什么是ArduinoOTA
ArduinoOTA 库是一个库，它允许无线 Wi-Fi 更新 Arduino 程序（以及 ESP8226、ESP32）。开发连接对象时，它是一个基本库。它允许更新程序，而无需拆卸微控制器（Arduino，ESP8266，ESP32）将其连接到他的电脑。 这个库最初是为了更新 Arduino 程序而开发的，ESP8266 和 ESP32 是完全支持的。
优势
可以不需要通过USB串口线为ESP8266等设备下载程序
缺陷
目前使用下来发现有时候无法通过mDNS发现到设备(可能是被防火墙拦截了)
通过分析ArduinoOTA源码用脚本实现与ESP通讯直接下载
if (_state == OTA_IDLE) { //如果状态为等待状态开始通讯
int cmd = parseInt(); //通过UDP获取一个int数据作为tag
if (cmd != U_FLASH && cmd != U_FS) //判断tag是否为U_FLASH或者U_FS
return;
_ota_ip = _udp_ota->getRemoteAddress(); //成功认证tag为U_FLAS或U_FS后保存UDP远端的IP
_cmd = cmd; //复制cmd tag
_ota_port = parseInt(); //再从UDP获取一个int类型数据作为下载时的远程端口
_ota_udp_port = _udp_ota->getRemotePort();
_size = parseInt(); //获取下载固件的大小
_udp_ota->read();
_md5 = readStringUntil('\n'); //获取下载固件MD5校验值
_md5.trim();
if(_md5.length() != 32)
return;
ota_ip = _ota_ip; //复制远程IP
if (_password.length()){ //从这里开始生成一个ESP端加密 盐
MD5Builder nonce_md5;
nonce_md5.begin();
nonce_md5.add(String(micros()));
nonce_md5.calculate();
_nonce = nonce_md5.toString();
char auth_req[38];
sprintf(auth_req, "AUTH %s", _nonce.c_str());
_udp_ota->append((const char *)auth_req, strlen(auth_req));
_udp_ota->send(ota_ip, _ota_udp_port);//将加密盐发送至固件上传端
_state = OTA_WAITAUTH; //改变当前的状态为等待验证
return;
} else {
_state = OTA_RUNUPDATE; //改变当前的状态为开始更新
}
} else if (_state == OTA_WAITAUTH) { //认证状态开始认证密码
int cmd = parseInt(); //获取一个int数据作为tag
if (cmd != U_AUTH) { //如果tag不是U_AUTH则退出
_state = OTA_IDLE;
return;
}
_udp_ota->read();
String cnonce = readStringUntil(' '); //获取上传端的加密 盐
String response = readStringUntil('\n');//获取加密后的密码
if (cnonce.length() != 32 || response.length() != 32) {
_state = OTA_IDLE;
return;
}
String challenge = _password + ':' + String(_nonce) + ':' + cnonce;//用本地保存的密码构建加密密码验证上传端密码是否正确
MD5Builder _challengemd5;
_challengemd5.begin();
_challengemd5.add(challenge);
_challengemd5.calculate(); //MD5加密本地构建的密码
String result = _challengemd5.toString();
ota_ip = _ota_ip;
if(result.equalsConstantTime(response)) { //如果密码正确则将状态改为上传状态
_state = OTA_RUNUPDATE;
} else {
_udp_ota->append("Authentication Failed", 21);
_udp_ota->send(ota_ip, _ota_udp_port);
if (_error_callback) _error_callback(OTA_AUTH_ERROR);
_state = OTA_IDLE;
}
}
while(_udp_ota->next()) _udp_ota->flush();
下面是上传数据代码
WiFiClient client;
client.connect(_ota_ip, _ota_port) //连接远程上传主机
written = Update.write(client); //将获取的数据传入Update
if (written > 0) {
client.print(written, DEC); //返回获取数据长度
total += written;
if(_progress_callback) {
_progress_callback(total, _size);
}
}
if (Update.end()) { //如果数据获取完毕刷入
// Ensure last count packet has been sent out and not combined with the final OK
client.flush();
delay(1000);
client.print("OK"); //返回OK给远程上传主机
client.flush();
delay(1000);
client.stop(); //断开连接
#ifdef OTA_DEBUG
OTA_DEBUG.printf("Update Success\n");
#endif
if (_end_callback) {
_end_callback();
}
if(_rebootOnSuccess){
#ifdef OTA_DEBUG
OTA_DEBUG.printf("Rebooting...\n");
#endif
//let serial/network finish tasks that might be given in _end_callback
delay(100);
ESP.restart();
}
总结一下大概是这样的
/*
===========================UDP==============================
|上传主机| "U_FLASH Port MD5"-UDP发送至8266端口-> |ESP8266/32|
|上传主机| <-UDP-- "AUTH {32位的加密盐A}"---- |ESP8266/32|
|上传主机| "U_AUTH {32位加密盐B} {加密后的密码}"-> |ESP8266/32|
|上传主机| <--"OK"--- |ESP8266/32|
============================================================
然后上传主机开启一个TCP端口位上面的Port的Socket
ESP8266/32连接到TCP端口后上传主机将固件发送至ESP8266/32
*/
通过Python实现上面的通讯协议后可以直接与ESP8266/32通讯并上传固件
import socket
import hashlib
def MD5(data):
if type(data)==bytes:
return hashlib.md5(data).hexdigest()
elif type(data)==str:
return hashlib.md5(data.encode()).hexdigest()
else:
return MD5("0")
password = "" #刷入密码
mnoce = MD5("HelloOTA") #对称验证用，必须32位所以随便MD5一个值就行了
ESP_IP = "192.168.1.1" #ESP8266的IP地址
ESP_UDP_Port = 8266 #ESP8266的OTA端口，默认8266
firmware = "OTA.bin" #固件文件名
OTA_Port = 8888 #本地端口，用于推送固件数据的TCP端口
# 读固件
firmware_reader = open(firmware,"rb")
firmware_data = firmware_reader.read()
firmware_reader.close()
firmware_md5 = MD5(firmware_data)
# 输出各种参数
print(f"ESP8266 IP:{ESP_IP}\nESP8266 OTA Port:{ESP_UDP_Port}\nFirmware:{firmware}\nFirmware size:{len(firmware_data)}\nFirmware md5:{firmware_md5}")
# 初始化
print("=====================================")
print("Start OTA...")
udp = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
udp.sendto(f"0 {OTA_Port} {len(firmware_data)} {firmware_md5}".encode(),(ESP_IP,ESP_UDP_Port))
udp.settimeout(10)
try:
(data,remote) = udp.recvfrom(38)
if remote[0]==ESP_IP:
print("AUTH Password")
auth = data.decode()
if auth.startswith("AUTH "):
auth = auth.strip("AUTH ")
replace_auth = MD5(MD5(password)+":"+auth+":"+mnoce)
replace_auth = f"200 {mnoce} {replace_auth}"
udp.sendto(replace_auth.encode(),remote)
(data,remote) = udp.recvfrom(38)
if "OK" in data.decode():
pushTCP = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
pushTCP.bind(('',OTA_Port))
pushTCP.listen()
while True:
client,remote = pushTCP.accept()
if remote[0] == ESP_IP:
client.sendall(firmware_data)
while True:
data = client.recv(512)
print(f"\r{' '*100}\rEPS8266 Receive {data.decode()}",end='')
if "OK" in data.decode():
print(f"\r{' '*100}\rOK")
break
client.close()
print("OTA Success...")
break
client.close()
except:
print("Timeout No Answer.")
脚本下载链接 ArduinoOTA-Client
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