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stm32 esp8266 ota升级-自建mqtt和文件服务器动态AB面升级_用qtcpserver实现stm32 ota下载文件的服务器

用qtcpserver实现stm32 ota下载文件的服务器

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stm32 esp8266 ota升级-自建mqtt和文件服务器动态AB面升级

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

  1. stm32F103系列flash要去128K以上;
  2. 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。

image-20221226112539234

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。

  1. 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;
  2. 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;
  3. app A:用于程序A,也可理解为A面;
  4. app B:用户程序B,也可理解为B面;
  5. 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
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AB升级整体逻辑

ota升级流程2

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。

image-20221226181644819

image-20221226182025665
然后,将Iot4g-crc.bin 文件上传到服务器。
image-20221226175738350

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
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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
}
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然后发送升级消息,进行升级
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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。

image-20221226183244589

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
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通过获取的file_name ,host ,port 等信息,连接服务器,获取文件大小;
image-20221226183714619

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

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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;

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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
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升级串口提示信息

升级过程中

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升级完成

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升级成功后,已经从app B面启动

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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。

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