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說明
這節測試一下STM32通過W5500+mbedtls使用https遠程下載升級單片機程序
關於mbedtls的SSL的具體移植使用可以參考我寫的下面兩篇文章
https://www.cnblogs.com/yangfengwu/p/13693511.html 單片機移植mbedtls
https://www.cnblogs.com/yangfengwu/p/13845772.html 使用Mbedtls包中的SSL,和服務器進行網絡加密通信
我已經把固件文件放在了自己的服務器上
默認使用本人提供的下載路徑測試
文件路徑: 網站根目錄->ota->hardware->STM32W5500SSLBK
user_crc.bin: 是固件程序文件.
該固件程序文件並不是直接可以運行的文件
里面的數據每隔128字節后面增加2位CRC校驗位
單片機下載以后每隔130字節校驗一下數據,然后把前128字節寫入Flash.
加入CRC校驗讓升級變的穩定可靠.
info.txt文件內容:
version:0.0.1 雲端固件程序版本
url:https://mnif.cn/ota/hardware/STM32W5500SSLBK/user_crc.bin 固件程序下載地址
"info":"1.解決了部分BUG 2.優化了部分程序" 使用APP控制升級時,APP的提示信息.
升級過程:
用戶程序里面每隔一定時間控制網絡模塊使用http的GET指令獲取雲端info.txt文件
然后從文件里面獲取服務器里面的固件程序版本和固件程序下載地址等信息
如果與自身版本號對比不一致,就把固件程序下載地址寫入flash,然后設置更新標志,重啟,
重啟執行BootLoader以后,BootLoader程序檢測到更新標志,則提取固件下載的地址,
然后使用http下載程序文件,把程序文件寫入flash,完成升級.
備份升級流程圖
測試
1.使用網線連接路由器或者交換機
2.打開串口調試助手打印串口日志
3.使用下載器下載BootLoader程序
8.下載用戶程序到開發板
9.觀察日志,說明執行流程
開始運行用戶程序,默認提供的用戶程序設置的程序版本是0.0.0
用戶程序控制模組連接服務器,使用get指令獲取獲取服務器上的固件信息文件 info.txt
檢測到版本不一致以后,把獲取的url存儲到flash,設置更新標志,重啟.
重啟之后BootLoader提取url
BootLoader發送get指令獲取程序固件
升級完成以后,運行新下載的程序.
用戶程序每隔一段時間控制模組連接服務器,使用get指令獲取獲取服務器上的固件信息文件 info.txt
現在程序版本和上面的是一致的,所以不需要更新
應用到自己的服務器
1,首先確定好程序文件在服務器的路徑
關於本人服務器文件夾解釋:(自己隨意就好,最后的文件夾命名建議使用產品的型號)
html:網站根目錄
ota: ota升級
hardware : 硬件程序
STM32W5500SSLBK: 作為產品的型號(根據自己的產品型號修改)
我把固件放到了里面那么固件程序下載地址為:
http://服務器IP地址/ota/hardware/STM32W5500SSLBK/user_crc.bin
那么固件信息的下載地址為:
http://服務器IP地址/ota/hardware/STM32W5500SSLBK/info.txt
2.修改 用戶程序 的IAP.C文件
提示:我把它們存儲在程序bin文件的1024字節倍數的位置是為了BootLoader下載的時候便於提取這些數據;
1.產品型號(我設置的為STM32W5500SSLBK)
2.修改固件程序版本(可隨意指定,我設置的為0.0.2)
3.修改記錄雲端固件信息文件下載地址(我的為:https://mnif.cn/ota/hardware/STM32W5500SSLBK/info.txt)
5.修改BootLoader程序 的 IAP.c (設置下產品型號和默認的固件程序下載地址)
注意:BootLoader里面的產品型號要和用戶里面的一樣!!!!
BootLoader程序下載的時候會判斷這個型號一不一致
6.編譯用戶程序
會在工程目錄的bin文件夾生成 user.bin文件
7.打開OTA Tools上位機軟件
8.按照紅框選擇配置
9.選擇用戶程序生成的 bin文件
10.點擊 生成固件
11.將在user.bin目錄生成user_crc.bin文件
兩個bin文件的區別:
1.user_crc.bin文件是在user.bin的基礎上增加了CRC校驗位
2.改寫size,把真實的文件大小填寫到bin文件
12.把生成的user_crc.bin文件拷貝到服務器
13.還差一個info.txt文件
我准備了一個模板
14.修改版本號(和用戶程序里面設置的一樣)
16.修改固件程序下載地址(和服務器上面的保持一致)
17.最后的提示信息不需要更改,當前用不到
18.把info.txt文件也拷貝到服務器,然后按照一開始的步驟測試即可
小總結
遠程升級單片機程序其實就是使用模組以TCP方式連接Web服務器,
然后給TCP服務器發數據,數據格式是GET指令.
服務器接收到指令以后會下發文件給模組,模組通過串口把數據發給單片機,
單片機接收到數據以后寫到flash,最后加載運行.
關於Flash分配調整
1.打開BootLoader 或者 用戶程序里面的iap_interface.h 文件
flash的最一開始存儲的BootLoader程序, 結尾存儲更新相關數據, 預留一些空間讓用戶存儲其它數據
最后剩下的平半分, 一部分存儲用戶程序, 另一部分用來備份用戶程序
用戶可以根據自己的需求調整Flash分配大小, 注意:BootLoader程序和用戶程序的Flash分配要保證一樣.
