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物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)部分的OTA設(shè)備固件是一個(gè)非常重要的部分，能夠?qū)崿F(xiàn)升級(jí)用戶服務(wù)、保障系統(tǒng)安全等功能。

在迅速變化和發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，新的產(chǎn)品需求不斷涌現(xiàn)，因此對(duì)于智能硬件設(shè)備的更新需求就變得空前高漲，設(shè)備不再像傳統(tǒng)設(shè)備一樣一經(jīng)出售就不再變更。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，一個(gè)技術(shù)變得極為重要，即OTA空中下載技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)支持通過(guò)OTA方式進(jìn)行設(shè)備固件升級(jí)，是智能設(shè)備修復(fù)系統(tǒng)漏洞、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級(jí)的手段，通過(guò)固件升級(jí)用戶提供更好的服務(wù)。OTA固件升級(jí)功能不僅能夠更新固件，而且還能重新配置片上硬件資源。同時(shí)，設(shè)備固件可通過(guò)OTA固件升級(jí)流程獲得更新的補(bǔ)丁和更多安全算法防范病毒攻擊。

一、OTA固件升級(jí)對(duì)設(shè)備的重要性

物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有多樣性，應(yīng)用和最終解決方案需求也是如此。面對(duì)和傳統(tǒng)設(shè)備的需求差異，OTA升級(jí)顯得尤其重要，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1. 市場(chǎng)端的快速上線需求

天下武功唯快不破，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)品往往留給設(shè)計(jì)者的時(shí)間不長(zhǎng)，并且市場(chǎng)需要持續(xù)不斷地創(chuàng)新和更新功能。在設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)預(yù)留一些后加載的需求，先期快速實(shí)現(xiàn)一些功能即開始上線，上線后可以通過(guò)OTA升級(jí)的方式更新更多功能，實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)式部署，有那么一點(diǎn)類似于互聯(lián)網(wǎng)的敏捷研發(fā)了。只要在架構(gòu)設(shè)計(jì)階段，在硬件層面考慮到了未來(lái)的足夠需求，就不可以源源不斷地優(yōu)化完善設(shè)備功能。

2. 設(shè)備部署需求的多樣性

在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品應(yīng)用過(guò)程中，有個(gè)很有意思的事情，設(shè)備需要確定推送信息的云主機(jī)。那么問(wèn)題就來(lái)了，有可能是一個(gè)通用的云主機(jī)，也有可能因?yàn)椴渴鹦枰中枰峦扑偷脑浦鳈C(jī)，這個(gè)時(shí)候如果設(shè)備已經(jīng)生產(chǎn)出來(lái)了，已經(jīng)在渠道或者客戶手中，那么OTA固件升級(jí)就顯得很重要了。

還有一個(gè)比較常見的現(xiàn)象，一些設(shè)備在安裝以后，對(duì)于輸入輸出部件的控制模式需要變更，那么可能需要對(duì)部分設(shè)備進(jìn)行固件升級(jí)。比如，一開始在一個(gè)城市部署了相同智能路燈的設(shè)備，但是某些區(qū)域的設(shè)備關(guān)于燈光強(qiáng)度或者時(shí)間性需要做變更，那么OTA固件升級(jí)也可以幫助解決燈光控制方式的變更。

備注：如果預(yù)留了遠(yuǎn)程下行控制指令，且已經(jīng)支持的，也可以不用升級(jí)固件。

3. 設(shè)備安全性及完善性

任何物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不外乎都是兩部分組成的：硬件+固件程序。在基于SoC的應(yīng)用中，OTA固件升級(jí)功能不僅能夠更新固件，而且還能重新配置片上硬件資源。

有了OTA固件升級(jí)的備案，那么產(chǎn)品不一定等到完全沒(méi)有缺陷再上市，只要在不存在較為致命的缺陷下，就可以提前上市，解決問(wèn)題后在遠(yuǎn)程完成升級(jí)修補(bǔ)缺陷。同時(shí)基于日益嚴(yán)峻的安全形勢(shì)威脅，備固件可通過(guò)OTA固件升級(jí)流程獲得最新補(bǔ)丁和更多安全算法，做到不斷加固的。

二、OTA固件升級(jí)流程

1. 升級(jí)步驟

step1：云控制平臺(tái)添加估計(jì)升級(jí)需求。

step2：設(shè)備在喚醒后上報(bào)自己的固件版本。

step3：云端判斷是否需要升級(jí)后，下發(fā)升級(jí)固件包URL。

step4：設(shè)備下載固件后進(jìn)行升級(jí)，下載成功后上報(bào)結(jié)果。

step5：設(shè)備升級(jí)成功后，上報(bào)升級(jí)結(jié)果及最新版本，云端更新為升級(jí)成功。

2. 注意事項(xiàng)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 設(shè)備固件版本信息不需要單獨(dú)設(shè)置周期性上報(bào)事件，在設(shè)備重新啟動(dòng)或者心跳時(shí)上報(bào)即可。

