2020年，特斯拉發布過一次OTA更新，車主可以通過這次系統更新獲得座椅加熱功能。當時，這則新聞震驚了車圈和所有車主，彼時的大家還沒有把汽車當作可以“升級”的智能設備。 如今3年過去了，車主對各家車企的OTA升級早已見怪不怪。 在智能設備早已普及的今天，大家對“軟件升級”這個概念已經非常熟悉： 軟件可以升級、個人電腦可以升級、手機系統可以升級…… 但對于物聯網（IoT）設備的升級，大家也許還會感到陌生和好奇。為什么原本不具備加熱功能的座椅或方向盤，僅通過一次軟件升級，就能獲得新功能呢？ 這就要引出我們今天的主角——OTA。 ?

什么是OTA？

OTA（Over-The-Air，空中下載技術）是一種無線傳輸技術，用于在物聯網設備之間進行遠程更新和配置。OTA指的是通過無線通信網絡來遠程更新或升級嵌入式系統中的軟件或固件。OTA 更新是一種方便的方法，用于將新功能、改進后的性能、安全補丁或其他更改推送到嵌入式設備，而無須物理接觸設備或用戶手動干預。

·OTA簡化了設備的更新和維護過程。傳統的軟件更新方法通常需要用戶將設備帶到服務中心或使用有線連接進行更新，這既耗時又麻煩。而OTA技術則允許設備自動接收并安裝更新，大大節省了時間和精力。 ·OTA技術提高了設備的可靠性和安全性。通過定期更新設備軟件，可以修復潛在的安全漏洞和性能問題，從而降低設備被攻擊和損壞的風險。

·OTA技術可以實現遠程診斷和故障排除，幫助用戶更快地解決問題。

在物聯網領域，OTA技術被廣泛應用于各種設備，如智能家居、智能城市、工業自動化等。

OTA方案的特點

面對遠程更新所面臨的挑戰，物聯網平臺遠程更新方案需要具有如下特點。

時間短、效率高

物聯網平臺應盡可能減少遠程升級的時間，提高升級效率。 ·通過控制升級包的大小，采用差分分組來降低升級包的大小，減少遠程網絡傳輸時間。 ·通過模塊內升級提高升級的靈活度。

·增加斷點續傳功能，避免終端故障或通信中斷造成的數據重傳，減少數據傳輸時間。

合理使用無線資源，提升終端更新的服務效率

為了提升無線資源的使用效率，終端遠程更新服務應該實現多任務的并發，一個任務對應一次遠程更新計劃，其中包含一組待更新的遠程終端。同時，為了保障同一無線區域中其他終端業務的正常使用，物聯網平臺應對進行更新操作的終端數量進行限制。

高可靠性

高可靠性是為了保障終端更新的效率。 ·遠程更新的管理和控制要精細、準確、智能化。物聯網平臺應能根據具體終端的狀態進行有效性檢查（如版本、文件類型、升級包大小等），然后再觸發終端遠程更新流程。 ·通過引入狀態機的機制、對遠程更新過程實施控制并實現異常處理，能夠保障端云間控制的協同，降低遠程更新操作的風險。

·在遠程升級過程中，為了避免升級包數據可能出錯或丟失，要考慮使用升級包的校驗機制來確保升級包的完整性，使用可靠的傳輸協議保證數據傳輸的可靠性，并使用物聯網平臺的重試策略保證傳輸和升級過程的穩定性。

通用性

通用性是指物聯網平臺接入的不同領域、不同種類的異構終端應該使用相同的終端更新流程。這樣可以最大限度地降低終端遠程更新的維護成本，實現用戶的自服務、自管理，以及對異構終端的規模化更新。 ·終端遠程更新方案需要做到控制流和業務流的分離,控制流不受終端所處環境的影響。 ·控制流采用標準、開放的國際標準協議承載，保證技術方案的可實施性。

·兼容升級包，并支持業務流的個性化升級，而且支持第三方差分服務商提供的差分包升級服務。

OTA系統的參考架構和服務流程

物聯網云平臺遠程更新系統的結構由服務端和終端兩部分組成。

物聯網云平臺遠程更新系統的結構

遠程更新服務端是物聯網平臺的一個功能模塊，主要實現用戶自服務和遠程更新的管理控制功能。用戶自服務是指用戶通過門戶方式進行遠程更新任務的制定和遠程更新狀態的查詢。任務制定內容包括更新版本、升級包、待升級終端組和更新策略等;遠程更新管理包括更新的觸發、升級包下載和安裝控制，以及下載和安裝失敗時的策略執行控制。

升級包的生成和下載在服務端完成，并支持兩種方式：

一種是物聯網平臺為待升級的終端提供下載服務，這種方式是用戶通過門戶上傳升級包，物聯網平臺負責升級包的管理；

另一種是第三方差分服務器提供差分分組的生成和下載，在這種方式下，用戶在制定任務時需要選擇第三方差分服務器的訪問地址。

無論是哪種方式，服務端和終端都要支持斷點續傳功能。

遠程更新時，終端需要根據服務端的指示來下載、安裝升級包并上報安裝結果。終端下載應支持斷點續傳功能和升級包的校驗功能。終端安裝應支持安裝和容錯功能，容錯是指終端在安裝階段對故障進行隔離和處理，以確保安裝失敗時不影響終端的正常運行。

遠程更新服務流程包括更新任務制定、更新觸發、升級包下載和安裝4個階段。

OTA服務流程示意圖

結語

在物聯網領域，OTA技術被廣泛應用于各種設備，如智能家居、智能城市、工業自動化等。 然而，OTA技術也面臨一些挑戰： 第一，由于設備種類繁多，不同設備可能需要不同的OTA技術和協議。這需要開發者針對不同的設備和應用場景進行定制化開發，增加了開發和維護成本。

第二，OTA技術的安全性和可靠性也需要考慮。如果OTA更新過程中出現錯誤或中斷，可能會導致設備無法正常工作或數據丟失。

總的來說，OTA技術為物聯網設備提供了更高效、更安全的更新和維護方式。雖然它面臨一些挑戰，但隨著技術的不斷發展和改進，我們相信OTA將在未來發揮更大的作用。

審核編輯：黃飛

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