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ESP32學習筆記（24）——OTA(空中升級)介面使用（原生API）

2021-06-13 08:32:53 其他

一、概述

ESP32應用程式可以在運行時通過Wi-Fi或以太網從特定的服務器下載新映像，然后將其閃存到某些磁區中，從而進行升級，

在ESP-IDF中有兩種方式可以進行空中(OTA)升級:

  • 使用 app_update 組件提供的原生API
  • 使用 esp_https_ota 組件提供的簡化API，它在原生OTA API上添加了一個抽象層，以便使用HTTPS協議進行升級，

分別在 native_ota_example 和 simple_ota_example 下的OTA示例中演示了這兩種方法，

1.1 OTA作業流程

1.2 OTA資料磁區

ESP32 SPI Flash 內有與升級相關的（至少）四個磁區：OTA data、Factory App、OTA_0、OTA_1，其中 FactoryApp 記憶體有出廠時的默認韌體，

首次進行 OTA 升級時，OTA Demo 向 OTA_0 磁區燒錄目標韌體，并在燒錄完成后，更新 OTA data 磁區資料并重啟，

系統重啟時獲取 OTA data 磁區資料進行計算，決定此后加載 OTA_0 磁區的韌體執行（而不是默認的 Factory App 磁區內的韌體），從而實作升級，

同理，若某次升級后 ESP32 已經在執行 OTA_0 內的韌體，此時再升級時 OTA Demo 就會向 OTA_1 磁區寫入目標韌體，再次啟動后，執行 OTA_1 磁區實作升級，以此類推，升級的目標韌體始終在 OTA_0、OTA_1 兩個磁區之間互動燒錄，不會影響到出廠時的 Factory App 韌體，

為了簡單起見，OTA示例通過在menuconfig中啟用CONFIG_PARTITION_TABLE_TWO_OTA選項來選擇預定義的磁區表，該選項支持三個應用程式磁區:工廠磁區、OTA_0磁區和OTA_1磁區，有關磁區表的更多資訊，請參閱磁區表.

二、API說明

以下 OTA 介面位于 app_update/include/esp_ota_ops.h，

2.1 esp_ota_begin

2.2 esp_ota_write

2.3 esp_ota_end

2.4 esp_ota_set_boot_partition

2.5 esp_ota_get_boot_partition

2.6 esp_ota_get_running_partition

2.7 esp_ota_get_next_update_partition

三、編程流程

3.1 OTA詳細程序邏輯

3.2 OTA磁區操作流程


節選自 esp-idf\examples\system\ota\native_ota_example 中的例程

static void ota_example_task(void *pvParameter)
{
    esp_err_t err;
    /* update handle : set by esp_ota_begin(), must be freed via esp_ota_end() */
    esp_ota_handle_t update_handle = 0 ;
    const esp_partition_t *update_partition = NULL;

    ESP_LOGI(TAG, "Starting OTA example");
    //獲取OTA app存放的位置
    const esp_partition_t *configured = esp_ota_get_boot_partition();
    //獲取當前系統執行的韌體所在的Flash磁區
    const esp_partition_t *running = esp_ota_get_running_partition();

    if (configured != running) {
        ESP_LOGW(TAG, "Configured OTA boot partition at offset 0x%08x, but running from offset 0x%08x",
                 configured->address, running->address);
        ESP_LOGW(TAG, "(This can happen if either the OTA boot data or preferred boot image become corrupted somehow.)");
    }
    ESP_LOGI(TAG, "Running partition type %d subtype %d (offset 0x%08x)",
             running->type, running->subtype, running->address);

    esp_http_client_config_t config = {
        .url = CONFIG_EXAMPLE_FIRMWARE_UPG_URL,
        .cert_pem = (char *)server_cert_pem_start,
        .timeout_ms = CONFIG_EXAMPLE_OTA_RECV_TIMEOUT,
    };

