esp32 SPIFFS安装sqlite esp32 server

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lanhy 2024-07-06 08:30:08

文章标签 ota 固件 html json 文章分类 计算机视觉人工智能

由于项目需要ESP32连接app进行OTA，为了支持AP模式下与STA模式下的本地局域网OTA功能（不需要OTA服务器）。
咨询乐鑫技术支持，ESP-IDF下没有该模式的官方例程。网上也一直没有找到相关例程，翻出来手册看了看倒也不难。基于esp-idf\examples\system\ota\native_ota_example与esp-idf\examples\http_server\file_serving两个例程，整理出来了这个demo分享并记录一下。

demo包含：

wifi连接初始化（包括AP模式和STA模式）
OTA服务器（端口89）：包含固件上传页面URI、POST文件接收URI、当前固件信息查询URI
固件上传html：为原生js实现，post文件上传，上传进度及速度显示，错误显示
固件诊断程序：通过将GPIO2拉高判断固件是否运行成功，若失败则回滚固件
BuildVer.sh：编译并根据编译时间生成版本号文件小工具

工程下载

ESP32 HttpServer模式下本地OTA 例程（基于ESP-IDF类似Arduino下OTAWebUpdater例程）

分区表

分区表相关配置自行度娘，为节省flash空间该demo未使用factory工厂分区，使用sta_0分区作为默认分区

Name	Type	SubType	Offset	Size	Flags
nvs	data	nvs	0x9000	16k
otadata	data	ota	0xd000	8k
ota_0	app	ota_0		1000k
ota_1	app	ota_1		1000k

部分代码如下

1. OTA服务器初始化

首先初始化三个URI并加载到89端口上启动服务器，另以防意外将最大连接客户端数量设置为1（config.max_open_sockets = 1）

void HttpOTA_server_init()
{
    httpd_config_t config = HTTPD_DEFAULT_CONFIG();
    config.max_open_sockets = 1;
    config.stack_size = 8192;
    config.server_port = 89;
    config.ctrl_port = 32779;
    
    ESP_LOGI(TAG, "Starting OTA server on port: '%d'", config.server_port);
    if (httpd_start(&HttpOTA_httpd, &config) == ESP_OK)
    {
        httpd_uri_t HttpOTA_uri = {         //OTA页面
        .uri = "/HttpOTAWeb",
        .method = HTTP_GET,
        .handler = HttpOTA_handler,
        .user_ctx = NULL
        };
        httpd_register_uri_handler(HttpOTA_httpd, &HttpOTA_uri);

        httpd_uri_t Now_uri = {         //当前固件信息
        .uri = "/Now",
        .method = HTTP_GET,
        .handler = Now_handler,
        .user_ctx = NULL
        };
        httpd_register_uri_handler(HttpOTA_httpd, &Now_uri);

        /* URI处理程序，用于将文件上传到服务器*/
        httpd_uri_t file_upload = {
            .uri       = "/upload",
            .method    = HTTP_POST,
            .handler   = upload_post_handler,
            .user_ctx  = NULL    
        };
        httpd_register_uri_handler(HttpOTA_httpd, &file_upload);
    }
}

2. 当前固件信息（以json字符串发送）

//当前固件信息
static esp_err_t Now_handler(httpd_req_t *req)
{
    httpd_resp_set_hdr(req, "Access-Control-Allow-Origin", "*");        //跨域传输协议

    static char json_response[1024];
    
    esp_app_desc_t running_app_info;
    const esp_partition_t *running = esp_ota_get_running_partition();
    esp_ota_get_partition_description(running, &running_app_info);

    char * p = json_response;
    *p++ = '{';
    p+=sprintf(p, "\"OTAsubtype\":%d,", running->subtype - ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN);     //OTA分区
    p+=sprintf(p, "\"address\":%d,", running->address);               //地址
    p+=sprintf(p, "\"version\":\"%s\",", running_app_info.version);   //版本号
    p+=sprintf(p, "\"date\":\"%s\",", running_app_info.date);         //日期
    p+=sprintf(p, "\"time\":\"%s\"", running_app_info.time);          //时间
    *p++ = '}';
    *p++ = 0;

    httpd_resp_set_type(req, "application/json");       // 设置http响应类型
    return httpd_resp_send(req, json_response, strlen(json_response));      //发送一个完整的HTTP响应。内容在json_response中
}

