時榕茂

（上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所，上海 200120）

0 引言

船舶監(jiān)測系統(tǒng)主要用于對全船各機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)各種重要參數(shù)的測量和超限報警等，同時具有對各種重要設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程集中控制、區(qū)域監(jiān)控，對空壓冷水機(jī)等進(jìn)行健康管理及數(shù)據(jù)采集處理等功能，是一個控制測量、安全保護(hù)以及管理一體化的系統(tǒng)，主要安裝在集控臺。在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過程中由于計算機(jī)臺數(shù)比較多且比較分散，當(dāng)系統(tǒng)需要升級時，需要船上工作人員花費(fèi)大量的時間在不同的地點(diǎn)、不同的計算機(jī)設(shè)備上進(jìn)行逐個手工升級操作，這大大降低了工作效率。

隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，對于軟件系統(tǒng)交付給客戶之后的維護(hù)升級工作，也是一項(xiàng)非常重要的環(huán)節(jié)，功能需求的變化或提升往往需要對系統(tǒng)進(jìn)行升級維護(hù)。當(dāng)前船舶監(jiān)測系統(tǒng)主要采用C/S架構(gòu)，隨著軟件的推廣和用戶的增多，此架構(gòu)的軟件系統(tǒng)升級維護(hù)工作一直是困擾工作人員的主要難點(diǎn)。以往的升級維護(hù)操作手段通常采用人工手動升級，由工作人員將需要更新的文件放入移動硬盤中，通過手工復(fù)制到運(yùn)行文件夾中進(jìn)行升級操作。由于電腦比較分散，工作人員需要對多臺電腦在不同地點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)安裝。這種操作方法，在實(shí)際應(yīng)用中不僅需要耗費(fèi)大量的精力和時間，而且容易造成在升級過程中的一些操作不當(dāng)引起的功能不全或其他錯誤，對客戶的使用安全造成不利的影響，存在安全隱患。

軟件維護(hù)是軟件整個生命周期的不可或缺的重要環(huán)節(jié)［1］。基于傳統(tǒng)的人工手動升級操作方式的自動化效率太低，為了改善應(yīng)用軟件的可靠性和可適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)的自動升級就顯得尤為必要。為解決此問題在實(shí)際生產(chǎn)中帶來的困擾，本文主要闡述實(shí)現(xiàn)船舶監(jiān)測系統(tǒng)的自動更新方法和實(shí)現(xiàn)過程，并在實(shí)際生產(chǎn)中取得了非常好的使用效果。

1 軟件自動升級系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理

軟件自動升級的原理，主要涉及兩個程序，一個是主程序（即船舶監(jiān)測系統(tǒng)，簡稱F22P.exe），一個是升級程序（主要用于軟件自動升級，簡稱update.exe）。所有的版本更新升級均由升級程序完成。首先計算機(jī)開機(jī)后，升級程序自動啟動，升級程序啟動后通過協(xié)議讀取服務(wù)器中update.xml配置文件中的版本號，然后與客戶端的程序版本號信息進(jìn)行比較，如果版本號一致或客戶端版本號大于服務(wù)器中的文件版本號不需要進(jìn)行自動升級，反之，則需要對程序進(jìn)行更新，圖1為船舶監(jiān)測系統(tǒng)自動升級的流程圖。

圖1 船舶監(jiān)測系統(tǒng)自動升級流程

如果客戶端程序需要更新，對其進(jìn)行更新的詳細(xì)步驟如下：

（1）從服務(wù)端通過動態(tài)鏈接庫中的動態(tài)數(shù)組獲取需要下載更新的文件列表，下載文件列表到客戶端指定的臨時文件夾；

（2）檢查臨時文件夾中下載的文件是否為客戶端主程序更新所需的文件；

（3）檢查主程序是否啟動運(yùn)行，如果運(yùn)行則關(guān)閉主程序，或者主程序未運(yùn)行但是主程序進(jìn)程在運(yùn)行，則關(guān)閉進(jìn)程；