2. 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)添加新的固件版本啟動(dòng)升級(jí)需求后，一直為待升級(jí)，直到設(shè)備上報(bào)升級(jí)進(jìn)度。

3. 升級(jí)成功唯一判斷標(biāo)準(zhǔn)是上報(bào)的版本號(hào)。

4. 設(shè)備離線狀態(tài)下不能進(jìn)行升級(jí)，需要等到設(shè)備上線后上報(bào)數(shù)據(jù)。

5. 設(shè)備下載固件后對(duì)于升級(jí)結(jié)果需要上報(bào)。

三、云端控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1. 固件新增

固件新增主要面向產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，按照單個(gè)產(chǎn)品為單位進(jìn)行添加，添加固件時(shí)不用考慮設(shè)備升級(jí)的范圍，僅僅作為產(chǎn)品的一個(gè)固件包。但是，尤其要主要固件版本的管理，不能低于當(dāng)前所有該產(chǎn)品運(yùn)行的設(shè)備版本號(hào)，并且命名的版本號(hào)要與新增填寫時(shí)的相同。

新增固件的字段：名稱、版本號(hào)、所屬產(chǎn)品、備注。

2. 驗(yàn)證固件

固件新增加成功后，就可以進(jìn)行驗(yàn)證固件操作了。驗(yàn)證固件是指在系統(tǒng)內(nèi)小范圍查找一兩個(gè)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)測(cè)試，驗(yàn)證通過(guò)后再考慮批量進(jìn)行操作處理。驗(yàn)證固件的操作就是在現(xiàn)存該產(chǎn)品的不同版本號(hào)的產(chǎn)品中分別選擇最低一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)。

驗(yàn)證固件字段：版本號(hào)（采用下來(lái)篩選，僅篩選現(xiàn)有產(chǎn)品存在的版本號(hào)）、產(chǎn)品編號(hào)（通過(guò)產(chǎn)品唯一識(shí)別號(hào)進(jìn)行查找添加）。

備注：選擇產(chǎn)品編號(hào)前需要先確定版本號(hào)。

3. 選擇設(shè)備批量升級(jí)

固件驗(yàn)證通過(guò)后就可以進(jìn)行批量處理了，批量處理就是在現(xiàn)有的設(shè)備范圍內(nèi)選擇需要升級(jí)的設(shè)備，同時(shí)設(shè)置升級(jí)策略，比如升級(jí)時(shí)間、重復(fù)次數(shù)等。

批量升級(jí)可以采用頁(yè)面方式按照特定條件進(jìn)行篩選后處理，也需要能夠采用excel文件導(dǎo)入形式進(jìn)行處理，excel導(dǎo)入形式主要是為了定向?qū)δ骋恍┰O(shè)備升級(jí)，升級(jí)設(shè)備沒(méi)有一定的共性，或者系統(tǒng)內(nèi)暫時(shí)無(wú)法通過(guò)篩選方式查找出共性。

主要涉及的字段：升級(jí)范圍、升級(jí)時(shí)間、升級(jí)策略（失敗后再次間隔時(shí)間、重復(fù)次數(shù)、定時(shí)升級(jí)等）

4. 查看升級(jí)結(jié)果

批量執(zhí)行升級(jí)后，回到管理固件的列表，就可以實(shí)時(shí)查看升級(jí)結(jié)果，獲取升級(jí)情況！

5. 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

在設(shè)計(jì)固件管理時(shí)，還可以對(duì)產(chǎn)品的固件分布、升級(jí)設(shè)備的狀態(tài)分布占比等進(jìn)行一些數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)，幫助管理員更好的查看和分析。

四、安全性考慮

以上部分其實(shí)我們都在說(shuō)為什么需要OTA固件升級(jí)、固件升級(jí)的原理是什么、流程是什么、云端控制系統(tǒng)如何設(shè)計(jì)，但是我們沒(méi)有強(qiáng)調(diào)其中的一個(gè)重要事情“安全性”！安全性希望引起產(chǎn)品和技術(shù)人員的足夠重視！

1. 對(duì)設(shè)備固件進(jìn)行OTA升級(jí)時(shí)，通過(guò)在空中傳輸，容易遭受攻擊。因此，必需確保主機(jī)設(shè)備只與相關(guān)目標(biāo)設(shè)備通信。

2. 應(yīng)對(duì)空中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密，以便讓其它監(jiān)聽方無(wú)法解碼這些數(shù)據(jù)。

3. OTA服務(wù)是智能設(shè)備修復(fù)系統(tǒng)漏洞、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級(jí)的手段，擁有非常高的權(quán)限，掌握著系統(tǒng)更新的安全命脈。如果OTA升級(jí)出現(xiàn)安全問(wèn)題，可能導(dǎo)致用戶隱私泄露，甚至給用戶帶來(lái)生命危險(xiǎn)。

五、總結(jié)

至此呢，我們就將物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)部分的OTA設(shè)備固件講完了，希望對(duì)其他童鞋有所幫助，也歡迎各路大神指點(diǎn)完善。

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作者：Kent，微信公眾號(hào)：Liuke2019

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