#ifdef CONFIG_EXAMPLE_FIRMWARE_UPGRADE_URL_FROM_STDIN
    char url_buf[OTA_URL_SIZE];
    if (strcmp(config.url, "FROM_STDIN") == 0) {
        example_configure_stdin_stdout();
        fgets(url_buf, OTA_URL_SIZE, stdin);
        int len = strlen(url_buf);
        url_buf[len - 1] = '\0';
        config.url = url_buf;
    } else {
        ESP_LOGE(TAG, "Configuration mismatch: wrong firmware upgrade image url");
        abort();
    }
#endif

#ifdef CONFIG_EXAMPLE_SKIP_COMMON_NAME_CHECK
    config.skip_cert_common_name_check = true;
#endif

    esp_http_client_handle_t client = esp_http_client_init(&config);
    if (client == NULL) {
        ESP_LOGE(TAG, "Failed to initialise HTTP connection");
        task_fatal_error();
    }
    //連http服務器
    err = esp_http_client_open(client, 0);
    if (err != ESP_OK) {
        ESP_LOGE(TAG, "Failed to open HTTP connection: %s", esp_err_to_name(err));
        esp_http_client_cleanup(client);
        task_fatal_error();
    }
    esp_http_client_fetch_headers(client);

    //獲取當前系統下一個（緊鄰當前使用的OTA_X磁區）可用于燒錄升級韌體的Flash磁區
    update_partition = esp_ota_get_next_update_partition(NULL);
    ESP_LOGI(TAG, "Writing to partition subtype %d at offset 0x%x",
             update_partition->subtype, update_partition->address);
    assert(update_partition != NULL);

    int binary_file_length = 0;
    /*deal with all receive packet*/
    bool image_header_was_checked = false;
    while (1) {
        int data_read = esp_http_client_read(client, ota_write_data, BUFFSIZE);
        if (data_read < 0) {
            ESP_LOGE(TAG, "Error: SSL data read error");
            http_cleanup(client);
            task_fatal_error();
        } else if (data_read > 0) {
            if (image_header_was_checked == false) {
                esp_app_desc_t new_app_info;
                if (data_read > sizeof(esp_image_header_t) + sizeof(esp_image_segment_header_t) + sizeof(esp_app_desc_t)) {
                    // check current version with downloading
                    memcpy(&new_app_info, &ota_write_data[sizeof(esp_image_header_t) + sizeof(esp_image_segment_header_t)], sizeof(esp_app_desc_t));
                    ESP_LOGI(TAG, "New firmware version: %s", new_app_info.version);

                    esp_app_desc_t running_app_info;
                    if (esp_ota_get_partition_description(running, &running_app_info) == ESP_OK) {
                        ESP_LOGI(TAG, "Running firmware version: %s", running_app_info.version);
                    }

                    const esp_partition_t* last_invalid_app = esp_ota_get_last_invalid_partition();
                    esp_app_desc_t invalid_app_info;
                    if (esp_ota_get_partition_description(last_invalid_app, &invalid_app_info) == ESP_OK) {
                        ESP_LOGI(TAG, "Last invalid firmware version: %s", invalid_app_info.version);
                    }

                    // check current version with last invalid partition
                    if (last_invalid_app != NULL) {
                        if (memcmp(invalid_app_info.version, new_app_info.version, sizeof(new_app_info.version)) == 0) {
                            ESP_LOGW(TAG, "New version is the same as invalid version.");
                            ESP_LOGW(TAG, "Previously, there was an attempt to launch the firmware with %s version, but it failed.", invalid_app_info.version);
                            ESP_LOGW(TAG, "The firmware has been rolled back to the previous version.");
                            http_cleanup(client);
                            infinite_loop();
                        }
                    }
#ifndef CONFIG_EXAMPLE_SKIP_VERSION_CHECK
                    if (memcmp(new_app_info.version, running_app_info.version, sizeof(new_app_info.version)) == 0) {
                        ESP_LOGW(TAG, "Current running version is the same as a new. We will not continue the update.");
                        http_cleanup(client);
                        infinite_loop();
                    }
#endif

