前言

當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，Over-the-Air（OTA）技術(shù)正日益成為各種設(shè)備的關(guān)鍵要素。這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，為設(shè)備提供遠(yuǎn)程更新、配置和管理的能力，從而推動(dòng)了設(shè)備維護(hù)的靈活性和便捷性。
OTA技術(shù)在固件更新方面發(fā)揮著重要作用。以智能手機(jī)為例，用戶無(wú)需通過(guò)繁瑣的物理連接，便能輕松獲取并安裝最新的操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序版本。這種遠(yuǎn)程更新不僅節(jié)省了用戶時(shí)間，還使得設(shè)備制造商能夠快速推出修復(fù)漏洞、改進(jìn)性能或引入新功能的更新?；叶壬?jí)機(jī)制更是為此提供了額外的保障，通過(guò)逐步擴(kuò)大推廣范圍，確保新版本的穩(wěn)定性。
OTA技術(shù)還支持對(duì)設(shè)備配置的遠(yuǎn)程更新。這意味著設(shè)備的行為和設(shè)置可以在無(wú)需用戶介入的情況下進(jìn)行調(diào)整。制造商或開發(fā)人員可以通過(guò)OTA更新，調(diào)整設(shè)備的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制或優(yōu)化性能，為用戶提供更好的使用體驗(yàn)。
OTA技術(shù)必須采取一系列措施以確保數(shù)據(jù)的安全傳輸。加密、認(rèn)證和其他安全協(xié)議的使用成為保障OTA更新安全性的重要手段。這有助于防范潛在的惡意攻擊，保護(hù)設(shè)備免受不良影響。

一.OTA技術(shù)

OTA技術(shù)是指“Over-the-Air（OTA）”技術(shù)，它是一種通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，更新、升級(jí)或配置設(shè)備軟件的方法。OTA技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備，包括智能手機(jī)、汽車、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和其他嵌入式系統(tǒng)。

以下是OTA技術(shù)的一些主要方面：

1. 遠(yuǎn)程固件更新： OTA技術(shù)允許設(shè)備制造商或開發(fā)人員通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向設(shè)備分發(fā)新的固件或軟件更新。這使得設(shè)備可以在不需要物理連接的情況下保持最新狀態(tài)，提供修復(fù)漏洞、改進(jìn)性能或添加新功能的能力。

2. 配置更新： 除了固件更新，OTA技術(shù)還可以用于遠(yuǎn)程更新設(shè)備的配置信息。這意味著設(shè)備的行為和設(shè)置可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整，而無(wú)需用戶干預(yù)或物理接觸設(shè)備。

3. 安全性： OTA更新通常需要采取安全措施，以確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)受到保護(hù)，并防止惡意攻擊。這可能涉及加密、認(rèn)證和其他安全協(xié)議的使用。

4. 灰度升級(jí)： OTA技術(shù)通常支持漸進(jìn)式升級(jí)，即將新的固件或軟件版本首先推送給一小部分用戶，以確保穩(wěn)定性和避免可能的問(wèn)題，然后再逐步擴(kuò)大推廣范圍。

5. 設(shè)備管理： OTA技術(shù)還可以用于設(shè)備管理，包括監(jiān)視設(shè)備的狀態(tài)、診斷問(wèn)題和執(zhí)行遠(yuǎn)程命令。

總體而言，OTA技術(shù)為設(shè)備的維護(hù)、升級(jí)和管理提供了更加靈活和便捷的方式，減少了用戶與設(shè)備之間的物理接觸，并提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性和安全性。

1.1 什么是OTA？

OTA（Over-The-Air，空中下載技術(shù)）是一種無(wú)線傳輸技術(shù)，用于在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間進(jìn)行遠(yuǎn)程更新和配置。OTA指的是通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)遠(yuǎn)程更新或升級(jí)嵌入式系統(tǒng)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(jìn)后的性能、安全補(bǔ)丁或其他更改推送到嵌入式設(shè)備，而無(wú)須物理接觸設(shè)備或用戶手動(dòng)干預(yù)。

·OTA簡(jiǎn)化了設(shè)備的更新和維護(hù)過(guò)程。傳統(tǒng)的軟件更新方法通常需要用戶將設(shè)備帶到服務(wù)中心或使用有線連接進(jìn)行更新，這既耗時(shí)又麻煩。而OTA技術(shù)則允許設(shè)備自動(dòng)接收并安裝更新，大大節(jié)省了時(shí)間和精力。
·OTA技術(shù)提高了設(shè)備的可靠性和安全性。通過(guò)定期更新設(shè)備軟件，可以修復(fù)潛在的安全漏洞和性能問(wèn)題，從而降低設(shè)備被攻擊和損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
·OTA技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷和故障排除，幫助用戶更快地解決問(wèn)題。

