乐鑫esp8266基于freeRtos实现私有服务器本地远程OTA升级

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发布时间：2018-07-07

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技术：C

概述

esp8266实现OTA已经不是什么奇怪的事情了，主要esp8266还有支持裸跑非系统和rto`实时系统之分，导致现在有2个版本的代码，前面我已经料到了在NONOS怎么实现远程升级我们的固件，那么这篇的话，而是基于freeRtos实时系统的。

详细

[TOC]

### 一、前言；

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- `esp8266`实现`OTA`已经不是什么奇怪的事情了，主要`esp8266`还有支持裸跑非系统和`rtos`实时系统之分，导致现在有2个版本的代码，前面我已经料到了在`NONOS`怎么实现远程升级我们的固件，那么这篇的话，而是基于`freeRtos`实时系统的。
- 主要涉及到知识有以下：
   -  `lwip`网络框架的基本使用，域名和`DNS`解析的使用。
   -  `freeRtos`的基本认识。
   -  `http`请求的协议认识和原理。
   -  `esp8266`的内存划分的认识。
- 实现的功能特色有以下：
  - 支持本地服务器和远程广域网服务器。（通过`DNS`解析）
  - 支持显示下载固件进度。

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### 二、回顾下`OTA`的流程；

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-  我们已经很清楚，`esp8266`实现远程升级的原理过程如下：

```flow
st=>start: 开始请求服务器资源比如：user2.4096.new.6.bin
e=>end: 重启成功！根据 boot 信息，执行user2.4096.new.6.bin。
op=>operation: 网络良好，服务器响应正确。准备下载... ...
cond=>condition: 下载完毕，确认是否重启？

st->op->cond
cond(yes)->e
```
-------------------

- 私有服务的放置其实也是一样，只需要在阿里云或者京东云或者腾讯云这些平台搭建服务器，把编译好的固件放上去，提供链接即可，和本地一样。

- 注意放上去的2个固件的配置信息必须一致。

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### 三、`lwip`网络框架的知识的使用；

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- ①：`lwip`使用`DNS`来解析网址域名。
> 因为`esp8266`这个实时系统支持`lwip`，所以直接调用即可；首先要打开`DNS`功能，在`lwipopts.h`头文件有个宏定义`LWIP_DNS`置为1即可。下面就是调用代码了：

```
        //dns begin
		dns_init(); //初始化
		struct ip_addr addr;
		//你要解析的域名,比如 www.baidu.com
		char name0[] = "www.baidu.com"; 
		//调用netconn_gethostbyname
		err_t err = netconn_gethostbyname((char*) name0, &addr);
		//定义字符串来接收IP
		char* ipAdress;
		if (err == ERR_OK) {
		    //格式化IP
		    ipAdress = ip_ntoa(&addr);
		    //打印下
			printf("dns ok , the %s ip is:%s",name0, ipAdress);
		}else{
			return;
		}
		//dns over
```
----------------
- ②：先通过`socket`连接服务器的端口，一般地，默认是`80`！其中`http`请求的格式内容如下：注意这个`Host`的内容可以是域名或者`IP`，这个要根据服务器来配置。

```
GET /api/download/user2.4096.new.6.bin HTTP/1.0
Host: www.baidu.com
Connection: keep-alive
Cache-Control: no-cache
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 5.1) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/30.0.1599.101 Safari/537.36 
Accept: */*
Accept-Encoding: gzip,deflate,sdch
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8
```

----------------
- ③：如果正确响应的话，也是要遵循一定的规则的，我们可以用`postMan`工具来看看，这显示下载的大小是`296412`，单位是`Byte`；那么下面的话，我们根据这个大小去判断我们下载的进度啦！

