【应用】艾拉比推出智能表计OTA解决方案，仅需为MCU烧录ELB固件，搭配对应模块即可实现升级

时间： 2022-08-10 来源：艾拉比

虽然智能表计行业目前渗透率还比较低，但是基于政策、需求、技术等几个利好的消息，当前智能表计行业处于高速增长期的起点。国信证券的行业报告中指出，在政策端，国家推动加快水表，气表，热表，电表更新换代；在需求端，水务、燃气公司对存量机械表和 IC 表有强烈的智能化替换需求；在技术端，NB-IoT技术和产业链的成熟为NB-IoT智能表的广泛部署提供条件，也推动行业格局进一步集中。

我国表计行业经历了从机械表到智能表的演变，而智能表也经历了从预付费智能表（IC卡预付费表）再到智能远传表进而逐步进化到电子表的演变。当前，我国表计市场处在普通机械表、智能表共存的局面。智能远传表相比IC卡预付费表来说，可实现远程抄表、远程阀控、故障检测、异常报警等功能。智能表计是对传统机械表计的替代，将机械刻度表度数数据化，并通过内置无线通信模块接入网络，向电网、水务、燃气、供热企业的数据中心提供用户的使用数据，实现远程抄表、动态监测、资源优化配置等目标。

目前我国四大表智能化水平差异较大，其中，根据智能电表的渗透率最高，超过90%；智能燃气表渗透率约50%，仍有一半市场被传统膜式燃气表所占据；智能水表下游水务公司客户分散，当前渗透率较低，约30%；智能热量表市场主要集中于黑龙江、吉林、辽宁等北方15个供暖地区，季节性明显，渗透率也较低。以智能燃气表和智能水表为代表的智能表计市场是当年NB-IoT技术应用成熟且发展最迅速的应用场景。

行业痛点

随着行业迅猛发展，行业对于OTA升级功能需求迫切，但OTA升级算法研发难度大，自主研发困难。同时，部分现有的智能表计受限于硬件资源，无法直接使用OTA升级功能，如果换用资源丰富的主控芯片也将显著提高产品成本。

在FOTA升级的过程中，行业客户同样存在着一些问题。如芯片各自实现OTA升级方案，碎片化严重。升级容错率低，一旦主控升级失败，则整机变砖。艾拉比整理了行业在OTA时面临的问题：

芯片各自实现OTA升级方案，碎片化严重
主控升级失败，整机则变砖
差分算法在不同芯片上实现不同
串口通讯传输大固件包不稳定
模块无法感知主控的升级状态机
各芯片硬件资源为最大化使用
主控升级频次高但资源更受限，加OTA需要硬件成本
版本管理混乱，运维时才发现有依赖关联
远场、近场、线刷等多种场景需融合考虑
NB-IoT模块被MCU直接下电导致OTA业务不持续

艾拉比OTA解决方案

面向不同的智能表计行业客户，以及差异化的应用场景，艾拉比可提供多样化的解决方案：

一、芯片级解决方案

针对单个芯片的升级方案，艾拉比推出标准化产品UB（Upgrade Bootloader）。UB是面向MCU的独立标准化bootloader程序，类似于android的recovery或者Linux的UBoot。用户根据选定的MCU型号和基本信息，通过界面化工具直接生成。使用NB-IoT模组+MCU作为硬件方案，需要升级MCU上的主控应用程序，NB-IoT模组只做数据透传。

UB FOTA方案组成：
MCU烧录艾拉比ELB固件，在应用层集成平台下载程序，其中对网络调用通过NB-IoT模块的AT指令完成。NB-IoT模块只进行数据透传实现网络连接。NB-IoT包含应用和历史数据、配置数据等区域，升级过程只升级应用区域，数据区不做任何改变。差分包也可以通过红外/蓝牙等模块近场传输到表计中，避免拆机等工作。

（Bootloader在线制作工具）

使用方法：

将生成的UB通过夹具/烧录器等烧录至MCU内部Flash的Bootloader区域或者独立的一个子系统分区。
使用NB-IoT模块+MCU作为硬件方案，需要升级MCU上的主控程序，NB-IoT模块只做透传。

二、整机级解决方案
艾拉比深入行业客户，结合着设备的硬件构成及资源情况，推出整机级升级OpenFOTA方案。OpenFOTA方案旨在借用硬件资源较丰富的模组的FOTA能力来升级主控MCU的应用程序。

OpenFOTA方案设备端构成如上图所示，主控处理器MCU烧录艾拉比ELB固件，该固件是图形化配置生成，其中包含与模组进行OTA业务交互的UP程序以及MCU的轻量级Bootloader引导程序和相关保护机制，而在模组中已经预先集成了艾拉比的UA差分算法、UP程序、交互逻辑接口等。

终端客户在使用的时候只需要为MCU烧录ELB固件，然后搭配对应的模块即可，几乎不需要再为如何实现FOTA而烦恼，只管验证和使用。

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