                    image_header_was_checked = true;
                     //OTA寫開始
                    err = esp_ota_begin(update_partition, OTA_SIZE_UNKNOWN, &update_handle);
                    if (err != ESP_OK) {
                        ESP_LOGE(TAG, "esp_ota_begin failed (%s)", esp_err_to_name(err));
                        http_cleanup(client);
                        task_fatal_error();
                    }
                    ESP_LOGI(TAG, "esp_ota_begin succeeded");
                } else {
                    ESP_LOGE(TAG, "received package is not fit len");
                    http_cleanup(client);
                    task_fatal_error();
                }
            }
            //寫flash
            err = esp_ota_write( update_handle, (const void *)ota_write_data, data_read);
            if (err != ESP_OK) {
                http_cleanup(client);
                task_fatal_error();
            }
            binary_file_length += data_read;
            ESP_LOGD(TAG, "Written image length %d", binary_file_length);
        } else if (data_read == 0) {
           /*
            * As esp_http_client_read never returns negative error code, we rely on
            * `errno` to check for underlying transport connectivity closure if any
            */
            if (errno == ECONNRESET || errno == ENOTCONN) {
                ESP_LOGE(TAG, "Connection closed, errno = %d", errno);
                break;
            }
            if (esp_http_client_is_complete_data_received(client) == true) {
                ESP_LOGI(TAG, "Connection closed");
                break;
            }
        }
    }
    ESP_LOGI(TAG, "Total Write binary data length: %d", binary_file_length);
    if (esp_http_client_is_complete_data_received(client) != true) {
        ESP_LOGE(TAG, "Error in receiving complete file");
        http_cleanup(client);
        task_fatal_error();
    }

    //OTA寫結束
    err = esp_ota_end(update_handle);
    if (err != ESP_OK) {
        if (err == ESP_ERR_OTA_VALIDATE_FAILED) {
            ESP_LOGE(TAG, "Image validation failed, image is corrupted");
        }
        ESP_LOGE(TAG, "esp_ota_end failed (%s)!", esp_err_to_name(err));
        http_cleanup(client);
        task_fatal_error();
    }

    //升級完成更新OTA data區資料，重啟時根據OTA data區資料到Flash磁區加載執行目標（新）韌體
    err = esp_ota_set_boot_partition(update_partition);
    if (err != ESP_OK) {
        ESP_LOGE(TAG, "esp_ota_set_boot_partition failed (%s)!", esp_err_to_name(err));
        http_cleanup(client);
        task_fatal_error();
    }
    ESP_LOGI(TAG, "Prepare to restart system!");
    esp_restart();
    return ;
}

四、測驗流程

4.1 配置Flash大小

打開專案配置選單 idf.py menuconfig
選擇串行Flash配置 Serial flasher config --->

根據模塊Flash大小，更改 Flash size，我使用的是 ESP32-WROVER-B 模組，所以修改為 4 MB，

4.2 配置磁區表

選擇磁區表配置 Partition Table --->

選擇 Factory app, two OTA definitions

4.3 配置服務器資訊


看服務器型別修改 https 或 http

4.4 配置連接方式


選擇WIFI連接方式，并修改要連接路由器的SSID和密碼

4.5 配置APP版本號

Note: native_ota_example 中沒有版本號大小檢查，它看到不同的版本就會下載，當本地設備是比OTA服務器版本號更高的時候，也會下載OTA服務器的舊版進行更新，這個需要自行添加版本號大小檢查，

4.5.1 通過version.txt控制

4.5.2 通過menuconfig控制

選擇應用管理 Application manager --->

勾選 Get the project version from Kconfig 并在下面填寫版本號，

4.6 開啟HTTP服務器（可選）

編譯鏈內 Python 有一個內置的 HTTP 服務器，我們這里可以直接使用它，我們將會使用示例 get-started/hello_world 作為需要更新的韌體，

4.6.1 生成目標韌體

使用示例 get-started/hello_world，此處執行idf.py build 會生成二進制檔案get-started\hello_world\build\hello-world.bin，

