IoT物聯網技術 - IoT 物聯網設備該如何選擇固件升級 OTA ？－鑽石舞台

根據IDC的一份最新報告，到2025年，將有416億台物聯網設備，產生79.4 zetb的數據。連接的設備相互通信，傳輸數據集，並在單個生態系統中工作。為了有效地做到這一點，還需要定期更新，就像筆記本電腦和手機一樣。

但是，為智能設備提供語音的嵌入式系統的更新並不局限於用新的副本覆蓋文件。這是一個複雜的端到端機制，必須保持一致和無縫:用戶不希望直接參與打補丁、修復和增強設備的過程。

空中下載技術(OTA)更新可以實現高效的遠程操作，但也有一系列新的挑戰需要我們考慮。

01.

什麼是 OTA ？

空中下載技術 OTA（Over-the-Air Technology）是通過移動通信的空中接口實現對移動終端設備及SIM卡數據進行遠程管理的技術。經過公網多年的應用與發展，已十分成熟，網絡運營商通過OTA技術實現SIM卡遠程管理，還能提供移動化的新業務下載功能。過移動或蜂窩網絡下載應用程序、服務和配置的能力。其發生在「空中」，即無需將給定設備連接到另一個設備來安裝更新。

在嵌入式開發中，OTA機制意味着通過Wi-Fi、移動寬帶和設備操作系統中的內置功能，定期更新與互聯網相連的硬件，包括新的設置、軟件和/或固件。OTA機制在物聯網應用開發中發揮着不可或缺的作用，包括:* 固件在線更新(FOTA)該技術被用於硬件部件，如汽車工業中ADAS系統的電子控制單元(ecu)。例如，特斯拉通過FOTA更新，在其汽車上使用了新的補丁和功能，比如先進的自動駕駛儀。*軟件在線更新(SOTA)這些包括安全補丁、軟件更新和新的功能實現：更新智能汽車的導航地圖和信息娛樂屏幕、聯網家庭的智能計量和智能供暖等。*配置在線更新(COTA)該技術用於設備運行參數的在線更新、軟件更新和新的功能實現：更新智能汽車的導航地圖和信息娛樂屏幕、聯網家庭的智能計量和智能供暖等。

02.

為什麼需要 OTA ？

提高安全性和合規性。OTA機制允許開發者通過網絡修補已知的漏洞，而不是召回設備。此外，還確保更快、更經濟有效地遵守不斷演變的法律和監管責任。

維護成本降低。當在現場部署大量設備時，無法確保定期手動更新。OTA系統可以通過單一統一界面實現無縫更新，以替代成本高、耗時長的現場服務。

持續改進。OTA更新允許製造商不斷修改其連接的系統，修復錯誤並提高產品性能，即使它們在生產線上或在消費者手中。這種方法消除了召回和親自維護，並提供了競爭優勢。通過這種方式，無需等待在新一批設備中加入新功能。

額外的收入來源。原始設備製造商(oem)可以在發布後通過OTA更新實現附加組件，而無需物理訪問需要升級的固件。

降低運營成本。根據Stout Risius Ross的報告，軟件問題占全行業召回的15%。OTA技術簡化了軟件升級和修復，據IHS Automotive預測，該技術能夠為企業節省超過350億美元的運營成本。

03.

OTA 有哪些挑戰？

失敗的OTA機制相關的最著名的醜聞之一發生在2017年。Airbnb將損壞的軟件更新部署到不正確的設備——該設備是該企業出租物業使用的智能鎖的早期版本。設備無法運行，無法接收另一個OTA更新來解決這個問題。該系統的功能不包括自動回退功能，這使得租客無法進入公寓。由於這次事故，必須由供應商手動更新鎖。

都說OTA更新改善了連接設備，那為什麼還是經常聽到關於設備無法運行、更新出現故障以及汽車警報器被劫持的恐怖故事？

首先情境意識。對於某些設備，如聯網汽車或用於醫療手段的設備，任何修改都會帶來一定程度的風險。因此在OTA之前需要反覆測試升級包，確保升級程序正常運行。

其次，升級策略的制定。比如當系統在設備執行關鍵任務時，發送和接受固件OTA更新有可能會產生設備無法啟動，比如早期汽車行駛過程中不小心出發OTA更新而被迫停在馬路上長時間等待更新進程。

再者，OTA還需要有完善的安全策略。比如說升級失敗自動回滾到早期版本，再比如OTA升級過程中的安全問題。通過加密、驗簽等安全機制，避免黑客侵入更新過程，注入惡意代碼，接管設備等風險。

與OTA升級過程的安全性有關的3個主要挑戰包括：

⑴身份驗證：數據必須從受信任的服務器發送到客戶端

⑵保密性：必須將傳輸中數據的訪問權限授予預定數量的用戶

⑶完整性：傳輸的更新不應該被破壞。

最後，物聯網規模化部署帶來的挑戰，如：眾多設備近距共終端和龐大數量的設備互連。隨着連接設備數量的不斷增加，OTA系統必須能夠適應不斷增長的需求，並為成百上千甚至數百萬的設備提供信息。

隨着物聯網技術的發展，沒有一個萬能的解決方案，因為每個物聯網系統都有自己的一套要求和約束。一個有經驗的團隊會優化OTA系統，以解決這些問題，並提供有效的OTA解決方案。

往期推薦

☞ IDC中國2022年IoT物聯網平台評估報告