用戶可以根據自己的需求調整Flash分配大小, 注意:BootLoader程序和用戶程序的Flash分配要保證一樣.
用戶可以根據自己的需求調整Flash分配大小, 注意:BootLoader程序和用戶程序的Flash分配要保證一樣.
我設置了BootLoader占用160KB(用戶可以根據自己的BootLoader程序的bin文件大小進行更改)
存儲更新相關數據至少用1K, 這個用戶不要改動.
如果用戶在項目中也需要使用flash存儲數據, 可以根據自己存儲的數據量調整
數據存儲的起始地址是: FLASH_USERDATE_ADDR
2.調整完成以后,下載BootLoader程序, 串口會打印flash具體分配
用戶需要根據上面打印的設置下用戶程序運行地址和占用空間
關於升級底層包
1.升級底層包分為iap文件 和 iap_interface文件
2. iap文件主要是控制着升級流程的文件
可以在BootLoader里面設置升級過程中需要如何去下載,設置多大的緩存區
3. iap_interface是接口文件
根據移植的單片機實現內部的接口,只要完成里面的接口就完成了升級程序框架
用戶程序說明
1,為便於使用mbedtls的SSL功能,我封裝了下
2.先說幾個自己需要實現的函數,mbedtls底層會調用這些函數
隨機數函數和返回時間戳函數(不驗證證書時間的話用不到)
網絡接收處理函數(mbedtls底層會自動調用這個函數)
SSL的底層獲取數據的方式是指明需要多少個數據,然后咱再返回多少個數據.
所以我把數據接收以后存儲到了環形隊列, 然后SSL要多少我就給多少.
網絡發送函數(mbedtls底層會自動調用這個函數)
3.使用SSL發送數據函數和從SSL里面取數據函數
其實這兩個函數咱可以直接用,不過我為了方便調用就套了一層函數;
完成了ssl協商以后, 咱發送的數據需要調用mbedtls提供的函數,
內部會把咱的數據加密以后再通過TCP發送出去;
同理TCP接收的數據咱也需要使用mbedtls提供的函數里面獲取數據;
4. SSL初始化
最后兩個底下畫紅線的函數就是咱上面寫的tcp發送數據函數和tcp接收數據函數
5,等待SSL握手完成
這個函數在咱TCP連接成功以后需要輪訓調用, 這個函數內部自動實現的SSL, 只要完成了SSL握手, 便會返回0
6.現在看SSL和TCP的結合
連接TCP以后輪訓等待SSL協商成功
7.完成SSL握手就可以使用mbedtls提供的接收函數,接收數據了
8.完成SSL握手就可以使用mbedtls提供的發送函數,發送數據了
9.現在看處理升級部分, 解析下info.txt下載路徑(服務器上記錄固件信息的文件)
做這個程序是為省去用戶解析的繁瑣.
執行解析之后:
IAPStructValue.IP = mnif.cn;
IAPStructValue.Port = 443;
IAPStructValue.Path = /ota/hardware/STM32W5500SSLBK/info.txt
IAPStructValue.SSLEN = 1
10.處理更新(這個程序需要在認為用戶程序沒有問題的時候在用戶程序里面執行一下)
解釋:
BootLoader更新程序的時候會設置一些更新狀態;用戶程序需要調用一下這個函數清除更新狀態.
如果用戶程序不清除更新狀態,那么一旦程序重啟以后BootLoader檢查到更新狀態以后會自行回滾程序.
11.控制模組發送get指令獲取服務器上記錄固件信息的文件
12.在TCP接收數據里面, 解析服務器返回的info.txt文件內容
如果版本號不一樣,提取和存儲url然后設置升級標志,重啟.
13,補充:如果編譯用戶程序出現下面的警告
其實是這個地方導致的
為了便於BootLoader程序提取用戶程序bin文件里面的型號,把型號存儲在了偏移1024字節的位置.
設置的這個字符串存儲的位置影響到了芯片本身默認分配一些數組的位置.就會報上面的警告.
貌似不影響什么...
BootLoader程序詳細說明
提示: BootLoader程序里面的TCP+SSL部分和用戶程序里面是一樣的
封裝的都是一樣的哈, 我就不重復說了
1.查看IAPInit函數
2.獲取存儲的固件下載的url,並解析下url
3.如果有更新標志,則備份下用戶程序
4.如果沒有更新標志,則查看下更新狀態
如果狀態是更新有錯誤,則執行回滾,如果檢測到沒有備份的程序,就重新執行升級
5.如果更新狀態是0x01,就設置更新狀態為0xFE
7.控制模組連接TCP服務器(Web服務器)
IAP框架需要獲取TCP連接狀態
8.發送get指令獲取程序文件
8.在TCP接收數據函數里面把固件數據寫入緩存
單片機是通過串口和模組通信,所以在串口中斷里面接收
底層解析什么的都做好了,自動解析以后存儲到緩存里面
9.從緩存取數據,並寫入flash
11,如果接收到相應的文件個數
設置 IAPStructValue.ReadDataEndFlag = 1;認為接收完成
12,判斷接收完成之后做各種判斷
如果確實接收完了,則寫入0x01狀態,重啟.
如果有錯誤,則嘗試重新下載.
13,如果是程序文件下載完成以后重啟,重啟以后檢查到更新狀態是0x01會設置更新狀態為0XFE
14,然后加載運行用戶程序
15,超過一段時間沒有接收到數據了也設置為接收完了數據
16,客戶可以在IAP.h修改默認的超時時間
整體運行超時是BootLoader一運行就一直累加的的定時,超過時間就會控制程序重啟
