stm32 esp8266 ota升级-自建mqtt和文件服务器动态AB面升级
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文章目录
- stm32 esp8266 ota升级-自建mqtt和文件服务器动态AB面升级
-
- 环境介绍
-
- 硬件
- 软件
-
- qt bin文件处理工具：
- 文件服务：
- mqtt服务器
- app 程序
- BootLoader
- OTA常见方案
- stm32程序运行
- flash分区
- AB升级整体逻辑
- 上传固件到文件服务器
- app程序中主动发送mqtt消息触发升级
- app程序中解析mqtt升级指令
- BootLoader处理
- 升级串口提示信息
-
- 升级过程中
- 升级完成
- 升级成功后，已经从app B面启动
- 总结
本文通过自建mqtt和文件服务器，动态获取升级配置，然后进行AB面升级。有部分代码截图示例。
1.mqtt升级消息包含version，file_name ,host,port等字段，程序可根据这些字段，动态配置固件名，升级服务器和端口号。
2.升级所用的bin文件，是每隔512字节进行crc16校验，并将校验值插入其后，进而保证了数据传输的稳定性。
通过挂表2天2夜循环升级测试，该实现方案，稳定可靠。
环境介绍
硬件
- stm32F103系列flash要去128K以上；
- esp8266-01s
软件
qt bin文件处理工具：
用于生成crc校验后的bin文件，作为升级使用。
思路主要是对bin文件，每隔512字节进行crc16校验，并将两个字节的校验值，插入其后。
具体实现请参阅博文https://blog.csdn.net/a554521655/article/details/128455446
文件服务：
升级bin文件存储，http GET请求方式获取。
具体文件服务器搭建请参阅博文：https://blog.csdn.net/a554521655/article/details/128422637
mqtt服务器
用于mqtt消息管理和转发。
具体搭建（仅参考emqx部分即可），请参阅博文：https://blog.csdn.net/Apple_Coco/article/details/121500546
app 程序
mqtt消息订阅与发布，进行iot控制处理，如蜂鸣器、led、继电器等开发，温湿度传感器上报等，用户可根据自己产品在此app基础上进行改进。
升级处理：主要完成ota升级
BootLoader
引导启动app程序。主要判断从app A，app B和app facotry 哪个区启动；
OTA常见方案
请参考https://blog.csdn.net/zdavid_2018/article/details/109490846博文，感谢博主分享。
stm32程序运行
请参考https://www.elecfans.com/d/1802838.html，博文，感谢博主分享。
对于stm32初学开发者，需要会通过跳冒来配置自己需要的启动模式。
说明：一般我们使用JTAG或者SWD模式下载程序时，就是下载程序到内置的Flash里面，重启后也直接从这启动程序。
flash分区
采用AB面的升级方式，我们将flash分为5个区域，从低地址到高地址依次是 bootloader，env parameters，app A，app B，factory。
- bootloader：程序引导区域，根据环境参数，决定启动哪个区域的用户程序；
- env parameters：用于存储环境参数，主要有当前启动模式，启动是否正常，失败次数等；
- app A：用于程序A，也可理解为A面；
- app B：用户程序B，也可理解为B面；
- factory：产品出厂时的程序，可用于恢复出厂配置；
#define PageSize FLASH_PAGE_SIZE //page大小
#define Stm32_BaseAddr FLASH_BASE //stm32运行首地址
#define BootLoader_Size 0x2400U //BootLoader大小 9K
#define Env_Size 0x400U //环境变量大小 1K
#define Application_Size 0x9800U //app大小 38K
#define BootLoader_addr Stm32_BaseAddr //bootLoader的首地址
#define Env_addr (Stm32_BaseAddr+BootLoader_Size) //env addr
#define Application_A_Addr (Stm32_BaseAddr+BootLoader_Size+Env_Size) //appA首地址
#define Application_B_Addr (Stm32_BaseAddr+BootLoader_Size+Env_Size+Application_Size) //appB首地址
#define Factory_App_Addr (Stm32_BaseAddr+BootLoader_Size+Env_Size+Application_Size+Application_Size) //factory首地址
AB升级整体逻辑
上传固件到文件服务器
首先，对bin文件Iot4g.bin进行处理（每隔512字节进行crc16校验，并将两个字节的校验值，插入其后）。这里使用作者自己开发qt bin文件处理工具进行处理，软件界面如下。处理完成，将生成Iot4g-crc.bin。
然后，将Iot4g-crc.bin 文件上传到服务器。
app程序中主动发送mqtt消息触发升级
stm32 支持mqtt消息订阅和发布功能，这里订阅和发布话题
pubtopicBuzzer:qytech/mqtt/981071898424177441124234033/data/buzzer
subtopicBuzzer:qytech/mqtt/981071898424177441124234033/cmd/buzzer
pubtopicUpgrade:qytech/mqtt/981071898424177441124234033/data/upgrade
subtopicUpgrade:qytech/mqtt/981071898424177441124234033/cmd/upgrade
mqtt升级消息格式定义如下：
{
"type": "upgrade_firmware", //升级标识
"file_name": "Iot4g-crc.bin", //升级文件名
"version": "smartV1.1", //升级版本
"file_size": 708482, //升级文件大小，这里未使用，文件大小通过get请求获取
"url": "/", //升级文件服务器中路径
"host": "alyou.langtaotech.cn",//升级服务器
"port": "51802", //升级端口
"md5sum": "" //升级文件md5校验，未使用，这里对bin文件每隔512字节crc16校验
}
然后发送升级消息，进行升级
订阅话题qytech/mqtt/981071898424177441124234033/data/upgrade，会收到start upgrade提示。相应的升级成功和失败也会收到提示信息。
app程序中解析mqtt升级指令
解析收到的mqtt消息，提取出version，file_name ,host,port 等所需字段
通过获取的file_name ,host ,port 等信息，连接服务器，获取文件大小；
通过文件大小，计算分包下载所需包数，然后发送带Range字段的get请求进行bin文件分包下载
对接收的每包数据（这里是512+2字节crc16）的前512字节进行crc16计算，结果与包中后2字节对比，一致则写入flash中；
当所有整包数据接收完成后，处理最后不足整包的数据。思路与整包处理流程一致，这里不做说明。
BootLoader处理
读取环境变量env_info.appIndex，判断从哪个分区启动
升级串口提示信息
升级过程中
升级完成
升级成功后，已经从app B面启动
总结
自建mqtt和文件服务器，让大家自己掌握整个项目流程环节，不局限于某个平台。
bin文件crc校验处理，保证了数据传输的稳定性。
mqtt升级消息（version，file_name ,host,port等字段），程序可动态配置固件名，升级服务器和端口号，让升级更加灵活。