（4）備份主程序中的文件，將臨時文件夾中的所有文件替換到指定主程序的文件夾位置，覆蓋替換更新主程序文件；

（5）更新客戶端主程序文件中的版本號信息（主程序文件記錄在Version.txt中）；

（6）關(guān)閉升級程序，完成升級；

（7）重新啟動主程序。

1.1 配置服務(wù)端

在服務(wù)器上創(chuàng)建FTP服務(wù)站點(diǎn)，打開FTP服務(wù)的端口號，采用FTP傳輸協(xié)議，客戶端向服務(wù)器端發(fā)送連接，通過同時打開并監(jiān)聽同一打開的端口號建立數(shù)據(jù)連接，采用socket通信原理完成服務(wù)端和客戶端的通信，服務(wù)端的功能主要包含：軟件自動升級檢測系統(tǒng)的更新文件包、自動升級程序客戶端管理，其中更新軟件包中包含update.xml配置文件和需要更新升級的所有文件；自動升級程序客戶端管理主要記錄客戶端已經(jīng)升級的電腦和應(yīng)該升級而暫未升級的電腦，對于應(yīng)該升級而未升級的客戶端則不斷提示需要升級。

1.2 配置客戶端

用戶在客戶端安裝船舶監(jiān)測系統(tǒng)軟件后，在主程序安裝目錄下包含：主程序.exe、Version.txt（主要記錄版本信息）、lib文件夾（靜態(tài)庫，動態(tài)庫dll文件）、DATA文件夾（數(shù)據(jù)庫、各種圖元信息）、record文件夾（記錄日志文件）。

2 主要技術(shù)實(shí)現(xiàn)和編碼設(shè)計

2.1 文件下載

文件下載主要通過FTP文件傳輸協(xié)議，每次客戶端升級程序提出一個請求，服務(wù)器與客戶端通過控制連接相同的端口號建立一個數(shù)據(jù)連接，通過Socket實(shí)現(xiàn)文件的下載功能，通過downLoad?File（）方法下載文件，下面是此方法的部分代碼。

FileStream output=new FileStream（‘本地文件名’,FileMode.Open）;

Socket csocket=createDataSocket（）;//數(shù)據(jù)連接Socket

long offset=0;

offset=output.Length;

if（offset>0）

{

sendCommand（"REST"+offset）;

}

long npos=output.Seek（offset,SeekOrigin.Begin）;

sendCommand（"RETR"+remFileName）;

while（true）

{

bytes=csocket.Receive（buffer,buffer.Length,0）;

//接收指定的字節(jié)數(shù)存入緩沖區(qū)的位置

output.Write（buffer,0,bytes）;//輸出內(nèi)容

if（bytes<=0）

{

break;

}

}

output.Close（）;

if（csocket.Connected）

{

csocket.Close（）; //關(guān)閉數(shù)據(jù)連接

}

2.2 文件的備份

將升級文件替換到主程序文件之前，需要先將主程序文件備份到一個指定文件夾，可以更好地進(jìn)行系統(tǒng)版本的管理。對主程序進(jìn)行備份的主要步驟，首先遍歷主程序文件中所有的文件，把遍歷的文件存放在一個數(shù)組中，然后把所有的文件復(fù)制到備份文件中。

2.3 關(guān)閉主程序進(jìn)程

文件下載完畢后，自動升級文件需要更新替換主程序文件，如果主程序文件正在運(yùn)行，則不能進(jìn)行替換，必須先關(guān)閉主程序，升級程序首先遍歷找到該主程序進(jìn)程，然后強(qiáng)制關(guān)閉該進(jìn)程，主程序退出。

2.4 啟動主程序

升級文件完成對主程序文件的更新替換后，需要對主程序進(jìn)行重新啟動，這些操作需要升級程序執(zhí)行外部程序，本升級系統(tǒng)主要通過函數(shù)調(diào)用的方式打開主程序，可供參考的此類函數(shù)有很多個，本系統(tǒng)主要采用process.start（）方式。