4.6.2 創建HTTP服務器

  • 使用工具鏈python創建服務器
    進入存放需要升級的韌體（hello-world.bin）目錄，在此處創建HTTP服務器，
    此處執行 python -m http.server --bind 192.168.61.67 8070會生成一個HTTP本地服務器，該服務器下對應\build檔案夾下所有內容，（有的文章執行的python命令不同，是由于python版本不同造成的，）
  • 使用HFS創建服務器
    鏈接：https://pan.baidu.com/s/1MIAI5m4WQJdAZpqRAdvsXg 提取碼：9m8y

4.7 開啟HTTPS服務器（可選）

  1. Shirt + 滑鼠右鍵 打開 Linux shell
  2. 創建一個新的自簽名證書和密鑰
    openssl req -x509 -newkey rsa:2048 -keyout ca_key.pem -out ca_cert.pem -days 365 -nodes
    依次輸入：（國家）、（洲/省）、（城/鎮）、（組織名）、（單位名）、（httpd-ssl.conf中的ServerName 名稱）、（郵箱）
  3. 將生成的證書 ca_cert.pem 復制到OTA示例目錄中的 server_certs 目錄下，已存在則替換內容
  4. 創建HTTPS服務器
    openssl s_server -WWW -key ca_key.pem -cert ca_cert.pem -port 8070

4.8 查看列印


? 由 Leung 寫于 2021 年 6 月 11 日

? 參考：ESP32 學習日志（4）——OTA升級（1）-示例決議
　　　　第二十章 ESP32的空中升級（OTA）
　　　　ESP32 OTA詳解-中文翻譯版

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/qita/286991.html

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    🎈 標簽生成器 由于輸入正向提示詞 prompt 和反向提示詞 negative prompt 都是使用英文，所以對學習母語的我們非常不友好 使用網址：https://tinygeeker.github.io/p/ai-prompt-generator 這個網址是為了讓大家在使用 AI 繪畫的時候 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:43:36 more
  • 漫談前端自動化測驗演進之路及測驗工具分析

    隨著前端技術的不斷發展和應用程式的日益復雜，前端自動化測驗也在不斷演進。隨著 Web 應用程式變得越來越復雜，自動化測驗的需求也越來越高。如今，自動化測驗已經成為 Web 應用程式開發程序中不可或缺的一部分，它們可以幫助開發人員更快地發現和修復錯誤，提高應用程式的性能和可靠性。 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:43:16 more
  • CANN開發實踐：4個DVPP記憶體問題的典型案例解讀

    摘要：由于DVPP媒體資料處理功能對存放輸入、輸出資料的記憶體有更高的要求（例如，記憶體首地址128位元組對齊），因此需呼叫專用的記憶體申請介面，那么本期就分享幾個關于DVPP記憶體問題的典型案例，并給出原因分析及解決方法。 本文分享自華為云社區《FAQ_DVPP記憶體問題案例》，作者：昇騰CANN。 DVPP ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:43:03 more
  • msf學習

    msf學習 以kali自帶的msf為例 一、msf核心模塊與功能 msf模塊都放在/usr/share/metasploit-framework/modules目錄下 1、auxiliary 輔助模塊，輔助滲透（埠掃描、登錄密碼爆破、漏洞驗證等） 2、encoders 編碼器模塊，主要包含各種編碼 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:42:59 more
  • Halcon軟體安裝與界面簡介

    1. 下載Halcon17版本到到本地 2. 雙擊安裝包后 3. 步驟如下 1.2 Halcon軟體安裝 界面分為四大塊 1. Halcon的五個助手 1) 影像采集助手：與相機連接，設定相機引數，采集影像 2) 標定助手：九點標定或是其它的標定，生成標定檔案及內參外參，可以將像素單位轉換為長度單位 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:42:17 more
  • 在MacOS下使用Unity3D開發游戲

    第一次發博客，先發一下我的游戲開發環境吧。 去年2月份買了一臺MacBookPro2021 M1pro(以下簡稱mbp)，這一年來一直在用mbp開發游戲。我大致分享一下我的開發工具以及使用體驗。 1、Unity 官網鏈接： https://unity.cn/releases 我一般使用的Apple ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:40:19 more

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