在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，OTA技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備，如智能家居、智能城市、工業(yè)自動(dòng)化等。

二.OTA方案的特點(diǎn)

面對(duì)遠(yuǎn)程更新所面臨的挑戰(zhàn)，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)遠(yuǎn)程更新方案需要具有如下特點(diǎn)。

1.時(shí)間短、效率高

物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)盡可能減少遠(yuǎn)程升級(jí)的時(shí)間，提高升級(jí)效率。
·通過(guò)控制升級(jí)包的大小，采用差分分組來(lái)降低升級(jí)包的大小，減少遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間。
·通過(guò)模塊內(nèi)升級(jí)提高升級(jí)的靈活度。
·增加斷點(diǎn)續(xù)傳功能，避免終端故障或通信中斷造成的數(shù)據(jù)重傳，減少數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間。

2.合理使用無(wú)線資源，提升終端更新的服務(wù)效率

為了提升無(wú)線資源的使用效率，終端遠(yuǎn)程更新服務(wù)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)多任務(wù)的并發(fā)，一個(gè)任務(wù)對(duì)應(yīng)一次遠(yuǎn)程更新計(jì)劃，其中包含一組待更新的遠(yuǎn)程終端。同時(shí)，為了保障同一無(wú)線區(qū)域中其他終端業(yè)務(wù)的正常使用，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)對(duì)進(jìn)行更新操作的終端數(shù)量進(jìn)行限制。
高可靠性

3.高可靠性是為了保障終端更新的效率。

·遠(yuǎn)程更新的管理和控制要精細(xì)、準(zhǔn)確、智能化。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)能根據(jù)具體終端的狀態(tài)進(jìn)行有效性檢查（如版本、文件類型、升級(jí)包大小等），然后再觸發(fā)終端遠(yuǎn)程更新流程。
·通過(guò)引入狀態(tài)機(jī)的機(jī)制、對(duì)遠(yuǎn)程更新過(guò)程實(shí)施控制并實(shí)現(xiàn)異常處理，能夠保障端云間控制的協(xié)同，降低遠(yuǎn)程更新操作的風(fēng)險(xiǎn)。
·在遠(yuǎn)程升級(jí)過(guò)程中，為了避免升級(jí)包數(shù)據(jù)可能出錯(cuò)或丟失，要考慮使用升級(jí)包的校驗(yàn)機(jī)制來(lái)確保升級(jí)包的完整性，使用可靠的傳輸協(xié)議保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，并使用物?lián)網(wǎng)平臺(tái)的重試策略保證傳輸和升級(jí)過(guò)程的穩(wěn)定性。

4.通用性

通用性是指物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)接入的不同領(lǐng)域、不同種類的異構(gòu)終端應(yīng)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(yuǎn)程更新的維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)用戶的自服務(wù)、自管理，以及對(duì)異構(gòu)終端的規(guī)?；?。

·終端遠(yuǎn)程更新方案需要做到控制流和業(yè)務(wù)流的分離,控制流不受終端所處環(huán)境的影響。
·控制流采用標(biāo)準(zhǔn)、開放的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議承載，保證技術(shù)方案的可實(shí)施性。
·兼容升級(jí)包，并支持業(yè)務(wù)流的個(gè)性化升級(jí)，而且支持第三方差分服務(wù)商提供的差分包升級(jí)服務(wù)。

三.OTA系統(tǒng)的參考架構(gòu)和服務(wù)流程

物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)遠(yuǎn)程更新系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由服務(wù)端和終端兩部分組成。

遠(yuǎn)程更新服務(wù)端是物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的一個(gè)功能模塊，主要實(shí)現(xiàn)用戶自服務(wù)和遠(yuǎn)程更新的管理控制功能。用戶自服務(wù)是指用戶通過(guò)門戶方式進(jìn)行遠(yuǎn)程更新任務(wù)的制定和遠(yuǎn)程更新狀態(tài)的查詢。任務(wù)制定內(nèi)容包括更新版本、升級(jí)包、待升級(jí)終端組和更新策略等;遠(yuǎn)程更新管理包括更新的觸發(fā)、升級(jí)包下載和安裝控制，以及下載和安裝失敗時(shí)的策略執(zhí)行控制。

