代码收藏家技术教程 2023-08-13

ESP32 OTA升级教程及步骤详解

一、ESP32 OTA升级原理

1. ESP32固件编译

2. 固件的远程传输

二、基于ESP32HTTPUpdate库的OTA升级

OTA(Over-The-Air)升级，是指通过无线网络对设备进行在线的升级。通俗的说，就是通过网络对设备进行在线升级，而不需要连接设备的 USB 接口或者其他的 JTAG/SWD 等工具。ESP32作为一款功能强大的单片机，具有WiFi和蓝牙通信功能，因此可以实现OTA升级。本文将介绍ESP32如何实现OTA升级，包括代码示例，代码讲解以及注意事项等等。

一、ESP32 OTA升级原理

ESP32 OTA升级主要分为两步：编写固件与固件的远程传输。ESP32固件编译生成APP BIN文件，通过网络传输升级至ESP32控制的设备。以下分别对两个步骤进行详细的讲解。

1. ESP32固件编译

ESP32固件编译主要是生成一个APP BIN文件，用于进行OTA升级。在进行OTA升级之前，必须编译出可供 OTA 升级用的APP BIN 文件。这个 APP BIN 文件一定要经过gen_esp32part.py 转换成 .bin 的格式，否则会导致 STM32Flash 工具无法烧录进去。

ESP32项目中需要在 menuconfig 里面配置OTA选项，具体配置如下：

① 进入 Component Config -> ESP32-specific，将Serial flasher config选项打开。

② 进入 Component Config -> OTA update，根据需要进行相应的配置。

在进行OTA升级之前，需要在ESP32的bootloader中配置OTA服务器地址信息。在bootloader中，有两种方式可以配置OTA服务器地址：在项目中使用idf.py set-target 和 idf.py set-extras 命令设置OTA服务器地址，或者将OTA服务器地址写入到ESP32的EEPROM中。并且，在OTA升级期间，ESP32需要连接到WiFi网络，以保证能够成功连接到OTA服务器。

2. 固件的远程传输

固件远程传输主要是将编译好的APP BIN文件通过网络传输到ESP32控制的设备中。在ESP32中，可以使用Arduino框架或者ESP-IDF进行OTA升级。本文主要介绍Arduino框架下的OTA升级。

在Arduino IDE中，可以通过ESP32HTTPUpdate库或ESP32OTA库实现OTA升级。其中，ESP32HTTPUpdate库可以从指定的URL下载固件并进行升级；ESP32OTA库可以通过WiFi和MDNS查找到可 OTA 升级的设备，并进行OTA升级。

二、基于ESP32HTTPUpdate库的OTA升级

1. 硬件准备

在进行OTA升级之前，需要将ESP32与LED灯连接起来，下面是具体的连接方式：

① 将LED正极连接到GPIO13

② 将LED负极通过220欧姆的电阻连接到地线

2. 软件实现

在实现OTA升级功能之前，需要在Arduino IDE中安装ESP32HTTPUpdate库。然后，可以运行以下代码，实现OTA升级功能：

#include <WiFi.h>
#include <HTTPClient.h>
#include <ESP32httpUpdate.h>
const char* ssid = "你的WiFi名称";
const char* password = "你的WiFi密码";
const char* serverUrl = "http://你的OTA服务器URL/OTA.bin";
void setup() 
{
    Serial.begin(9600);
    WiFi.begin(ssid, password);
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 
    {
        delay(1000);
        Serial.println("Connecting to WiFi..");
    }
    Serial.println("Connected to WiFi");
    Serial.println("Checking for updates...");
    t_httpUpdate_return ret = ESPhttpUpdate.update(serverUrl);
    switch(ret) 
    {
        case HTTP_UPDATE_FAILED:
            Serial.printf("HTTP_UPDATE_FAILED Error (%d): %s\n", ESPhttpUpdate.getLastError(), ESPhttpUpdate.getLastErrorString().c_str());
            break;
        case HTTP_UPDATE_NO_UPDATES:
            Serial.println("HTTP_UPDATE_NO_UPDATES");
            break;
        case HTTP_UPDATE_OK:
            Serial.println("HTTP_UPDATE_OK");
            break;
    }
}
void loop() 
{
}

在上述代码中，首先需要通过WiFi连接到指定的SSID和密码。然后，调用ESPhttpUpdate类的update函数，将OTA服务器的URL传递给它。

update函数将会下载固件文件，并将其写入到OTA分区中。如果一切顺利，update函数会返回HTTP_UPDATE_OK。如果发生了错误，ESP32会尝试异步升级，直到升级成功或是到达最大错误重试次数。

最后，需要在串口监视器中查看OTA升级的结果。如果升级成功，将看到HTTP_UPDATE_OK消息。

三、注意事项

在使用ESP32进行OTA升级时，需要注意以下几点：

1. 升级文件大小限制

在进行OTA升级之前，需要先执行 menuconfig 并优化分区表。具体的操作如下：

进入目录：IDF_PATH/components/partition_table

 执行命令：python partition_table_generator.py -q

这条命令会根据 components/partition_table/template.csv 生成 components/partition_table/partitions_two_ota.csv 文件。之后打开 menuconfig，设置 “Partition Table”(分区表)，选择 “Custom partition table CSV”。如下所示：

我的自定义分区表csv文件的内容如下：
# Name, Type, SubType, Offset, Size, Flags
nvs, data, nvs, 0x9000, 0x6000,
otadata, data, ota, 0xf000, 0x2000,
app0, app, ota_0, 0x10000, 1000K,
app1, app, ota_1, ,1000K,