原创 基于 HTTP的远程配置和固件更新

(已在《无线电》杂志第10期刊登)

对于HTTP的思考

你也许会问，既然通过一个上位机程序可以完成这个任务，为什么还要通过浏览器实现呢？其实这两个方法各有优缺点，用上位机程序，用户可以自己定制协议，但是用户不仅需要安装该上位机程序，而且还要考虑面对不同的操作系统下的兼容情况。然而通过网页更新的话，只需要设备内嵌一个HTTP服务器，便省去了编写上位机程序的负担，并无须考虑去兼容不同的操作系统。当然，上位机程序可以实现UDP广播寻址终端，无需知道终端IP地址即可找到同一网段下的多个终端。而使用网页的话就只能是预先知道终端IP地址并逐一配置。

其实，对于通过网页配置相信大家并不陌生，家里有无线路由器的朋友估计都有实践经验。通过浏览器键入路由器的默认IP，然后根据网页提示就可以一步步地实现设备信息配置，诸如WiFi密码、SSID等。今天，我们就是来探究一下这个应用的原理，在单片机里实现一个HTTP服务器，通过这个HTTP服务器来配置设备信息，并实现了设备固件更新。

当然，我这里的这个HTTP服务器没有家里的路由器那样的功能强大，在这里也只是抛砖引玉，希望大家能够从中获取启发，设计出更出色的产品。方便起见，我们仍旧延续上一篇文章的平台——基于Cortex-M3的W5200评估板（STM32F108C8 + W5200）。

图1 W5200评估板

该评估板单片机的系统资源：64KB的闪存和20KB的SRAM。

（W5200可以和任何单片机配合使用，如果用户想使用其他单片机+W5200来实现的话，需要您自行修改代码，这里暂不提供其他库。）

功能演示

在我们展开谈论基于HTTP的远程配置和固件更新的原理之前，先给大家看一下我们这个程序小样的功能演示。感兴趣的朋友可以在接下来的文章中，了解到具体该功能是如何实现的。

步骤1：

用ISP工具烧录Boot（评估板SW2 调至PROP），不了解的话，可以参考我们上一个主题内容。

图2用FlashLoader烧录boot.bin

步骤2：

将评估板上SW2 调到RUN模式，打开ConfigTool。点击按钮，可查找到当前设备，并可通过按钮，将app.bin程序上传至评估板中，右侧可看到当前设备的IP地址及版本号等信息，此时版本号为1.0，如图：

图3配置工具烧录app.bin成功

ConfigTool这里的工作也很简单，就是在第一次Boot启动时，把App传给单片机。当App运行时，ConfigTool就无用武之地了，因为用浏览器就可以完成ConfigTool的工作了。

（注：以上途径并不是必须的，仅为了方便演示，保证boot和app程序已经烧录好即可。）

步骤3：

在浏览器中输入W5200评估板的IP地址，回车后出现Web界面。

如图可看到，界面分为Device Settings和Firmware Updating两部分，其中Device Settings中依次列出W5200评估板的硬件版本号、MAC地址、IP地址、子网掩码以及默认网关基本配置。

用户可以配置其他IP地址，子网掩码及网关,并点击’Save settings and Reboot’，设置并重启生效；

图4 Web配置界面

如：在WEB界面上，将IP地址192.168.1.2改为192.168.1.20。更改后保存，等待后更改成功：

图5更改IP成功

步骤4：

下面针对固件更新，点击“浏览”按钮，选择好要更新文件。；选好后开始上传，出现以下界面，更新过程需要6s.

 图6等待升级完成

更新完成，可以看到新成功，版本号更改为5.0，IP地址以及界面颜色都进行了更新，如下图：

图7升级成功

是不是很简单？马上动手，也给你的设备加入一个HTTP服务器，实现远程配置升级功能吧。当然，配置和升级只是应用的一小部分，你也完全可以通过模拟/数字输入接入几个传感器，比如温度、湿度和PM2.5，这样打开浏览器就可以监视这些传感器数据了。

这个小样只是一个简单的功能及原理演示，下面就让我们来看一下这个基于 HTTP的远程配置和固件更新实现的思路及原理。

应用原理

1.  方框图

图8 HTTP远程更新固件框图

每次重启，均从首地址开始执行程序：

1启动进入BOOT区，若BOOT检测APP区的不为空，则跳转到APP区的首地址执行主程序；

2浏览器访问APP区的网页服务器

l  配置网络参数：即将浏览器中键入的参数通过APP更新到Configure Information区

l  远程更新固件：即进入到以下步骤3

3浏览器访问APP主程序的网页服务器，并通过浏览器将即将更新的APP写入到Backup区；

4当APP检测到Backup区域已经有新的APP程序后，跳转到BOOT区，执行更新操作；

5BOOT将APP区擦除，并将新APP从Backup区写入到APP区；

重启，重新执行程序。

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作者：Katrina，Jerry，Cillian 

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