3. 固件上传页面

使用Esp32HttpWeb_OTA\main\html\www\compress_pages.sh工具压缩为.gz网页烧写。
注意： html中的中文会被压缩成乱码。
注意：需要在CMakeLfists.txt编译配置文件下注明该网页：

#嵌入二进制文件，该文件不会被格式化为c源文件，当前为压缩网页文件
set(COMPONENT_EMBED_FILES
    "html/www/HttpOTA.html.gz"
    )

固件上传页面URI：

//OTA 页面
static esp_err_t HttpOTA_handler(httpd_req_t *req)
{
    httpd_resp_set_hdr(req, "Access-Control-Allow-Origin", "*");        //跨域传输协议

    extern const unsigned char HttpOTA_html_gz_start[] asm("_binary_HttpOTA_html_gz_start");
    extern const unsigned char HttpOTA_html_gz_end[] asm("_binary_HttpOTA_html_gz_end");
    size_t HttpOTA_html_gz_len = HttpOTA_html_gz_end - HttpOTA_html_gz_start;

    httpd_resp_set_type(req, "text/html");
    httpd_resp_set_hdr(req, "Content-Encoding", "gzip");
    return httpd_resp_send(req, (const char *)HttpOTA_html_gz_start, HttpOTA_html_gz_len);
}

4. 固件接收URI

循环每次接收1k数据到缓冲区。当接收到完整固件头部后（接收包大于 sizeof(esp_image_header_t) + sizeof(esp_image_segment_header_t) + sizeof(esp_app_desc_t) ）
则判断固件是否合法（该固件仅判断了版本号是否为包含"ESP_"），可自行添加判断是否与正在运行固件版本号相同等，esp-idf\examples\system\ota\native_ota_example例程中包含相关代码。

/* 单个文件的最大大小*/
#define MAX_FILE_SIZE   (1000*1024) // 1000 KB
#define MAX_FILE_SIZE_STR "1000KB"
/* 暂存缓冲区大小*/
#define SCRATCH_BUFSIZE  1024
/*将文件上传到服务器的处理程序*/
uint8_t Upload_Timeout_num;
static esp_err_t upload_post_handler(httpd_req_t *req)
{
    httpd_resp_set_hdr(req, "Access-Control-Allow-Origin", "*");        //跨域传输协议
    esp_err_t err;
    esp_ota_handle_t update_handle = 0 ;
    const esp_partition_t *update_partition = NULL;
    char SendStr[100];
    Upload_Timeout_num = 0;
    /* 文件不能大于限制*/
    if (req->content_len > MAX_FILE_SIZE) {
        ESP_LOGE(TAG, "文件过大 : %d bytes", req->content_len);
        /* 回应400错误请求 */
        httpd_resp_send_err(req, HTTPD_400_BAD_REQUEST,
                            "File size must be less than"
                            MAX_FILE_SIZE_STR "!");
        /* 返回失败以关闭基础连接，否则传入的文件内容将使套接字繁忙 */
        return ESP_FAIL;
    }
    /*请求的内容长度给出了要上传的文件的大小*/
    int remaining = req->content_len;
    int received,L_remaining = remaining;
    bool image_header_was_checked = false;  //固件头检查标识
    char *OTA_buf = malloc(sizeof(char) * SCRATCH_BUFSIZE);
    while (remaining > 0) {

