自动空中升级固件的方法及无线节点与流程

1.本技术系有关一种固件更新技术，特别是关于一种自动空中升级固件的方法及主无线节点(master wireless node)与从无线节点(slave wireless node)。


背景技术：

2.在无线网络中，例如蓝牙局域网络，无线节点的空中升级功能相当重要。通过空中升级方式，不仅可以修复无线节点的现有问题，还可以对无线节点进行升级，以增加新的功能。
3.在现有的空中升级技术中，通常都是由技术人员手动操作特定的管理设备，依序对每一个无线节点进行升级。然而，随着物联网的发展，无线网络中使用的无线节点的类型与数量越来越多，对每一个无线节点的设备逐一进行手动升级的方式，不仅升级速度慢，还容易因为人为操作疏失而出错。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术提出一种自动空中升级固件的方法，适用于一无线局域网络，且无线局域网络包含多个无线节点，此方法包含：无线节点广播一固件信息并维持一可连接状态。每一无线节点扫描其他无线节点，当无线节点扫描到具有旧版之固件信息的另一无线节点时，扫描之无线节点系作为一主无线节点，被扫描到的另一无线节点系作为一从无线节点。主无线节点连接从无线节点，并发送一升级指令给从无线节点。从无线节点根据升级指令进行固件升级，以更新为新版固件。断开主无线节点及从无线节点之间的连接。
5.依据一些实施例，无线局域网络系为蓝牙局域网络。
6.依据一些实施例，固件信息还包含一固件版本以及至少一标识符。
7.依据一些实施例，标识符还包含一公司标识符以及一产品标识符。
8.依据一些实施例，主无线节点会继续扫描搜寻周边的无线节点。
9.依据一些实施例，从无线节点启用新版固件；或是从无线节点会重新启动，以执行新版固件。
10.本技术另外提出一种主无线节点，适用于一蓝牙局域网络，此主无线节点包含一蓝牙无线模块、一储存模块以及一处理器。蓝牙无线模块用以连接蓝牙局域网络。储存模块用以储存一新版固件信息。处理器电性连接蓝牙无线模块以及储存模块，处理器用以：执行一扫描程序，以寻找具有旧版固件信息的一从无线节点；响应从无线节点而连接从无线节点；发送一升级指令给从无线节点，用以更新从无线节点的旧版固件；以及断开与从无线节点之间的连接。
11.本技术另外提出一种从无线节点，适用于一蓝牙局域网络，此从无线节点包含一蓝牙无线模块、一储存模块以及一处理器。蓝牙无线模块用以连接蓝牙局域网络。储存模块用以储存一旧版固件信息。处理器电性连接蓝牙无线模块以及储存模块，处理器通过蓝牙无线模块广播旧版固件信息并维持一可连接状态，此处理器用以：被连接至一主无线节点；
接收来自主无线节点的一升级指令；响应该升级指令，将处理器内之旧版固件更新为新版固件，并将新版固件对应的一新版固件信息储存于储存模块；以及启用新版固件。
12.综上所述，为克服现有无线局域网络空中升级方式的不足，本技术提出一种快速且自动的空中升级技术，以利用无线节点之间自动互相升级的传染式升级方式，快速且有效率地对无线局域网络中的所有无线节点进行固件升级，不但可有效缩短升级时间，且自动升级亦不容易出错，故可有效让无线节点皆能具有最新的固件版本。
附图说明
13.图1为根据本技术一实施例之无线局域网络的示意图。
14.图2为根据本技术一实施例之无线节点的状态示意图。
15.图3为根据本技术一实施例之自动空中升级固件的方法的流程图。
16.图4为根据本技术一实施例之无线节点的电路方框示意图。
17.图5为根据本技术一实施例之主无线节点的工作流程图。
18.图6为根据本技术一实施例之从无线节点的工作流程图。
19.图7为根据本技术一实施例之无线局域网络进行裂变升级的示意图。
20.图8为根据本技术一实施例之无线局域网络进行线性升级的示意图。
21.图9为根据本技术另一实施例之无线局域网络进行渐变升级的示意图。
具体实施方式
22.本技术所提供的自动空中升级固件的方法，系适用于一无线局域网络，以利用版本高的无线节点(主无线节点)对版本低的无线节点(从无线节点)进行固件升级。在此所称之固件升级包含修复或更正网络节点现有的错误或问题、增加额外的软硬件支持以及针对原有功能进行改进或新增功能等，以确保每一无线节点都可具有最新版固件。