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### 四、如何处理服务器返回的数据？

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-  我们是采用`http`请求服务器，那么服务器响应正确的话，也是按照一定的协议返回来给我们的 。小徐在尝试了几个服务器，一个是`Tomcat`，一个是用`php`搭建的服务器，返回的内容格式有所差别，最大的不同点是：<font color=red>**一个是`Accept-Length:`指定内容大小，一个是`Content-Length:`指定大小，为此我这次封装的方法文件，是完全可以兼容起来的。详情可以看下面的部分代码。**

```
    //判断 "Accept-Length" 或者 "Context-Length"
	bool isAccept = false;
	if((ptr = (char *)strstr(pusrdata, "Accept-Length")) != NULL)
		isAccept = true;
	else
		isAccept = false;

if (totallength == 0&& (ptr = (char *)strstr(pusrdata, "\r\n\r\n")) != NULL) {

ptr = (char *) strstr(pusrdata, "\r\n\r\n");
		length -= ptr - pusrdata;
		length -= 4;

printf("ota_start_download:upgrade file download pusrdata:%s\n\n",
				pusrdata);

//返回"Accept-Length: "在pusrdata中首次出现的地址
		if (isAccept)
			ptr = (char *) strstr(pusrdata, "Accept-Length: ");
		else
			ptr = (char *) strstr(pusrdata, "Content-Length: ");

if (ptr != NULL) {
		
            //注意这个"Accept-Length" 或者 "Context-Length"占用的字节不同的
			if (isAccept)
				ptr += 15;
			else
				ptr += 16;

ptmp2 = (char *) strstr(ptr, "\r\n");

if (ptmp2 != NULL) {

//打印下收到的数据头
				//printf("ptr = %s \n", ptr);

//清空lengthbuffer
				memset(lengthbuffer, 0, sizeof(lengthbuffer));
				memcpy(lengthbuffer, ptr, ptmp2 - ptr);
				sumlength = atoi(lengthbuffer);

if (sumlength > 0) {
					if (false == system_upgrade(pusrdata, sumlength)) {
						system_upgrade_flag_set(UPGRADE_FLAG_IDLE);
						goto ota_recycle;
					}
					flash_erased = true;
					ptr = (char *) strstr(pusrdata, "\r\n\r\n");
					if (false == system_upgrade(ptr + 4, length)) {
						system_upgrade_flag_set(UPGRADE_FLAG_IDLE);
						goto ota_recycle;
					}
					totallength += length;
					return;
				}

} else {
				system_upgrade_flag_set(UPGRADE_FLAG_IDLE);
				goto ota_recycle;
			}

}
```

----------------------
- 上面我们拿到了这个总数据，那么我们下载固件时候又是怎么样判断是否拉取全部呢？其实通过我们拉取的内容大小和这个总数相比较，就可以得到是否下载完毕。

> 一般我们都是下载的数据量除于总数据量就是百分比了！由于`esp8266`不支持浮点类型，也就是不支持小数。 但是我们又要显示进度咋办？yiban其实很简单，算法如下：
> 
 - <font color=red>`sumlength`为总数据量，`totallength `是已下载的数据量！

```
int part =sumlength/100;
int projress = (totallength / part);
printf("已经下载: %d , 总数据: %d , 进度: %d\% \n", totallength, sumlength,projress);
```

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### 五、扇区的擦除和烧写？

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- 要弄明白`esp8266`的`OTA`，必须要对其的扇区明明白白。我们现在最常用的是`esp8266-12f`，其的容量大小是`32Mbit`，也就是最大代码是`1M`，2个分区：`1024+1024`！而大家玩的`esp8266-01`是`8Mbit`, 也即是`512+512`。

- 从下面官方给的图可以看到，一个支持`OTA`的扇区分布是对称的，如果你的是`8Mbit`的话，那么最大的支持就是512K，而`32Mbit`的就是最大支持`1M`，其他空间用户数据！说白了，加载的只是这2个空间的任意一个固件！

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### 六、如何调用？

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- 因为个人小徐是个喜欢封装代码降低耦合的程序员，做项目都要明确划分功能。那么这次的封装也是基于面对对象思想做的，用回调实现进度显示：

