描述

背景

當(dāng)您將數(shù)百個設(shè)備部署為 IoT 項目的一部分時，問題是如何將它們接入客戶的網(wǎng)絡(luò)并為設(shè)備提供最新的特定固件。

問題是您不知道設(shè)備將在何時何地首次啟動。

設(shè)備不知道 WiFi 參數(shù)，其固件可能已過時。

這就是ColdBoot提供幫助的地方。

所有信息都可以在：https ://github.com/arkhipenko/EspColdBoot

什么是冷啟動？

ColdBoot 是 ESP8266 或 ESP32 微控制器的預(yù)編譯固件，能夠快速收集：

• WiFi參數(shù)（SSID和密碼）
• 最新配置文件的 URL
• OTA更新服務(wù)器的URL

通過簡單的網(wǎng)絡(luò)表單從最終用戶那里獲得。

ColdBoot 的主要目標(biāo)是盡可能快速輕松地訪問 Wifi 并為特定設(shè)備提供最新固件。

ColdBoot 通過連接到 USB 或串行端口的終端窗口提供逐步說明（115200 bps 設(shè)置）

如何使用：

選項 1：將預(yù)編譯的二進(jìn)制文件直接上傳到芯片

選項 2：編譯并上傳提供的草圖。

可選：編輯data/config.json文件并使用上傳工具上傳到 SPIFFS

工藝流程

第 1 步：從 SPIFFS 中讀取配置

ColdBoot 嘗試從設(shè)備的 SPIFFS 文件系統(tǒng)中讀取配置文件。

配置文件應(yīng)命名為“ config.json ”，并應(yīng)位于根文件夾中。

配置文件是一個簡單的 JSON 數(shù)組，可以定義以下參數(shù)：

• “標(biāo)題” - 用于收集用戶參數(shù)的 Web 表單的標(biāo)題
• "SSID" - WiFi 網(wǎng)絡(luò) SSID
• “密碼” - WiFi密碼
• “Config” - 如果參數(shù)來自網(wǎng)絡(luò)，則配置文件的 URL
• “OTA” - OTA 固件配置 HTTP 服務(wù)器的 URL
• “fields” - 要在網(wǎng)絡(luò)表單上顯示的字段數(shù)

可以定義所有字段或字段的子集。后續(xù)流程可能會受到此文件的影響。

一個示例用例：

配置文件提供 Web 表單的標(biāo)題、最新配置的 URL，并將 Web 表單字段的數(shù)量限制為 2（SSID 和密碼）

{
  "Title"    : "My Amazing IoT device",
  "Config"   : "http://ota.home.lan/esp/config/",
  "fields"   : "2"
}

注意：要使用 SPIFFS 配置功能 - 根據(jù)需要編輯提供的data/config.json文件，并使用 Arduino IDE 中的 ESP8266 SPIFFS 上傳工具將 SPIFFS 圖像上傳到設(shè)備。

第 2 步：根據(jù) SPIFFS 配置連接到 WIFI

如果從 SPIFFS 讀取配置成功，則可能會在此處提供 SSID 和密碼，因此 ColdBoot 會嘗試連接到 WiFi。

如果 SPIFFS 不可用或config.json文件不可用，則跳過第 2 步。

第 3 步：用戶提供配置

如果設(shè)備在步驟 2 中能夠連接到 WiFi 網(wǎng)絡(luò)，則跳過此步驟。

此時，設(shè)備會創(chuàng)建一個 WiFi AP 點并創(chuàng)建一個簡單的 Web 表單，以便從用戶那里收集配置參數(shù)。AP SSID 為ESP8266-或ESP32-。（例如：ESP8266-dac26e）

最終用戶需要連接到 AP 并導(dǎo)航到http://10.1.1.1

?

完整的網(wǎng)絡(luò)表單如下所示：

?

基于步驟 1 示例config.json文件的簡化 Web 表單如下所示：

?

一旦用戶點擊提交按鈕，設(shè)備就會一次又一次地嘗試連接到 WiFi，直到成功。

設(shè)備將在 10 分鐘不活動后重新啟動。

第 4 步：從 HTTP 服務(wù)器讀取配置

如果提供了配置 URL，設(shè)備將嘗試從 HTTP 服務(wù)器讀取和解析配置參數(shù)。

這里有兩個選擇：

• 您可以提供到服務(wù)器的路徑，其中每個設(shè)備都存儲了特定的配置文件，或者
• 您可以直接提供配置文件的路徑（在這種情況下，多個設(shè)備可以讀取同一個文件）

如果僅提供文件夾路徑，ColdBoot將添加設(shè)備 ID 和版本，因此假定請求的配置是唯一的。例如，對于設(shè)備 ID ESP8266-dac26e，URL 將如下所示：