23.图1为根据本技术一实施例之无线局域网络的示意图，图2为根据本技术一实施例之无线节点的状态示意图，请同时参阅图1及图2所示，一无线局域网络10系包含多个无线节点12，在一实施例中，无线局域网络10系为一蓝牙局域网络。每一无线节点12都可以从等待(standby)状态进入至广播状态、扫描状态或是初始化状态，而满足初始化状态的无线节点12会与另一个处于广播状态的无线节点12同时进入连接状态，以便进行固件的更新。并且，无线节点12亦可在结束广播状态、扫描状态、初始化状态或联机状态时，重新回到等待状态。在一实施例中，广播状态跟扫描状态可以同时进行，亦可交互进行。其中，每一无线节点12都可以依据本身所具有的固件信息的新旧版本选择性作为主无线节点或是从无线节点，亦即，具有新版之固件信息的无线节点12系作为主无线节点，具有旧版之固件信息的无线节点12系作为从无线节点。
24.图3为根据本技术一实施例之自动空中升级固件的方法的流程图，请同时参阅图1至图3所示，自动空中升级固件的方法系适用于无线局域网络10，此方法包含步骤s10～s14。首先，如步骤s10所示，无线节点12以第一预定周期广播一固件信息并维持一可连接状态，此时的无线节点12处于广播状态，其中可连接状态包含可以被连接的状态以及可以被升级的状态。如步骤s11所示，每一无线节点12以第二预定周期扫描其他无线节点12，此时的无线节点12处于扫描状态，当其中一无线节点12扫描到具有旧版之固件信息的另一无线
节点12时，扫描之无线节点12系作为主无线节点121，被扫描到的另一无线节点12系作为从无线节点122。在一实施例中，固件信息还包含一固件版本以及一公司标识符与一产品标识符，因此，在无线节点12不间断地扫描周边的其他无线节点12时，会先过滤出与本身相同公司标识符及产品标识符的另一无线节点12，然后比对双方的固件版本，如果另一无线节点12的固件版本的等级高于或等于自己，就忽略另一无线节点12，如果另一无线节点12的固件版本低于自己，则表示发现一个具有旧版固件信息的另一无线节点12，即可进入下一步骤。
25.如步骤s12所示，主无线节点121主动连接从无线节点122，此时主无线节点121从初始化状态进入连接状态，且从无线节点122从广播状态进入连接状态，主无线节点121并发送一升级指令给从无线节点122。如步骤s13所示，从无线节点122根据升级指令进行固件升级，以更新为新版固件。在一实施例中，从无线节点122在接收到升级指令之后，还可传送一请求信号给主无线节点121，使主无线节点121根据请求信号对应传送一升级文件信息给从无线节点122，使得从无线节点122在接收到升级文件信息后，即可将原本的旧版固件升级至新版固件。最后，如步骤s14所示，在升级完成之后，断开主无线节点121及从无线节点122之间的连接。
26.在一实施例中，在断开主无线节点121及从无线节点122之间的连接后，主无线节点121会继续扫描搜寻周边的其他无线节点12，而从无线节点122则可直接启用新版固件，或是从无线节点122会重新启动，以执行新版固件，此时从无线节点122也变成具有最新版本之固件信息的无线节点，可以继续扫描或更新其他无线节点12。
27.在一实施例中，在一预定时间区间内，若有多个无线节点12被扫描到时，并不限定更新升级的顺序，可以从中随机选择待更新的无线节点12，亦可依信号强度排序，或是依据蓝牙地址进行排序等方式依序进行更新。
28.图4为根据本技术一实施例之无线节点的电路方框示意图，请同时参阅图1至图4所示，一无线节点12适用于一蓝牙局域网络，并包含一处理器14、一蓝牙无线模块16、一储存模块18以及一外围电路20，处理器14电性连接蓝牙无线模块16、储存模块18及外围电路20。蓝牙无线模块16系用以连接蓝牙局域网络，储存模块18系用以储存一新版固件信息或是一旧版软件信息，在一实施例中，储存模块18可以为随机存取内存(ram)以及闪存(flash)。由于无线节点12可以依据本身固件信息的版本来选择作为主无线节点121，或是作为从无线节点122，因此处理器14会根据不同的任务而执行不同的工作流程。在一实施例中，处理器14可以是但不限于中央处理器(cpu)、微处理器(microprocessor)或其他信号处理器。
29.请同时参阅图1、图4及图5所示，当无线节点12具有新版固件信息而作为主无线节点121时，处理器14用以执行下列步骤：从步骤s20所示之等待状态进入步骤s21，执行扫描程序，用以寻找具有旧版固件信息的从无线节点122。如步骤s22所示，判断扫描到的从无线节点122的版本是否较旧，若否，则回到步骤s21，继续扫描其他无线节点12；若扫描到的从无线节点122的版本较旧，则如步骤s23所示，响应搜寻到的从无线节点而连接从无线节点122。如步骤s24所示，处理器14发送一升级指令给从无线节点122，用以更新从无线节点122的旧版固件。最后如步骤s25所示，断开与从无线节点122之间的连接。
