物联网开发平台设备 OTA 实践-实践教程-文档中心-腾讯云

概述
OTA（Over-The-Air）是一种无线下载并安装新软件或更新现有软件的技术。在物联网（IoT）领域，OTA 技术被广泛应用于设备固件的远程更新，使得设备可以在不需要物理接触的情况下，接收并安装新的固件版本。
﻿腾讯云物联网开发平台支持了完善的设备 OTA 能力，本实践以 ESP32S3-BOX3 硬件为载体，详细介绍 OTA 的实现细节。通过本实践可以快速理解腾讯云物联网开发平台的 OTA 升级步骤和实现流程，使目标设备可以快速集成 OTA 能力。
硬件简介
﻿
﻿
﻿
ESP-BOX 是乐鑫科技推出的面向 AIoT、边缘 AI 和 IIoT 应用的开发平台。ESP32-S3-BOX、ESP32-S3-BOX-Lite 和 ESP32-S3-BOX-3 是为该平台设计的系列开发板，它们基于乐鑫强大的 ESP32-S3 Wi-Fi + Bluetooth 5（LE） SoC 构建，并拥有紧凑美观的外壳结构。借助多功能配件和 ESP-BOX 项目内的可靠例程，这些开发板既适用于构建新项目原型，也适用于打造复杂的物联网系统，提供了形式上和功能上的平衡。
关于此硬件的更多资料，请访问GitHub仓库获取。
OTA实现原理&升级流程概述
设备在通过MQTT成功连接到云平台后，需要订阅 ota 的 topic 用来接收 ota 升级请求和上报升级进度。
﻿
﻿
﻿
下发的固件信息中包含固件的下载地址、MD5 校验值和固件大小。拿到这些信息后就可以通过 HTTP 来下载固件并校验固件的完整性。一个完整的设备升级流程如下图所示：
﻿
﻿
﻿
说明：
这里的升级流程执行的前提是设备成功接入腾讯云物联网开发平台，并订阅了 OTA 的 topic。
实践步骤
1. 静默升级
1. 联系腾讯云物联网开发平台的销售或 提交工单，获取本实践的相关代码（基于乐鑫的 esp-box 开发，客户也可以自行适配）
2. 登录 腾讯云物联网开发平台，新建设备并获取到设备的三元组信息，相关操作可以参考 使用MQTT物模型接入平台 。
﻿
﻿
﻿
3. 将上一步生成的三元组信息，替换工程中的三元组，并填入当前网络环境的路由器信息，让设备正常接入云平台。
// 腾讯云物联网开发平台三元组信息
#define YOUR_PRODUCT_ID     "产品ID"
#define YOUR_DEVICE_NAME    "设备名称"
#define YOUR_DEVICE_SECRET  "设备密钥"
#define YOUR_PRODUCT_SECRET "PRODUCT_SECRET"
﻿
// 路由器信息
#define YOUR_SSID     "L-004"
#define YOUR_PASSWORD "iot2021$"
4. 设备正常上线后，会上报当前的版本号。
﻿
﻿
﻿
5. 修改工程的系统版本号，重新编译生成一个待升级的固件。
#define FW_RUNNING_MCU_VERSION    "mcu_v1.0.1"  // 待升级的固件号
重新编译后，生成我们需要的上传云平台的固件：
 $ idf.py build
Executing action: all (aliases: build)
Running ninja in directory E:\\GitHub\\tc-iot-explorer-for-esp32-box3\\examples\\tc-iot-explorer-ota\\build
Executing "ninja all"...
[2/5] cmd.exe /C "cd /D E:\\GitHub\\tc-iot-explorer-for-esp32-box3\\examp...er-for-esp32-box3/examples/tc-iot-explorer-ota/build/explorer_ota.bin 
explorer_ota.bin binary size 0x135500 bytes. Smallest app partition is 0x200000 bytes. 0xcab00 bytes (40%) free.
[1/1] cmd.exe /C "cd /D E:\\GitHub\\tc-iot-explorer-for-esp32-box3\\examp...p32-box3/examples/tc-iot-explorer-ota/build/bootloader/bootloader.bin 
Bootloader binary size 0x5720 bytes. 0x28e0 bytes (32%) free.
﻿
Project build complete. To flash, run:
 idf.py flash
or
 idf.py -p PORT flash
or
 python -m esptool --chip esp32s3 -b 460800 --before default_reset --after hard_reset write_flash --flash_mode dio --flash_size 16MB --flash_freq 80m 0x0 build\\bootloader\\bootloader.bin 0x8000 build\\partition_table\\partition-table.bin 0x10000 build\\ota_data_initial.bin 0x20000 build\\explorer_ota.bin 0x420000 build\\storage.bin
or from the "E:\\GitHub\\tc-iot-explorer-for-esp32-box3\\examples\\tc-iot-explorer-ota\\build" directory
 python -m esptool --chip esp32s3 -b 460800 --before default_reset --after hard_reset write_flash "@flash_args"
注意：
1. 对于 ESP32 系列来说，我们升级只需要工程名.bin即可，对于当前工程来说，我们只需要 build\\explorer_ota.bin。
2. 这里修改版本号只是为了直观的验证升级成功与否，正常的开发流程下需要将待升级的固件上传云平台。
6. 将待升级的固件上传到控制台
﻿
﻿
﻿
7. 确保设备正常上线，然后点击升级固件升级。
﻿
﻿
﻿
说明：