?http ://ota.home.lan/esp/config/coldboot-dac26e-1.0.0.json

（前提是http://ota.home.lan/esp/config/是你的配置服務(wù)器）

或者，您可以指定直接文件 URL，例如：

?http ://ota.home.lan/esp/config/iotdevice.json

如果ColdBoot確定未提供有效的 URL，則此步驟作為可選跳過。

第 5 步：從 OTA 服務(wù)器更新固件

此時，ColdBoot 假定存在一個指向可用的 OTA 更新服務(wù)器的有效 URL。

設(shè)備將嘗試根據(jù)提供的 URL 執(zhí)行 OTA 固件更新。

這里有兩個選擇：

• 您可以為每個設(shè)備提供存儲特定二進(jìn)制文件的服務(wù)器的路徑，或者
• 您可以直接提供二進(jìn)制文件的路徑（在這種情況下，多個設(shè)備可以基于同一個文件進(jìn)行更新）

如果僅提供文件夾路徑，ColdBoot將添加設(shè)備 ID 和版本，因此假定 OTA 請求是唯一的。例如，對于設(shè)備 ID ESP8266-dac26e，URL 將如下所示：

?http ://ota.home.lan/esp/bin/coldboot-dac26e-1.0.0.bin

（前提是http://ota.home.lan/esp/bin/是您的 OTA 服務(wù)器 URL）

或者，您可以指定直接文件 URL，例如：

?http ://ota.home.lan/esp/bin/iotdevice.bin

第 6 步：重新啟動

如果一切順利，則不應(yīng)執(zhí)行第 6 步，因為設(shè)備將在第 5 步成功 OTA 更新結(jié)束時重新啟動。

但是，如果 OTA 更新失敗，設(shè)備將等待 10 秒并重新啟動。

文件夾：

數(shù)據(jù)- 如果需要通過 SPIFFS 進(jìn)行配置，則將 SPIFFS 圖像上傳到設(shè)備。必須在根文件夾中包含一個名為config.json的 JSON 文件。

二進(jìn)制- 預(yù)編譯的 esp8266 二進(jìn)制（假設(shè) 4Mb 閃存大小、2Mb SPIFFS 大小、1Mb OTA 大?。梢宰鳛橹圃爝^程的一部分直接閃存到芯片中

例子：

下面是通過 ColdBoot 配置的真實設(shè)備的終端輸出。

請注意，在 OTA 完成后，應(yīng)用程序 ID 會更改為success-...。

ESP8266 ColdBoot v1.0.0

ESP8266 ID: ESP8266-dac26e

Full Application Version: coldboot-dac26e-1.0.0
---------------------------------------------

STEP 1:

 > Reading configuration file from SPIFFS if present
 > SUCCESS.

STEP 2:

 > Configuration read from SPIFFS:
 > Title	:	ColdBoot Initial Config
 > SSID	:	
 > Password	:	
 > Config	:	http://ota.home.lan/esp/config/
 > OTA	:	
 > fields	:	2
 > Current count = 6
 > Current size  = 157

 > Attempting WiFi connection ............................................................ WiFi connection timeout
 > WiFi connection unsuccessful.


STEP 3:

 > Provisioning configuration from the user

	Navigate to  http://10.1.1.1  and fill out the form
	Provide WiFi SSID and password
	as well as URLs for Configuration and/or OTA

 > Bootstrapping SUCCESS.
 > Configuration after Bootstrap:
 > Title	:	ColdBoot Initial Config
 > SSID	:	devices
 > Password	:	********
 > Config	:	http://ota.home.lan/esp/config/
 > OTA	:	
 > fields	:	2
 > Current count = 6
 > Current size  = 142

 > Attempting WiFi connection .............	WiFi connected
 > IP address: 192.168.122.65
 > SSID: devices
 > mac: 98:F4:AB:DA:C2:6E

STEP 4:

 > Checking if configuration should be read from an HTTP server
 > Attempting to read config from this URL:
   http://ota.home.lan/esp/config/coldboot-dac26e-1.0.0.json
 > SUCCESS.
 > Dictionary after HTTP config:
 > Title	:	ColdBoot Initial Config
 > SSID	:	devices
 > Password	:	********
 > Config	:	http://ota.home.lan/esp/config/
 > OTA	:	http://ota.home.lan/esp/bin/
 > fields	:	2
 > Current count = 6
 > Current size  = 148


STEP 5:

 > Checking for the OTA provisioning URL
 > Attempting OTA Update from this URL:
   http://ota.home.lan/esp/bin/coldboot-dac26e-1.0.0.bin

 ets Jan  8 2013,rst cause:2, boot mode:(3,7)

load 0x4010f000, len 3456, room 16 
tail 0
chksum 0x84
csum 0x84
va5432625
@cp:0
ld
ColdBoot v1.0.0

ESP8266 ID: ESP8266-dac26e
AppVersion: success-dac26e-1.0.0