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在實現了基於YModem和XModem協議的單片機代碼更新之後就在琢磨如何真正實現遠程升級，直接通過網絡就可以更新代碼。
參考了網上很多關於WIFI通信升級的帖子，先梳理了一下WiFi通信升級的流程，然後開始着手實現這一功能。
首先是WiFi通信模塊的通信工具的選擇，我這裏選用的是ESP8266。
然後是通信協議的選擇，可以選擇自定義通信協議，不過因爲ESP8266模塊有MQTT的庫可以直接調用，因此這裏我選用的是MQTT協議作爲WiFi模塊和服務器之間的通信協議。
一、WiFi模塊的選用與介紹
我選用的是基於樂鑫esp8266的NodeMcu開發板，具有GPIO、PWM、I2C、1-Wire、ADC等功能，結合NodeMcu 固件爲原型開發提供最快速的途徑。
官方網站：
NodeMcu --像Arduino一樣簡單的開源可編程固件
NodeMcu開發板操作起來很簡單，使用Lua腳本語言對其進行操作。如果沒有入這款開發板，直接用ESP8266接上必要的外圍電路，然後利用ESP8266的串口就可進行燒寫了。如此要使用NodeMcu的固件只需要將其固件燒寫到ESP8266上即可。下面將介紹NodeMcu固件庫的燒寫過程。
二、ESP8266的固件擦除與燒寫
1、ESP8266 Flash擦除工具的安裝與使用。
在寫ESP8266的控制代碼時，偶爾會遇到需要徹底擦除Flash裏的內容，然後重新燒寫的情況，這裏介紹一款比較好用的Flash擦除工具—esptool.py
（1）首先安裝python環境，版本不宜過高，最好在2.0~3.0之間；
（2）安裝完成後通過cmd輸入python，若出現相關版本信息，則安裝成功。
（3）使用：先找到安裝python的文件夾，看是否該文件夾下存在esptool.py，若存在則通過cmd運行該程序，例如在我的安裝情況下運行：
C:\Python27\Lib\site-packages>esptool.py --port COM4 erase_flash
這句話的意思就是擦除串口4連接的ESP8266的Flash。等待擦除完成之後我們就可以往裏面重新燒寫固件了。
注意：在運行命令前，一定要先將ESP8266置於Flash模式，即必須先將GPIO0引腳拉低。
2、ESP8266固件燒寫
（1）在線獲取固件文件
NodeMCU custom builds
NodeMcu提供在線生成固件，用戶可以根據自己的需要選擇模塊生成固件，NodeMcu會將集成好的固件文件發送至用戶郵箱，只需通過郵箱裏的鏈接即可下載我們所需要的固件。燒寫地址（0x00000）
（2）獲取SDK init數據
在如上所述，通過esptool.py完全擦除芯片之後，需要先給ESP8266燒寫SDK之後再燒寫NodeMcu固件。
NodeMCU版本是針對Espressif SDK的特定版本編譯的。SDK在閃存中保留用於存儲校準和其他數據的空間。此數據在SDK版本之間更改，如果它無效或不存在，則固件可能無法正確啓動。
Espressif SDK下載
解壓該壓縮包之後在bin文件夾下就能找到我們所需要的SDK文件。
- esp_init_data_dedault.bin 初始化其他射頻參數區，至少燒錄一次。燒寫地址（0x3FC000）
- blank.bin 初始化RF_CAL參數區，燒寫地址（0x3FE000）
（3）ESP8266 Flash燒寫工具的使用
使用的是ESP8266Flasher.exe
下載安裝好，運行該文件，先選擇串口，然後配置文件，可以將SDK和固件一次性下載到ESP8266模塊中，如圖：
然後點擊Flash按鈕，若出現芯片的MAC地址，則表示開始燒寫中，然後等待片刻，當左下角出現綠色的圓標打勾，則表示燒錄完畢。
三、NodeMcu基於Lua腳本開發
1、上傳代碼到ESP8266
選用的上傳代碼工具爲ESPlorer
需要Java運行環境，下載安裝之後，通過串口連接ESP8266，打開串口，然後重啓ESP8266，若是固件燒寫成功，則串口會打印相應的固件模塊，並且提示“lua: cannot open init.lua”。
ESPlorer工具的窗口布局如下圖所示：
