ESP32 OTA詳解

OTA的例子

注: 本指南適用於所有ota示例

概述

ESP32應用程序可以在運行時通過Wi-Fi或以太網從特定的服務器下載新圖像，然后將其閃存到某些分區中，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組件提供的本地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演示中演示了這兩種方法。

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分區表，該選項支持三個應用程序分區:工廠分區、OTA_0分區和OTA_1分區。有關分區表的更多信息，請參閱分區表.

在第一次引導時，引導加載程序將加載工廠應用程序圖像(即示例圖像)，然后觸發OTA升級。它將從HTTPS服務器下載一個新映像並將其保存到OTA_0分區。它還會自動更新ota_data分區，以指示下一次重置時應該從哪個應用程序啟動。引導加載程序將讀取ota_data分區中的內容並運行所選的應用程序。

OTA工作流程如下圖所示:

如何使用這些例子

硬件要求

要運行OTA示例，您需要一個ESP32開發板(例如ESP32- wrover Kit)或ESP32核心板(例如ESP32- devkitc)。如果您想用以太網測試OTA，請確保您的板正確地設置了以太網。有關設置以太網的更多信息，請參閱以太網示例.

配置項目

打開項目配置菜單(idf.py menuconfig).

在 Example Connection Configuration 菜單中:

• 根據您的板在Connect using中選擇網絡接口。目前我們同時支持Wi-Fi和以太網。

• 如果你選擇了Wi-Fi接口，你還必須設置:

  • 您的ESP32將連接到的Wi-Fi SSID和Wi-Fi密碼

• 如果你選擇了以太網接口，你還必須:

  • 在以太網物理層設備選項下設置物理層模型，如IP101。

在 Example Configuration 菜單中:

• 在Firmware Upgrade URL選項中設置要下載的新固件的URL，其格式應該是https://<host-ip-address>:<host-port>/<firmware-image-filename>，例如https://192.168.2.106:8070/hello-world.bin
  • 注意: 這個URL的服務器部分(例如192.168.2.106)必須匹配生成證書和密鑰時使用CN字段。

構建和燒錄

運行 idf.py -p PORT flash monitor 來構建和flash項目. 這個命令將查找分區表是否具有ota_data分區(在我們的示例中)，然后ota_data將擦除為initial。它允許從一個工廠分區運行新加載的應用程序。

(要退出串行監視器，請鍵入 Ctrl-])

有關配置和使用ESP-IDF構建項目的完整步驟，請參閱入門指南

示例輸出

HTTPS服務器運行

成功構建之后，我們需要創建一個自簽名證書，並運行一個簡單的HTTPS服務器，如下所示:

• 輸入一個包含HTTPS服務器根目錄的目錄，例如 cd build.
• 要創建一個新的自簽名證書和密鑰，只需運行命令 openssl req -x509 -newkey rsa:2048 -keyout ca_key.pem -out ca_cert.pem -days 365 -nodes.
  • 當提示輸入Common Name (CN)時，輸入ESP32將連接到的服務器的名稱。對於這個示例，它可能是IP地址。HTTPS客戶機將確保CN與HTTPS URL中給出的地址匹配。
• 要啟動HTTPS服務器，只需運行命令 openssl s_server -WWW -key ca_key.pem -cert ca_cert.pem -port 8070.
• 在同一個目錄中，應該有ESP32稍后將下載的固件(例如hello-world.bin)。它也可以是任何其他的ESP-IDF應用程序，只要您還在menuconfig中更新Firmware Upgrade URL。惟一的區別是，當通過串行flash二進制文件時，二進制文件將flash到“工廠”應用程序分區，OTA更新將flash到OTA應用程序分區.
• 注意: 如果您運行的防火牆軟件將阻止對端口8070的傳入訪問，請將其配置為在運行示例時允許訪問。
• 注意: 對於Windows用戶，您應該在 openssl命令之前添 winpty :
  • winpty openssl req -x509 -newkey rsa:2048 -keyout ca_key.pem -out ca_cert.pem -days 365 -nodes
  • winpty openssl s_server -WWW -key ca_key.pem -cert ca_cert.pem -port 8070

Flash證書到ESP32

在flash示例之前，請確保將生成的證書復制到OTA示例目錄中的server_certs目錄，以便將其與固件(例如cp ca_cert)一起flash到ESP32中。比如:cp ca_cert.pem ../server_certs/.

cp ca_cert.pem /path/to/ota/example/server_certs/

OTA示例的內部工作流

當示例啟動時，它會將“start OTA example”打印到控制台,然后:

1. 使用配置好的SSID和密碼(Wi-Fi情況)或以太網連接到AP.
2. 連接到HTTPS服務器並下載新映像.
3. 將映像寫入flash，並從該映像配置下一個引導.
4. 重新啟動

如果您想在升級之后回滾到工廠應用程序(或者當工廠分區不存在時回滾到第一個OTA分區)，那么運行命idf.py erase_otadata。它可以將ota_data分區擦除到初始狀態.

注意: 這假設該項目的分區表是設備上的分區表.

HTTPS服務器的輸出

FILE:hello-world.bin
ACCEPT

支持回滾

如果應用程序無法運行，此功能允許您回滾到以前的固件。 選項 CONFIG_BOOTLOADER_APP_ROLLBACK_ENABLE 允許跟蹤應用程序的第一次引導(請參閱OTA文章).
對於 native_ota_example,添加了一些代碼來演示回滾是如何工作的。要使用它，您需要在menuconfig和CONFIG_BOOTLOADER_APP_ROLLBACK_ENABLE子菜單下啟用CONFIG_BOOTLOADER_APP_ROLLBACK_ENABLE選項來設置“用於診斷的GPIO輸入的數量”，以管理回滾過程.

要觸發回滾，必須在在第一個啟動時的消息診斷(5秒)…之前將GPIO拉低。如果GPIO沒有拉低，那么應用程序的可操作性將得到確認.

支持應用程序的版本

對於 native_ota_example, 添加了代碼來演示如何檢查應用程序的版本並防止無限的固件更新。只有新版本的應用程序才能下載。版本檢查是在收到第一個固件映像包之后執行的，其中包含有關固件版本的數據。申請版本可從以下三個地方選取:

1. 如果在項目 PROJECT_VER 文件中設置PROJECT_VER變量，則使用它的值.
2. 否則，如果 $PROJECT_PATH/version.txt 存在，它的內容將用作 PROJECT_VER.
3. 否則，如果項目位於Git存儲庫中，則使用 git describe的輸出.
4. 否則, PROJECT_VER 將為 “1”.

在 native_ota_example中, $PROJECT_PATH/version.txt 用於定義應用程序的版本. 更改文件中的版本以編譯新固件.

故障排除

• 檢查你的電腦是否可以在它的IP上能ping ESP32，並且在menuconfig中IP、AP和其他配置設置是否正確。
• 檢查是否有防火牆軟件在阻止PC上的傳入連接。
• 通過檢查 curl -v https://<host-ip-address>:<host-port>/<firmware-image-filename>命令的輸出，檢查是否可以看到配置的文件(默認hello-world.bin)
• 如果您有另一台PC或電話，請嘗試從單獨的主機查看文件列表。

錯誤 “ota_begin error err=0x104”

如果您看到這個錯誤，那么檢查分區表中配置的(和實際的)閃存大小是否足夠大，默認的“兩個OTA插槽”分區表只能處理4MB的flash大小。要使用較小flash大小的OTA，請創建一個自定義分區表CSV(查看components/partition_table)並在menuconfig中配置它。

如果更改分區布局，通常明智的做法是在步驟之間運行idf.py erase_flash。

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