NB-IOT开发|nbiot开发教程《五》nbiot(移远BC26)电信物联网平台实现MCU固件在线升级(STM32L051+BC26)

嵌入式开发中我们要时刻保持代码的高效与整洁
 
看之前，先点赞
好习惯，要养成

一、前言

    嵌入式开发中我们要时刻保持代码的高效与整洁。为什么要有在线升级和为什么要进行在线升级，在这不多说，产品的开发中，在线升级是非常重要的。我们先看下实际效果。

                                    

二、SOTA升级

    中国电信物联网使能平台（以下简称“平台”）提供了基于LWM2M的固件升级功能，用于模组的固件升级。但是由于多数模组并未提供升级接口给MCU，所以MCU升级只能基于应用层来实现升级，为了避免和模组的升级混淆，我们把MCU的升级称为软件升级。支持LWM2M协议的设备升级。

具体软件包制作参考:https://help.ctwing.cn/kong-zhi-tai-shou-ce/she-bei-guan-li/sotasheng-ji.html

具体升级协议参考:https://support.huaweicloud.com/usermanual-IoT/iot_01_0047_3.html

    设备的OTA软件升级是基于华为定义的PCP协议进行的，设备侧需根据PCP协议定义的交互流程进行适配开发。下面我们将结合物联网平台与设备的软件升级交互流程，介绍终端设备将如何基于PCP协议构建交互过程中的请求消息和应答消息，帮助您更好的根据PCP协议进行终端侧的软件升级功能开发。

下面我们先了解下PCP消息的结构，PCP协议的请求消息和应答消息都遵循相同的消息结构，主要由这几部分组成：     

PCP协议消息由：起始标识位、版本号、消息码、校验码、数据区长度和数据区组成，各字段的要求和描述如下表所示。

字段名	字段类型	描述和要求
起始标识	WORD	起始标识，固定为0XFFFE。
版本号	BYTE	高四位预留；低四位表示协议版本号，当前为1。
消息码	BYTE	标识物联网平台与设备之间的请求消息类型，应答消息的消息码和请求消息相同。消息码的定义为： 0-18：预留消息码，暂未使用。 19：查询设备版本。 20：下载新版本软件包通知。 21：请求下载升级包。 22：上报升级包下载结果。 23：执行软件升级。 24：上报升级结果。 25-127：预留消息码，暂未使用。
校验码	WORD	从起始标识到数据区的最后一个字节的CRC16校验值，计算前先把校验码字段置为0，计算完成后把结果写到校验码字段。
数据区长度	WORD	数据区的长度。
数据区	BYTE[n]	可变长度，具体由各个指令定义，可参考下面介绍的各个指令对应的请求消息和应答消息定义。

(1)查询设备版本消息

请求消息：

方向：平台->设备

字段	数据类型	描述及要求
无数据区

响应消息：

方向：设备->平台

字段	数据类型	描述及要求
结果码	BYTE	“0X00”处理成功
当前版本号	BYTE[16]	当前版本号，由ASCII字符组成，位数不足时，后补“0X00”。

说明： 

• 正常处理：平台根据版本号判断设备是否需要升级，如果需要，下发请求升级。
• 异常处理：如果响应超时，平台中止升级任务。

(2)新版本通知消息

请求消息：

方向：平台->设备

字段	数据类型	描述及要求
目的版本号	BYTE[16]	目的版本号，由ASCII字符组成，位数不足时，后补“0X00”。
升级包分片大小	WORD	每个分片的大小
升级包分片总数	WORD	升级包分片总数
升级包校验码	WORD	升级包校验码。用户上传升级包时，需要在升级包描述文件里填写校验码

应答消息：

方向：设备->平台

字段	数据类型	描述及要求
结果码	BYTE	“0X00”允许升级 “0X01”设备使用中 “0X02”信号质量差 “0X03”已经是最新版本 “0X04”电量不足 “0X05”剩余空间不足 “0X09”内存不足 “0X7F”内部异常

说明： 

• 正常处理：如果设备不允许升级，平台中止升级任务。
• 异常处理：如果响应超时，而且没收到请求升级包消息，平台中止升级任务。

(3)请求消息包消息

请求消息：

方向：设备->平台

字段	数据类型	描述及要求
目的版本号	BYTE[16]	目的版本号，由ASCII字符组成，位数不足时，后补“0X00”。
分片序号	WORD	表示请求获取的分片序号，从0开始计算，分片的总数为软件包大小除以每个分片的大小并向上取整获得。设备可以保存已经收到的分片，下次直接从缺失的分片开始请求，达到断点续传的效果。

响应消息：

方向：平台->设备

字段	数据类型	描述及要求
结果码	BYTE	0X00处理成功。 0X80升级任务不存在。 0X81指定的分片不存在。
分片序号	WORD	表示返回的分片序号。
分片数据	BYTE[n]	分片的内容，n为实际的分片大小。如果结果码不为0，则不带此字段。

(4)上报升级包下载状态消息

请求消息：

方向：设备->平台

字段	数据类型	描述及要求
下载状态	BYTE	0X00下载成功。 0X05剩余空间不足。 0X06下载超时。 0X07升级包校验失败。 0X08升级包类型不支持。

响应消息：

方向：平台->设备

字段	数据类型	描述及要求
结果码	BYTE	0X00处理成功。 0X80升级任务不存在。

(5)执行升级消息

请求消息：

方向：平台->设备

字段	数据类型	描述及要求
无数据区

响应消息：

方向：设备->平台

字段	数据类型	描述及要求
结果码	BYTE	0X00处理成功。 0X01设备使用中。 0X04电量不足。 0X05剩余空间不足。 0X09内存不足。

(6)上报升级结果消息

请求消息：

方向：设备->平台

字段	数据类型	描述及要求
结果码	BYTE	0X00升级成功。 0X01设备使用中。 0X04电量不足。 0X05剩余空间不足。 0X09内存不足。 0X0A安装升级包失败。 0X7F内部异常。
当前版本号	BYTE[16]	设备当前版本号。

响应消息：

方向：平台->设备

字段	数据类型	描述及要求
结果码	BYTE	0X00处理成功。 0X80升级任务不存在。

三、MCU功能实现（STM32L051）

(1)MCU的FLASH划分

                                                          

(2)MCU执行流程

                                                            

通过流程可以看到，即使在升级过程中出现异常或者断网都不会影响设备的正常运行。

四、代码实现

   代码的实现都是基于前面介绍的AT指令状态机和cola_os，请自行阅读前面的文章。

  NB-IOT开发|nbiot开发教程《三》AT指令类模组驱动-STM32实现AT指令状态机

  嵌入式开发--300行代码实现操作系统cola_os