30.请同时参阅图1、图4及图6所示，当无线节点12具有旧版固件信息而作为从无线节
点122时，处理器14用以执行下列步骤：从步骤s30所示之等待状态进入步骤s31，通过蓝牙无线模块16广播旧版固件信息并维持一可连接状态。如步骤s32所示，被连接至主无线节点121。如步骤s33所示，判断是否有接收来自主无线节点121的一升级指令，若没有收到，则回到步骤s31继续广播固件信息；若有收到升级指令，则进行下一步骤s34。如步骤s34所示，响应升级指令，进行更新程序，将处理器14内之旧版固件更新为新版固件，并将新版固件对应的一新版固件信息储存于储存模块18中，以取代原本储存在储存模块18中的旧版固件信息。最后如步骤s35所示，启用新版固件。其中，详细的更新及启用流程，可以参考前面说明，于此不再赘述。
31.本技术在不同的无线局域网络拓扑中，能发挥的效果是不一样的。在一实施例中，在每一轮的升级过程中，无线局域网络中具有高版本固件信息(新版固件信息)的无线节点都能发现并升级具有低版本固件信息(旧版固件信息)的无线节点时，则本技术可以达到最高的时间效率，即“裂变”效果。在一实施例中，所有无线节点都处于比较接近的位置，任意两个无线节点都能互相发现和升级。请参阅图7所示，在裂变升级中，一共需要3轮升级，具有高版本固件信息的无线节点数量会按1、2、4、8
…
的方式指数增长，详言之，在此无线局域网络中，一共有8个无线节点0～7，无线节点0是最早具有高版本固件信息的无线节点。在第1轮，无线节点0升级无线节点3；在第2轮，无线节点0升级无线节点7，无线节点3升级无线节点4；在第3轮，无线节点0升级无线节点1，无线节点3升级无线节点2，无线节点7升级无线节点5，无线节点4升级无线节点6。因此，对于无线节点数量为n的无线局域网络，传统升级时间复杂度为o(n)，而本技术升级时间复杂度仅为o(log n)。如果无线局域网络规模比较大时，网络升级的时间会大大缩短。
32.在一实施例中，在每一轮的升级过程中，无线局域网络中只有一个具有高版本固件信息的无线节点能发现并升级具有低版本固件信息的无线节点时，则本技术的升级效率较低，即“线性”效果。在一实施例中，所有无线节点一字排开，只有相邻的无线节点之间能互相发现和升级。请参阅图8所示，在线性升级中，一共需要7轮升级，具有高版本固件信息的无线节点数量会按1、2、3、4、5
…
的方式线性增长，详言之，在此无线局域网络中，一共有8个无线节点0～7，无线节点0是最早具有高版本固件信息的无线节点，在第1轮，无线节点0升级无线节点1；在第2轮，无线节点1升级无线节点2；在第3轮，无线节点2升级无线节点3；在第4轮，无线节点3升级无线节点4；在第5轮，无线节点4升级无线节点5；在第6轮，无线节点5升级无线节点6；在第7轮，无线节点6升级无线节点7。此时，虽然本技术的效率无法提高，但也解决了人为手动操作的麻烦与易于出错的困扰。
33.在一实施例中，所有无线节点一字排开，相邻的无线节点之间都能互相发现和升级。请参阅图9所示，在渐变型升级中，一共需要4轮升级，具有高版本固件信息的无线节点数量会按1、2、4、6、8、
…
的方式逐渐增长。详言之，在无线局域网络中，一共有8个无线节点0～7，无线节点0是最早具有高版本固件信息的无线节点，在第1轮，无线节点0升级无线节点2；在第2轮，无线节点0升级无线节点1，无线节点2升级无线节点4；在第3轮，无线节点2升级无线节点3，无线节点4升级无线节点6；在第4轮，无线节点4升级无线节点5，无线节点6升级无线节点7。因此，本技术升级的效率也相对提高了，对于无线局域网络规模比较大时，网络升级的时间亦会相对缩短。
34.综上所述，为克服现有无线局域网络空中升级方式的不足，本技术提出一种快速
且自动的空中升级技术，以利用无线节点之间自动互相升级的传染式升级方式，快速且有效率地对无线局域网络中的所有无线节点进行固件升级，不但可有效缩短升级时间，且自动升级亦不容易出错，故可有效让无线节点皆能具有最新的固件版本。
35.以上所述之实施例仅系为说明本技术之技术思想及特点，其目的在使本领域技术人员能够了解本技术之内容并据以实施，当不能以之限定本技术之专利范围，即大凡依本技术所揭示之精神所作之均等变化或修饰，仍应涵盖在本技术之专利范围内。
36.【符号说明】
37.10:无线局域网络
38.12:无线节点
39.121:主无线节点
40.122:从无线节点
41.14:处理器
42.16:蓝牙无线模块
43.18:储存模块
44.20:外围电路
45.s10～s14:步骤
46.s20～s25:步骤
47.s30～s35:步骤。