升級(jí)包的生成和下載在服務(wù)端完成，并支持兩種方式：

一種是物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為待升級(jí)的終端提供下載服務(wù)，這種方式是用戶通過(guò)門戶上傳升級(jí)包，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)負(fù)責(zé)升級(jí)包的管理；

另一種是第三方差分服務(wù)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(wù)時(shí)需要選擇第三方差分服務(wù)器的訪問(wèn)地址。

無(wú)論是哪種方式，服務(wù)端和終端都要支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳功能。

遠(yuǎn)程更新時(shí)，終端需要根據(jù)服務(wù)端的指示來(lái)下載、安裝升級(jí)包并上報(bào)安裝結(jié)果。終端下載應(yīng)支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳功能和升級(jí)包的校驗(yàn)功能。終端安裝應(yīng)支持安裝和容錯(cuò)功能，容錯(cuò)是指終端在安裝階段對(duì)故障進(jìn)行隔離和處理，以確保安裝失敗時(shí)不影響終端的正常運(yùn)行。

遠(yuǎn)程更新服務(wù)流程包括更新任務(wù)制定、更新觸發(fā)、升級(jí)包下載和安裝4個(gè)階段。

四.一書讀懂物聯(lián)網(wǎng)：基礎(chǔ)知識(shí)+運(yùn)行機(jī)制+工程實(shí)現(xiàn)【文末送書-11】

非專業(yè)人士也可以讀懂的物聯(lián)網(wǎng)硬核科普讀物

物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息革命浪潮，是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。當(dāng)前，隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展以及各種新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

然而，由于物聯(lián)網(wǎng)涉及的技術(shù)和概念相當(dāng)復(fù)雜，因此很多人依然對(duì)物聯(lián)網(wǎng)不明就里。作為一本物聯(lián)網(wǎng)深度科普性質(zhì)的圖書，本書站在全局的角度，采用系統(tǒng)化架構(gòu)的思維，以數(shù)據(jù)處理為主線，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)、運(yùn)行機(jī)制和工程實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本書最后還介紹了與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的一些熱門話題。

本書可供物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)人員閱讀，還可作為計(jì)算機(jī)、電子工程、通信工程等相關(guān)專業(yè)的參考用書。

本書作者都是物聯(lián)網(wǎng)業(yè)內(nèi)的資深從業(yè)者：

曹洪偉
全棧架構(gòu)師，曾擔(dān)任百度DuerOS首席布道師、渡鴉科技CTO，并且是百度第一款智能音箱產(chǎn)品的主要技術(shù)負(fù)責(zé)人之一。目前就職于聯(lián)想諾諦智能，從事大模型應(yīng)用研究。具有20多年電信和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的軟硬件研發(fā)與產(chǎn)品管理工作經(jīng)驗(yàn)，先后服務(wù)于北電網(wǎng)絡(luò)、斯倫貝謝、美國(guó)高通等世界500強(qiáng)企業(yè)，后以CTO/合伙人身份連續(xù)創(chuàng)業(yè)。

潘維
阿里巴巴天貓精靈智能音箱產(chǎn)品線（無(wú)屏方向）的負(fù)責(zé)人，曾任百度智能家居硬件終端負(fù)責(zé)人。具有15年的消費(fèi)電子及通信行業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，熟悉手機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品終端軟硬件的開發(fā)。專注于人工智能軟硬件產(chǎn)品研究，先后參與了小度智能音箱、阿里巴巴天貓精靈等AI產(chǎn)品及相關(guān)算法的產(chǎn)品落地和商業(yè)化過(guò)程。

韓冬
中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)資深標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目管理負(fù)責(zé)人，從事通信標(biāo)準(zhǔn)化工作20余年，自2008年起專注于無(wú)線通信領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作，組織并協(xié)調(diào)完成我國(guó)3G、4G、5G通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)500余項(xiàng)，涵蓋移動(dòng)通信基站、終端、無(wú)線接入、蜂窩物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全與加密、邊緣計(jì)算、綠色節(jié)能、衛(wèi)星通信、天饋系統(tǒng)等多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域。長(zhǎng)期跟蹤全球移動(dòng)通信前沿技術(shù)的發(fā)展，并持續(xù)關(guān)注我國(guó)移動(dòng)通信技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)向。

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