        // char str[6];
        // sprintf(str,"%.2f",(float)(L_remaining-remaining)/L_remaining*100);
        // ESP_LOGI(TAG, "剩余尺寸 : %d---%s%%", remaining,str);

        /* 将文件部分接收到缓冲区中 */
        if ((received = httpd_req_recv(req, OTA_buf, MIN(remaining, SCRATCH_BUFSIZE))) <= 0) {
            if (received == HTTPD_SOCK_ERR_TIMEOUT) {
                Upload_Timeout_num++;
                ESP_LOGE(TAG, "接收文件超时 %d", Upload_Timeout_num);
                /* 如果发生超时，请重试 */
                if (Upload_Timeout_num >= 3)
                {
                    Upload_Timeout_num = 0;
                    ESP_LOGE(TAG, "超时过多！");
                    httpd_resp_send_err(req, HTTPD_500_INTERNAL_SERVER_ERROR, "File receiving timeout!");
                    return ESP_FAIL;
                }
                continue;
            }
            /* 如果出现无法恢复的错误，请关闭并删除未完成的文件*/
            free(OTA_buf);
            ESP_LOGE(TAG, "文件接收失败!");
            /* 响应500内部服务器错误 */
            httpd_resp_send_err(req, HTTPD_500_INTERNAL_SERVER_ERROR, "Unable to receive file!");
            if(update_handle) esp_ota_end(update_handle);   //若已begin OTA则停止OTA
            return ESP_FAIL;
        }
        /*固件头校验*/
        //接收到固件头
        if (image_header_was_checked == false) {
            esp_app_desc_t new_app_info;    //存储新固件头
            if (received > sizeof(esp_image_header_t) + sizeof(esp_image_segment_header_t) + sizeof(esp_app_desc_t)) {

                esp_app_desc_t running_app_info;
                const esp_partition_t *running = esp_ota_get_running_partition();
                if (esp_ota_get_partition_description(running, &running_app_info) == ESP_OK)
                {
                    ESP_LOGI(TAG, "当前运行固件版本: %s", running_app_info.version);
                    ESP_LOGI(TAG, "当前运行固件编译时间: %s，%s", running_app_info.date, running_app_info.time);
                }
                // 通过下载检查新固件版本
                memcpy(&new_app_info, &OTA_buf[sizeof(esp_image_header_t) + sizeof(esp_image_segment_header_t)], sizeof(esp_app_desc_t));
                if (strstr(new_app_info.version, "ESP_") == NULL)  //版本错误
                {
                    ESP_LOGE(TAG, "新固件头错误");
                    httpd_resp_send_err(req, HTTPD_500_INTERNAL_SERVER_ERROR, "Firmware header error!");
                    return ESP_FAIL;
                }
                ESP_LOGI(TAG, "新固件版本: %s", new_app_info.version);
                ESP_LOGI(TAG, "新固件编译时间: %s, %s", new_app_info.date, new_app_info.time);

固件头校验完成后，配置新固件烧写目标分区并调用esp_ota_begin( )开始OTA，注意该步骤将擦除目标OTA分区。
注意： ESP32 OTA必须由esp_ota_begin( )开始并由esp_ota_end( )结束。

//返回下一个应使用新固件写入的OTA应用程序分区
#if 1
                //esp_ota_get_next_update_partition 自动选择下一个可用ota分区
                update_partition = esp_ota_get_next_update_partition(NULL);
                ESP_LOGI(TAG, "写入分区子类型 %#X 偏移 %#x", update_partition->subtype, update_partition->address);
                if (update_partition == NULL)
                {
                    httpd_resp_send_err(req, HTTPD_500_INTERNAL_SERVER_ERROR, "OTA Partition error!");
                    return ESP_FAIL;
                }
#else
                //手动选择ota分区
                if (running->subtype == ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_0)
                {
                    update_partition = esp_partition_find_first(ESP_PARTITION_TYPE_APP, ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_1, NULL);
                }else{
                    update_partition = esp_partition_find_first(ESP_PARTITION_TYPE_APP, ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_0, NULL);
                }
                ESP_LOGI(TAG, "写入分区子类型 %#X 偏移 %#x", update_partition->subtype, update_partition->address);
                if (update_partition == NULL)
                {
                    httpd_resp_send_err(req, HTTPD_500_INTERNAL_SERVER_ERROR, "OTA Partition error!");
                    return ESP_FAIL;
                }
#endif
                sprintf(SendStr, "To: OTA%d Ver: %s Time: %s, %s", 
                    update_partition->subtype - ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_MIN, 
                    new_app_info.version, new_app_info.date, new_app_info.time);

