4. 微信小程序OTA升级及NRF_DFU协议搭建
介绍:
OTA空中升级是进行设备固件更新的重要途径之一,其中升级平台多种多样
大部分都是有自有的APP和设备进行通讯升级;用户需要下载其对应的APP,使用起来相对比较麻烦
市面上的OTA升级大部分是通过蓝牙升级,其中有的传输走的经典蓝牙SPP,有的传输走的低功耗蓝牙BLE;两者各有其优势,经典蓝牙SPP传输速率较快,相对的升级等待体验较好,BLE传输升级速率相对较慢,不过使用简单方便
本文主要介绍通过微信小程序进行OTA升级,使用微信的BLE蓝牙进行通信传输(因为现如今微信已成为手机必备APP,用户无需再另外安装APP,用户使用便捷体验比较好,所以采用微信平台是比较好的选择,微信官方公布以后也会支持经典蓝牙,目前支持BLE)设备端则用nrf52832,通过NRF DFU协议实现固件升级。同时介绍NRF的升级模式
4.1. 搭建自己的微信蓝牙小程序
关于搭建微信小程序环境官网有详细的搭建步骤可点击连接
如下:
使用官方提供的蓝牙例程
在注册完小程序账号以及下载完微信开发者平台后可以直接跳到连接硬件能力这个标题介绍:
如下:
里面有关于蓝牙方面的基础简单介绍,拉到最下底部有示例代码,可点击在开发者工具中预览效果:会调出微信开发者平台,里面有Beacon的示例代码,不过本文使用的例程是Central角色,因此可以跳到API选项中唤起Central例程的选项
如下:
唤起微信开发者平台如下:
使用此例程需要一些BLE蓝牙基础知识:此例程可发现周围设备并且连接它
至此我们已经可以通过此例程开发我们的蓝牙OTA小程序了
4.2. NRF DFU
DFU(Device Firmware Update)是设备固件升级的英文解释,升级传输的方式有许多种比如USB、SD卡,SPI、串UART以及通过无线传输,
无线传输升级统称OTA (Over the Air)DFU,为了方便起见我们用OTA来指代固件空中升级。OTA的传输媒介也有许多种,例如蓝牙和无线电等,其中常用的蓝牙、又可用传统蓝牙SPP和低功耗蓝牙BLE
NRF DFU原理介绍
NRF的DFU分为两种模式分别是dual bank和single bank模式,
升级流程
Dual bank
dual bank是升级时系统先进入bootloader ,把新固件下载下来,校验成功后再把老固件升级新系统,dual bank在空间剩余多的情况下使用起来方便许多,提供比较好的升级体验
Single bank
Single bank升级时也是先进入bootloader,然后把老系统的空间擦除,将接收到的数据写入进去,相对比较dual bank,single bank使用的空间更少,适合APP应用程序比较大的时候使用,但是缺点就是一旦传输过程中出现失败,则老的APP程序无法使用,只能待在bootloader中
如下图所示:
Dual bank APP应用程序升级方式
Single bank APP应用程序升级方式
值得注意的时以上是升级用户程序的APP的方式,有时还需要升级SoftDevice和bootloader(SoftDevice是协议栈部分,bootloader为引导APP程序)
Dual bank 升级SoftDevice和bootloader方式
可以看出升级SoftDevice和bootloader时是需要擦除用户程序的
参考官方介绍[点击链接](Nordic Semiconductor Infocenter)
Bank擦写流程
第一步:升级前应用程序放在Bank0而Bank1的空间为空的,如下图所示:
第二步:当bootloader 进入DFU模式时会先擦除Bank1清空用于存放需要更新的应用程序,如下图所示:
第三步:开始将接收到的新应用程序逐步写入Bank1,如下图所示:
第四步:将完整的通过校验的新应用程序都接收完成并写入Bank1后,此时存在新旧两份完整的应用程序,旧的程序仍可以运行,如下图所示:
第五步:开始擦除旧的应用程序也就是Bank0,如下图所示:
第六步:开始将Bank1的应用程序写入到Bank0中,此时如果产生失败则开机会一直待在bootload DFU中直至将Bank 1写入到Bank0中。如下图所示:
第七步:当彻底将bank1写入到bank0后,bank1中的数据不会擦除,等下次升级进入bootdoad DFU 模式时才将其擦除
NRF OTA DFU Profile介绍
上面介绍了关于DFU的原理,那么如果想要微信和nrf设备进行通信交互,还需要相关的OTA通信协议
BLE DFU Service
设备端进行描述服务的内容
[参考链接](Nordic Semiconductor Infocenter)
BLE DFU Profile
[参考链接](Nordic Semiconductor Infocenter)