---------------------

- 判断当前是处于哪个分区，如果是分区一那么我们拉取的就是分区二的代码，反而也是这样；

```
     //注册回调函数
	system_ota_register_callBack(ota_call_back);
	//如果当前是处于 user1.bin，那么就拉取云端 user2.bin 升级
	if(system_upgrade_userbin_check()==UPGRADE_FW_BIN1){
		printf("now is user1.bin\n");
		system_ota_config_start("www.baidu.com","api/v1/emq/download/iot?bin2.bin",80,true,true);
	//如果当前是处于 user2.bin，那么就拉取云端 user1.bin 升级
	}else if(system_upgrade_userbin_check()==UPGRADE_FW_BIN2){
		printf("now is user2.bin.\n");
		system_ota_config_start("www.baidu.com","api/v1/emq/download/iot?bin1.bin",80,true,true);
	}else{
	    //不支持云端升级
		printf("now is not support FOTA..\n");
	}
```

---------------------

- 看看我们刚刚注册的那个回调函数：

```
void ota_call_back(int progress, ota_code code) {

//下载中，可看到进度数值。
	if (code == OTA_DOWNLOADING) {
		printf("ota_DowmLoading: %d%% \n",progress);
	//下载完毕
	} else if (code == OTA_SUCCEED) {
		printf("OTA_SUCCEED! \n");
		system_upgrade_deinit();
		// 看你需要，下载完毕是否重启系统
		system_upgrade_reboot();
	}
}
```
--------------
- 这是小徐专心封装的函数和方法，直接调用即可：

```
typedef enum {
	OTA_FAIL = 0,    //下载失败，可能是网速问题
	OTA_SUCCEED ,  //下载并且烧录成功，请重启系统
	OTA_DOWNLOADING ,  //下载中，可看进度条
	OTA_INIT_ERROR ,	 //初始化失败，网址有误。
	OTA_INIT_OK ,	 //初始化成功。
}ota_code;

//progress是进度条，code是状态码
typedef void (*ota_download_CallBack)(int progress,ota_code code);

//注册下载服务器bin文件的进度百分比回调函数：0到100% （整型）;
void system_ota_register_callBack(ota_download_CallBack callBack);

/******************************************************************************
 * FunctionName : system_ota_config_start
 * Description  : 传入网址,并且开始下载
 * Parameters   : char *domainName : 域名或ip地址
 *                char* requestResource : 请求的资源地址
 *                int port         : 端口号
 *                bool isDNS       : 是否要DNS解析
 *                bool isGet       : get请求或者post提交
 * Returns      : 是否成功
 *******************************************************************************/
bool system_ota_config_start(char *domainName, char* requestResource,int port,
		bool isDNS, bool isGet);
```

------------------------------------
### 七、好好享用吧！

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- 下面是我串口打印截图：

![](/contentImages/image/20180706/sBHDlGoA4uQpFtZfK2n.png)

-------
![](/contentImages/image/20180706/eA2ZugGTsAxixBV7mih.png)

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### 八、下载：

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- 这个`demo`需要注意的是：如果你的服务器地址直接是`IP`的，就不用`DNS`解析；如果是域名，那么就需要`DNS`的；还有需要啰嗦的一点就是：注意你的网络良好、服务器是否访问、还有最为重要的分区说明。

- 好了，如果你确保上面问题，那么这个`demo`发生有趣的问题，就是不断来回升级，在两个分区跳转。。呵呵。

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### 九、工程截图：

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![](/contentImages/image/20180706/Et8DcxRrfz2kTSPmqgY.png)

本实例支付的费用只是购买源码的费用，如有疑问欢迎在文末留言交流，如需作者在线代码指导、定制等，在作者开启付费服务后，可以点击“购买服务”进行实时联系，请知悉，谢谢

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