                //开始OTA OTA_SIZE_UNKNOWN将擦除整个分区
                err = esp_ota_begin(update_partition, OTA_SIZE_UNKNOWN, &update_handle);
                if (err != ESP_OK) {
                    char str[25];
                    sprintf(str, "esp_ota_begin failed (%s)", esp_err_to_name(err));
                    ESP_LOGE(TAG, "%s", str);
                    httpd_resp_send_err(req, HTTPD_500_INTERNAL_SERVER_ERROR, str);
                    return ESP_FAIL;
                }
                ESP_LOGI(TAG, "esp_ota_begin succeeded");

                image_header_was_checked = true;    //固件头验证完成 可自行添加版本比对
            }else{
                httpd_resp_send_err(req, HTTPD_500_INTERNAL_SERVER_ERROR, "received package is not fit len!");
                return ESP_FAIL;
            }
        }

循环将每次接收到的数据写入目标OTA分区 esp_ota_write( );

/*将固件分块写入OTA分区*/
        err = esp_ota_write(update_handle, (const void *)OTA_buf, received);
        if (err != ESP_OK) {
            char str[25];
            sprintf(str, "esp_ota_write failed (%s)", esp_err_to_name(err));
            ESP_LOGE(TAG, "%s", str);
            httpd_resp_send_err(req, HTTPD_500_INTERNAL_SERVER_ERROR, str);
            return ESP_FAIL;
        }
        /*跟踪剩余要上传的文件的剩余大小*/
        remaining -= received;
    }
    free(OTA_buf);
    ESP_LOGI(TAG, "文件接收完成: %dByte",L_remaining);

整个固件接收完成后调用esp_ota_end( )结束OTA并自动校验固件完整性。

err = esp_ota_end(update_handle);
    if (err != ESP_OK) {
        if (err == ESP_ERR_OTA_VALIDATE_FAILED) {
            ESP_LOGE(TAG, "Image validation failed, image is corrupted");
        }
        char str[25];
        sprintf(str, "esp_ota_end failed (%s)", esp_err_to_name(err));
        ESP_LOGE(TAG, "%s", str);
        httpd_resp_send_err(req, HTTPD_500_INTERNAL_SERVER_ERROR, str);
        return ESP_FAIL;
    }
    ESP_LOGI(TAG, "固件校验成功!");

最后调用esp_ota_set_boot_partition( )将otadata配置为新OTA分区（下次上电启动分区）
并软件复位 esp_restart();
注意： httpd_resp_sendstr后若无延时，客户端网页将接受不到成功回复。

err = esp_ota_set_boot_partition(update_partition);
    if (err != ESP_OK) {
        char str[50];
        sprintf(str, "esp_ota_set_boot_partition failed (%s)", esp_err_to_name(err));
        ESP_LOGE(TAG, "%s", str);
        httpd_resp_send_err(req, HTTPD_500_INTERNAL_SERVER_ERROR, str);
        return ESP_FAIL;
    }
    // httpd_resp_sendstr(req, "OTA successfully");
    httpd_resp_sendstr(req,SendStr);
    vTaskDelay(500 / portTICK_PERIOD_MS);   //延时等待消息发送
    ESP_LOGI(TAG, "准备重启系统!");
    esp_restart();
    return ESP_OK;
}