1. 待升级版本号：等待升级的设备版本号，这里的设备版本号就是设备上电上报的固件版本号，如果这里下拉菜单找不到待升级版本号，则需要确认设备连接云平台后，是否正确上报了固件版本号。
2. 升级范围：选择全部设备，则将当前产品下，上报此版本号的全部设备，都会推送升级请求。选择指定设备，则只给被指定的设备推送升级请求。
3. 升级确认：选择静默升级，则创建完升级任务后，后天会直接推送升级请求给设备，完成设备升级，整个过程用户无感知。选择用户确认升级，则需要在连连小程序（用户自主小程序）上点击确认升级按钮后，后台才开始下发设备升级请求，完成设备升级。
﻿
﻿
﻿
8. 设备收到固件升级请求后，会从 cos 拉取固件，并上报升级进度。
﻿
﻿
﻿
设备升级界面如下：
﻿
﻿
﻿
同时，在控制台也可以看到当前的升级进度：
﻿
﻿
﻿
9. 设备升级完成后，会校验固件完整性，校验通过后会重启设备，运行新固件。并上报固件版本号：
{"type": "report_version", "report":{"version":"mcu_v1.0.1", "fw_type":"mcu"}}
同时在控制台也可以查询升级任务状态已变为成功：
﻿
﻿
﻿
在设备详情页也可以查看设备当前版本号：
﻿
﻿
﻿
﻿
2. 用户确认升级
1. 前面的1~6步骤同上，在创建升级任务时，选择用户确认升级。
﻿
﻿
﻿
2. 以连连小程序为例，找到我们创建的设备，展示设备二维码，使用连连小程序扫一扫添加设备。
﻿
﻿
﻿
说明：
如果设备是通过连连小程序配网连接的网络，则可以省略该步骤，因为在配网完成后，会自动将此设备加入连连家庭，可以在连连小程序上直接找到该设备。
3. 在连连小程序上找到该设备，点击进入设备详情页，会弹出设备升级提示，点击立即升级。
﻿
﻿
﻿
说明：
如果这里没有弹出固件升级的提示框，则点击右上角的三个点进入设备详情页，然后点击固件升级来手动检查升级。
4. 连连小程序会显示下载进度，直到下载完成，在设备详情页点击固件升级可以查看到最新的固件版本号。
﻿
﻿
﻿
﻿
﻿
﻿
﻿
﻿
断点续传
在弱网环境或者是设备意外断电的情况下，设备下次上电后，上报完当前的固件版本号都会触发设备升级的任务，然后设备就可以收到平台推送的升级请求，在拉取固件前，设备可以读取当前已下载的固件大小，然后决定是否从当前已下载的固件断点处继续传输。断点续传的流程如下所示：
﻿
﻿
﻿
不论是手动确认升级还是静默升级，设备都是支持断点续传的。在上面的升级过程中，可以认为复位开发板，观察到如下日志，说明设备是从断点处开始拉取固件：
DBG|1970-01-01 00:00:07|mqtt_client_publish.c|qcloud_iot_mqtt_publish(339): publish topic seq=2289|topicName=$ota/report/3BY0T9892B/esp32c3_test|payload={"type": "report_version", "report":{"version":"module_v1.0.0", "fw_type":"module"}}
INF|1970-01-01 00:00:07|iot_explorer.c|_event_handler(107): publish success, packet-id=2288
DBG|1970-01-01 00:00:07|ota_mqtt.c|_otamqtt_upgrage_cb(111): topic=$ota/update/3BY0T9892B/esp32c3_test
INF|1970-01-01 00:00:07|ota_mqtt.c|_otamqtt_upgrage_cb(112): len=91, topic_msg={"type":"report_version_rsp","version":"mcu_v1.0.0","result_code":0,"result_msg":"success"}
INF|1970-01-01 00:00:07|ota_client.c|_ota_callback(104): Report version success!
INF|1970-01-01 00:00:07|iot_explorer.c|process_ota(420): wait for ota upgrade command...
INF|1970-01-01 00:00:08|iot_explorer.c|_event_handler(107): publish success, packet-id=2289
DBG|1970-01-01 00:00:08|ota_mqtt.c|_otamqtt_upgrage_cb(111): topic=$ota/update/3BY0T9892B/esp32c3_test
INF|1970-01-01 00:00:08|ota_mqtt.c|_otamqtt_upgrage_cb(112): len=475, topic_msg={"file_size":1256480,"fw_type":"mcu","md5sum":"a50b4************************e4279","type":"update_firmware","url":"http://ota-1255858890.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/96666666666_3BY0T9892B_mcu_v1.0.1?sign=q-sign-algorithm%3Dsha1%26q-ak%3D**********************************%26q-sign-time%3D1706600608%3B1706687008%26q-key-time%3D1706600608%3B1706687008%26q-header-list%3D%26q-url-param-list%3D%26q-signature%3D0b3e19baf98c14325b
DBG|1970-01-01 00:00:08|ota_mqtt.c|_otamqtt_upgrage_cb(111): topic=$ota/update/3BY0T9892B/esp32c3_test
INF|1970-01-01 00:00:08|ota_mqtt.c|_otamqtt_upgrage_cb(112): len=94, topic_msg={"type":"report_version_rsp","version":"module_v1.0.0","result_code":0,"result_msg":"success"}