2.5 配置服務(wù)器端配置文件

服務(wù)器端軟件配置文件update.xml，主要用來記錄程序的版本信息、軟件名稱、文件的更新日期、是否需要重新啟動應(yīng)用系統(tǒng)程序和需要重新啟動的主程序名稱。升級程序通過FTP協(xié)議從服務(wù)端獲取文件的最新的版本信息，與當(dāng)下客戶端主程序的版本信息進(jìn)行比較，若客戶端的當(dāng)前應(yīng)用版本號小于服務(wù)端版本號，則系統(tǒng)彈出提示框提示用戶軟件需要升級（圖2），點(diǎn)擊確定按鈕，則軟件升級程序根據(jù)協(xié)議，對服務(wù)器端的更新文件全部下載，下載更新后，重新啟動主程序。以下是服務(wù)端update.xml配置文件的配置信息。

圖2 系統(tǒng)更新提示

//需要升級的文件更新日期

//需要升級的程序版本號

//是否需要重新啟動程序

//需要重新啟動的程序名稱

2.6 客戶端文件和服務(wù)端的文件版本信息比較

通過方法讀取服務(wù)端的版本信息和客戶端的版本信息，以下是讀取服務(wù)端的版本信息代碼。

//獲取服務(wù)器端程序的版本號

WebClient wc=new WebClient（）;

Stream stream=wc.OpenRead（updateUrl）;

XmlDocument xmlDoc=new XmlDocument（）;

xml Doc.Load（stream）;//讀取XML配置文件

XmlNode list=xmlDoc.SelectSingleNode（"Update"）;

foreach（XmlNode node in list）

{

if（node.Name=="Soft"&&node.Attributes［"Name"］.Value.ToLower（）==SoftName.ToLower（））

{

foreach（XmlNode xml in node）

{

if（xml.Name=="Verson"）

newVerson=xml.InnerText;//讀取版本號

else

download=xml.InnerText;

}

}

}

以下是讀取客戶端的版本信息，讀取客戶端程序的版本號，客戶端版本號記錄在Version.txt文檔中，通過StreamReader讀取文檔中的版本號信息。

StreamReader sr=new StreamReader（path,Encoding.Default）;

stringver=sr.ReadLine（）;//讀取文檔中的版本號

//檢查是否需要更新

int tm=verso.CompareTo（newVerson）;

//比較客戶端版本號和服務(wù)器文件版本號

if（tm>=0）

isUpdate=false;

else

isUpdate=true;//執(zhí)行更新程序

對客戶端和服務(wù)端的版本信息進(jìn)行比較，如果客戶端版本信息大于服務(wù)端版本信息，則不進(jìn)行更新，反之則在客戶端界面彈出提示框，提醒用戶有新的版本信息需要進(jìn)行更新，點(diǎn)擊確定按鈕，更新程序利用FTP傳輸協(xié)議將需要更新的文件從服務(wù)器下載到本地指定的臨時文件夾下，然后，更新程序?qū)σ呀?jīng)下載的文件進(jìn)行檢驗(yàn)，確保所下載文件屬于主程序升級所需要文件；最后完成文件替換，首先將待更新文件打包備份到指定文件位置，然后將臨時文件夾中的文件移動到主程序所在目錄下覆蓋更新，同時更新客戶端的主程序版本信息與服務(wù)器中的版本信息一致，重新啟動主程序即完成升級工作。

3 結(jié)語

本文根據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、配置文件、C/S架構(gòu)等技術(shù)，通過比較客戶端系統(tǒng)版本號和服務(wù)端文件版本號，實(shí)現(xiàn)船舶監(jiān)測系統(tǒng)的自動升級工作。自動升級系統(tǒng)的使用既節(jié)約大量的人員，也減少了船上工作人員的工作量，提高了工作效率，目前取得了較好的使用效果。與傳統(tǒng)的系統(tǒng)升級技術(shù)相比，本文所描述的自動升級系統(tǒng)具有成本低廉、出錯率低、效率高等特點(diǎn)，具有很高的生產(chǎn)使用價值，并且對系統(tǒng)采用版本控制的集中管理方式，使系統(tǒng)具有更好的可維護(hù)性，為研究其他船舶軟件的升級維護(hù)提供參考價值。