15. WiFi和OTA的使用

ESP32的Arduino例程提供了OTA（On The Air upgrade，在线升级）的功能。

1. 什么是OTA？

我们BiBoard的配置是16MB的Flash，具体分区如下：

OTA主要操作OTAdata区域和APP1，APP2区域。原理是：

BiBoard运行含有OTA功能的固件，此时启动指向APP1区域。
通过WiFi向ESP32发送OTA指令，升级程序的二进制文件被传送到APP2区域。
如果APP2传输完毕并校验成功，OTAdata指向APP2区域，下次则从更新后的固件区域（APP2）启动，APP1数据保留。下次OTA将写入APP1区覆盖掉旧的固件。
如果因为网络传输错误导致APP2未传输完成，由于APP2没有通过校验，OTAdata没有指向APP2区域。复位启动后依然执行APP1区域的程序，损坏的APP2区域将在下次OTA的时候被全部擦写覆盖。

Arduino下的OTA操作

例程中首先配置WiFi，配置WiFi模式为STA（Station，基站模式）。启用WiFi函数并传入账户密码“WiFi.begin(ssid, password); ”

  Serial.println("Booting");
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.waitForConnectResult() != WL_CONNECTED) {
    Serial.println("Connection Failed! Rebooting...");
    delay(5000);
    ESP.restart();

当WiFi顺利连接上时，会在串口打印IP地址；如果连接错误，ESP32会重启。

例程中可以配置端口号，OTA密钥或密钥的哈希，以及OTA的区域及类型（默认注释掉的）。

  // Port defaults to 3232
  // ArduinoOTA.setPort(3232);

  // Hostname defaults to esp3232-[MAC]
  // ArduinoOTA.setHostname("myesp32");

  // No authentication by default
  // ArduinoOTA.setPassword("admin");

  // Password can be set with it's md5 value as well
  // MD5(admin) = 21232f297a57a5a743894a0e4a801fc3
  // ArduinoOTA.setPasswordHash("21232f297a57a5a743894a0e4a801fc3");

下面是几个类似回调函数的代码段，用于OTA各个阶段状态的判断。

  ArduinoOTA
    .onStart([]() {
      String type;
      if (ArduinoOTA.getCommand() == U_FLASH)
        type = "sketch";
      else // U_SPIFFS
        type = "filesystem";

      // NOTE: if updating SPIFFS this would be the place to unmount SPIFFS using SPIFFS.end()
      Serial.println("Start updating " + type);
    })
    .onEnd([]() {
      Serial.println("\nEnd");
    })
    .onProgress([](unsigned int progress, unsigned int total) {
      Serial.printf("Progress: %u%%\r", (progress / (total / 100)));
    })
    .onError([](ota_error_t error) {
      Serial.printf("Error[%u]: ", error);
      if (error == OTA_AUTH_ERROR) Serial.println("Auth Failed");
      else if (error == OTA_BEGIN_ERROR) Serial.println("Begin Failed");
      else if (error == OTA_CONNECT_ERROR) Serial.println("Connect Failed");
      else if (error == OTA_RECEIVE_ERROR) Serial.println("Receive Failed");
      else if (error == OTA_END_ERROR) Serial.println("End Failed");
    });

  ArduinoOTA.begin();

按照例程配置完之后，在loop中调用“ArduinoOTA.handle();”即可。后面的analogWrite函数是为了区别不同固件更新的效果（通过改变数值）。

void loop() {
  ArduinoOTA.handle();
  analogWrite(2, 127);    // test OTA firmware
}

第一次使用串口下载，调用的是python工具“esptool”。下载完成后即可使用OTA。在端口选项中会发现多出了一个基于IP地址的端口，这便是OTA的地址。

选择该地址，右下角变成ESP32 Dev Module on 你的BiBoard的IP地址（192.168.1.178）。

同时也会弹出：“Serial monitor is not supported on network ports such as 192.168.1.178 for the ESP32 Dev Module in this release（该版本无法使用基于网络的串口监视器）”的警告。

Arduino的ESP32 OTA仅适用于更新程序，无法完成串口调试工作。如果需要调试BiBoard请连接USB-C接口。

下载程序，如图所示。

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