INF|1970-01-01 00:00:08|ota_client.c|_ota_callback(84): In downloading or downloaded state
INF|1970-01-01 00:00:08|iot_explorer.c|process_ota(420): wait for ota upgrade command...
DBG|1970-01-01 00:00:08|iot_explorer.c|_get_local_fw_info(294): read /data/FW_mcu_v1.0.1.json: {"version":"mcu_v1.0.1", "downloaded_size":208896}
DBG|1970-01-01 00:00:08|iot_explorer.c|_get_local_fw_info(315): get local size : 208896 
INF|1970-01-01 00:00:08|iot_explorer.c|_update_fw_downloaded_size(338): calc MD5 for resuming download from offset: 208896
DBG|1970-01-01 00:00:08|iot_explorer.c|_cal_exist_fw_md5(226): total read: 208896
DBG|1970-01-01 00:00:08|iot_explorer.c|_update_fw_downloaded_size(347): local MD5 update done!
DBG|1970-01-01 00:00:08|ota_client.c|IOT_OTA_StartDownload(372): to download FW from offset: 208896, size: 1256480
INF|1970-01-01 00:00:08|HAL_TCP_lwip.c|HAL_TCP_Connect(93): connected with TCP server: ota-1255858890.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com:80
DBG|1970-01-01 00:00:08|utils_httpc.c|qcloud_http_client_connect(739): http client connect success
DBG|1970-01-01 00:00:08|iot_explorer.c|process_ota(451): remote fw type : 1 mcu
DBG|1970-01-01 00:00:09|mqtt_client_publish.c|qcloud_iot_mqtt_publish(346): publish packetID=0|topicName=$ota/report/3BY0T9892B/esp32c3_test|payload={"type": "report_progress", "report": {"progress": {"state":"downloading", "percent":"16", "result_code":"0", "result_msg":""}, "fw_type":"mcu","version": "mcu_v1.0.1"}}
DBG|1970-01-01 00:00:09|iot_explorer.c|_update_local_fw_info(261): update : {"version":"mcu_v1.0.1", "downloaded_size":212992} to /data/FW_mcu_v1.0.1.json
DBG|1970-01-01 00:00:10|iot_explorer.c|_update_local_fw_info(261): update : {"version":"mcu_v1.0.1", "downloaded_size":217088} to /data/FW_mcu_v1.0.1.json
DBG|1970-01-01 00:00:11|mqtt_client_publish.c|qcloud_iot_mqtt_publish(346): publish packetID=0|topicName=$ota/report/3BY0T9892B/esp32c3_test|payload={"type": "report_progress", "report": {"progress": {"state":"downloading", "percent":"17", "result_code":"0", "result_msg":""}, "fw_type":"mcu","version": "mcu_v1.0.1"}}
DBG|1970-01-01 00:00:11|iot_explorer.c|_update_local_fw_info(261): update : {"version":"mcu_v1.0.1", "downloaded_size":221184} to /data/FW_mcu_v1.0.1.json
DBG|1970-01-01 00:00:12|iot_explorer.c|_update_local_fw_info(261): update : {"version":"mcu_v1.0.1", "downloaded_size":225280} to /data/FW_mcu_v1.0.1.json
DBG|1970-01-01 00:00:12|mqtt_client_publish.c|qcloud_iot_mqtt_publish(346): publish packetID=0|topicName=$ota/report/3BY0T9892B/esp32c3_test|payload={"type": "report_progress", "report": {"progress": {"state":"downloading", "percent":"18", "result_code":"0", "result_msg":""}, "fw_type":"mcu","version": "mcu_v1.0.1"}}
﻿
设备 OTA 实践

本页目录：

概述

硬件简介

OTA实现原理&升级流程概述

实践步骤

1. 静默升级

2. 用户确认升级

断点续传