左側窗口主要用於查看和編輯Lua腳本，然後通過左下角的按鈕可以將編輯好的Lua腳本保存（Save to ESP）、發送（Send to ESP）以及上傳(Upload to ESP)到ESP8266上。
最右側的縱向列表顯示了目前ESP8266上所存的lua腳本數量。
運行NodeMcu首先得先寫好init.lua腳本，然後上傳到板子上，再重啓運行。init.lua就相當於C語言中得main()函數，是程序的入口，必不可少的部分。
2、init.lua 連上WiFi
一切準備就緒之後我們就可以開始着手編寫我們的lua腳本了。
沒有接觸過lua，則可以先通過教程簡單學習一下lua編程。Lua教程
要運行lua腳本，可以選擇命令行運行的lua.exe，或者編譯環境友好的SciTE.exe以及LuaStudio。目前我用的最多的是後面兩款工具，其中LuaStudio在試用階段特別的好用。
利用Lua模塊，可以直接將WiFi連接配置的部分寫成一個模塊然後直接在init.lua中調用WiFi連接函數即可。具體代碼如下：
--wifi_cfg.lua
local module = {}
local led = require("led")
local function mWifiConfig()
wifi.setmode(wifi.STATION)
local station_cfg = {}
station_cfg.ssid = "WiFi名字"
station_cfg.pwd = "WiFi密碼"
station_cfg.save = false
wifi.sta.config(station_cfg)
local cfg = {}
cfg.ssid = "NodeMCU"
cfg.pwd = "20180719"
wifi.ap.config(cfg)
wifi.sta.autoconnect(1)
end
function module.connectWIFI() -- timer1
print('Setting up WIFI date in 20180730...')
mWifiConfig()
led.LEDInit()
--connect to a wireless network
tmr.alarm(1, 1000, tmr.ALARM_AUTO, function()
if wifi.sta.getip() == nil then
print('Waiting for IP ...')
led.RedLED()
else
print('IP is ' .. wifi.sta.getip())
led.GreenLED()
tmr.stop(1)
end
end)
end
return module
-- init.lua
local my_wifi = require("wifi_cfg")
-------main---------
--connect wifi
my_wifi.connectWIFI()
然後將wifi_cfg.lua和init.lua兩個文件一起上傳到ESP8266上，上傳完成之後，重啓板子，然後ESP8266就連上了WiFi了。
3、更多ESP8266 關於lua腳本開發
在學習NodeMcu時，在網上找到了不少好的帖子，裏面關於NodeMcu入門lua開發講得很詳細了，這裏就不再贅述了，貼出鏈接供大家學習。
NodeMcu之旅（一）：構建、刷入固件、上傳代碼
NodeMcu之旅（二）：斷線自動重連，閃爍連接狀態
NodeMcu之旅（三）：響應配置按鈕
NodeMcu之旅（四）：實現Web配置頁面
看完網上的教程後發現，教程中所用的代碼大多數是NodeMcu提供的官方文檔中的樣例改寫來的，所以，多多研究官方的API，想要什麼功能自己實現就好了。
NodeMcu官方文檔
四、通信協議的選擇與使用
在學會了如何用lua腳本控制WiFi模塊之後，現在就需要着手選擇通信協議了，這裏我用的是MQTT。
因爲MQTT可以以極少的代碼和有限的帶寬，爲連接遠程設備提供實時可靠的消息服務。做爲一種低開銷、低帶寬佔用的即時通訊協議，使其在物聯網、小型設備、移動應用等方面有較廣泛的應用。
