调控制器程序远程升级功能，需要解决以下五大问题：第一，采用云服务器进行存储新版本的控制器程序文件；第二，利用云服务器、APP、wifi板搭建无线传输链路进行新版本程序文件数据的传输；第三，控制器需要采用外置EEPROM芯片进行存储新版本的控制器程序文件；第四，控制器自身需要完成自擦除和编程工作；第五，整条数据的传输链路和数据存储需要进行加密和校验，确保程序远程升级的安全性和可靠性。针对如上列出的五大问题，本方案的解决方式如下：

（1）采用云服务器进行存储新版本的控制器程序文件

本方案的服务器利用公司现有的服务器，其服务器遍布全球，对程序远程升级技术提供了最保障的支持；新版本的控制器程序文件可以通过网页浏览器进行上传到服务器。

（2）服务器、APP、wifi板共同搭建无线传输链路

APP可以通过相互的接口联网查询到新版本程序文件所存放在服务器上的地址，并把获取到的地址Url通过无线通信发送给wifi板，wifi板根据Url就可以通过路由器去服务器上下载程序文件，这样就完成了获取程序文件的无线链路搭建。

（3）控制器采用EEPROM芯片进行存储新版本的控制器程序文件

空调控制器采用外接EEPROM芯片进行存储wifi板传输过来的新版本程序文件数据，控制器与EEPROM采用IIC方式进行通讯，与wifi板采用UART方式通讯，存储方式采用从wifi板收到一包数据就往EEPROM进行存储一包数据，重复或者错误的数据控制器都会有相对应的处理机制。

（4）控制器自身需要完成自擦除和编程工作

控制器要完成自身升级功能，就必须要完成自擦除和编程工作，方法为芯片MCU的FLASH被分成两区：一区为启动代码区，主要负责对程序升级文件的解密及对功能应用区的擦除和编程，此区是不允许被升级；另一区为功能应用代码区，主要负责整个空调系统的功能，此区是在升级时会被擦除和编程。

（5）整条数据的传输链路和数据存储需要进行加密和校验。

加密和校验采用公司自主研发的加密校验方案。空调控制器程序升级文件在上传至服务器之前会有一道数据加密处理工序，处理完后的文件与原文件相比，其数据全被改变，此加密手段属自主研发；其次服务器和wifi板之间的数据传输链路本身有标准的加密方式，在此基础上本文还对所有加密后的数据增加了复杂的一级校验方式，在wifi板和空调控制器增加了复杂的二级校验方式，空调控制器收到加密数据后会先验证一级、二级校验是否通过，通过后再进行解密，解密通过后才会进行程序升级烧录，以上手段均是为了大范围增强程序升级文件数据的安全可靠度。

把如上五大问题解决后，则需要将整套系统连在一起来实现空调控制器程序远程升级功能，整体系统实现框架图如下：

针对框架图进行详细的描述：

（1）服务器主要存放经过加密处理的新版本控制器程序文件，文件通过网页浏览器进行上传服务器，并标记程序编码、版本等文件信息；

（2）APP会定时从服务器上查询是否存在新版本控制器程序文件，如果存在，则APP会从服务器上获取升级文件存放地址，并将地址链接Url传输给wifi板，如果不存在，则一直循环定时查询；

（3）当wifi板收到APP传输过来的文件存放地址Url后，则从服务器上对应的存放位置获取新版本程序文件数据；

（4）当wifi板从服务器获取完新版本程序文件数据后，则开始通过UART通讯方式向空调控制器传输新版本程序文件，每一包传输的数据长度可以是变化的，每一包数据都有头码、数据包号、校验等信息，而且wifi板每发送一包数据，空调控制器同时会回送一包确认数据，采取这样的通讯方式是为了提高数据的准确性；

（5）空调控制器从wifi板收到一包数据就往EEPROM进行存储一包数据，重复或者错误的数据控制器都会有相对应的处理机制；

（6）当空调控制器接收完所有文件数据后，则开始对所有的数据进行解密、校验计算，校验通过后，则将收到的程序版本信息写入EEPROM，并且返回接收完状态给到wifi板，由wifi板再转发给APP；如果校验失败，则返回接收失败状态给到wifi板，由wifi板重新从服务器上获取数据进行重新传输，如果连续重传还是校验失败，则停止传输，只能下一次空调上电才能重新传输；

（7）APP收到wifi板返回的接收数据完成状态后，则APP显示提醒升级标识，升级按钮点亮，允许用户升级，此时用户可以使用APP进行空调控制器程序升级；

（8）当用户点击升级后，APP把升级指令传给wifi板，wifi板再传给空调控制器，空调控制器进入待机状态，并进行软件复位进入启动代码区；由于当前运行版本低于EEPROM中的程序版本，故要将EEPROM中的程序文件数据进行复制到MCU的Flash区中，所以在启动代码区内会去提取EEPROM中的升级数据，再对EEPROM中的升级数据进行解密和校验，校验通过后才对功能应用代码区进行擦除和编程，编程完后再进入软件复位，复位后的程序版本与EEPROM的程序版本是一致的，故会直接跳转到功能应用代码区去执行正常的空调功能，并告知wifi板升级成功；如果在解密校验时校验不通过，则不对功能应用区进行擦除编程，而是直接跳转到功能应用区执行当前版本的空调功能，不进行升级，并告知wifi板升级失败；控制器最后返回升级是否成功的结果通过链路传输到APP上显示。

综上：本文运用互联网技术实现的空调程序远程升级方案，可随时随地用手机APP进行一键解决生产或售后出现的程序质量问题，处理方法高效快速、便捷、简单，打破传统处理方式。

二、关键技术

（1）本文的技术方案，可随时随地用手机APP解决生产或售后过程中出现的空调控制器程序质量问题，其处理方法高效快速、简单便捷，打破了传统的处理方式，具备一定的先进性；

（2） 用外置EEPROM代替MCU的Flash来存储大容量升级文件, 解决在资源有限的空调控制器MCU上实现程序代码的升级功能；

（3）使用外置EEPROM代替MCU的FLASH，可大幅度节约成本；

（4）空调控制器程序升级数据传输链路非常独立，数据传输过程中不会影响空调正常运行。

三、总结

本文重点研究在空调上实现空调控制器程序远程升级的一套完整技术方案，如果要更新空调控制器程序，不再需要人工上门更换控制器，直接可以通过手机APP远程控制程序升级。此技术能提高产品和服务的质量，降低售后维修成本，增强顾客对产品、对售后服务的满意度。

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