並且NodeMcu固件庫中包含了MQTT模塊，其中關於MQTT的客戶端與代理服務器的連接，訂閱和發佈消息的操作都很簡單。
1、MQTT協議原理
關於MQTT協議的介紹和原理，網上有許多帖子介紹的，這裏就貼出，我學習時看的帖子。
MQTT協議簡介及協議原理
MQTT協議解析
2、搭建MQTT代理服務器
在知道了協議通信原理之後，就可以在本地搭建一個MQTT的代理服務器了，方便日後的調試使用。
這裏我用的是Apache Apollo 服務器。在安裝之前需首先安裝JAVA jdk，配置環境變量，注意版本不要太高。
（1）Apollo服務器下載，下載地址 直接下載 apache-apollo-1.7.1-windows 的安裝包。下載後解壓到一個文件夾，注意路徑不要包含中文。安裝時參照安裝手冊 一步一步安裝即可。
（2）創建apollo的服務器應用實例，通過cmd進入apache-apollo-1.7.1的目錄裏面運行apollo.cmd create mybroker，如下：
F:\apache-apollo-1.7.1-windows-distro\apache-apollo-1.7.1\bin\apollo.cmd create mybroker
(3)創建成功之後進入mybroker文件運行服務器，如下：
F:\apache-apollo-1.7.1-windows-distro\apache-apollo-1.7.1\bin\mybroker\bin>apollo-broker run
(4)啓動服務後，在瀏覽器上面輸入：https://127.0.0.1:61681/或http://127.0.0.1:61680/使用默認的用戶名和密碼登錄 （admin；password)，進入服務器頁面，如圖：
3、安裝MQTT客戶端
搭建好代理服務器之後，再安裝一個MQTT客戶端，即可測試MQTT通信協議了。因爲MQTT屬於訂閱/轉發類的通信協議，而MQTT的代理服務器只具備信息轉發功能，所以我們可以使用ESP8266作爲一個客戶端，PC即是客戶端又是代理服務器，通過ESP8266發佈消息，PC端訂閱消息，則可以實現兩者之間的通信。
這裏我安裝的PC客戶端是MQTT.fx 通過配置代理服務器的IP和端口號即可連接。
後面涉及到測試ESP8266通過MQTT接收16進制數，我又使用了另一個串口工具：通信貓調試軟件，一款很小但是功能齊全的串口調試工具，也可以連上MQTT代理服務器，並且能夠發送16進制數據
五、基於MQTT協議WiFi遠程升級的具體實現
1、自定義MQTT文件發送客戶端
在測試了ESP8266通過MQTT與代理服務器連接良好，並且之間通信16進制數據也正常之後，此時面臨的問題就是，沒有合適的MQTT客戶端能夠直接發送文件。而且因爲ESP8266的接收緩存有線，所以一個更新文件我們也不能一次性發送，所以得分包發送。
如此，最好的就是自定義一個可以分包發送文件的客戶端，我主要負責單片機方面的開發，所以自定義的客戶端具體實現過程我也不太清楚。這裏就說下我使用的客戶端的滿足的要求。
（1）滿足TCP連接，能夠正常連接上MQTT代理服務器；
（2）能夠讀取出文件大小及文件名；
（3）能夠將文件分成指定大小的數據包，並且加上包頭，校驗和包尾後通過發佈消息發送給代理服務器。
2、客戶端與ESP8266的通信過程
完成了以上所有工作之後，最後的就是協調客戶端和ESP8266之間的通信了。
這裏我通過訂閱主題update接收來自客戶端的文件數據包，當然這裏我上傳給客戶端的文件是直接可執行的bin文件。
然後客戶端通過訂閱主題back來接收單片機的反饋信息。
主要通信過程爲：
（1）單片機做好更新程序的準備後，發佈主題爲back，消息爲–請求的數據包號給客戶端；
（2）客戶端收到單片機做好準備的標識和包號之後，通過識別包號，發佈主題爲update，消息爲—包數據給ESP8266；
（3）單片機收到一包數據處理完成之後，請求下一包；
（4）客戶端收到請求之後發送下一包數據，直至文件發送完成，發送結束標識。
這裏客戶端發送的第一包也可包含文件大小和文件名，然後單片機的處理就類似與YModem協議處理即可。
通過ESP8266遠程升級單片機程序，除了通信協議不一樣，其餘部分都可按照之前說的YModem和XModem協議處理即可。