HaaS物联网设备OTA解决方案

Posted 2021-05-15 HaaS技术社区

1. 案例简介

OTA升级是很多嵌入式产品必备的一个功能。HaaS提供了完备的OTA解决方案。本案例就是一个端云一体的例子。
本文将分几个部分介绍，具体包括：
设备端代码的修改、编译、烧录。
云端服务器的配置、新增、OTA升级包上传、OTA升级。
本文的设备连接情况如下：

本文的主要目标是，通过修改设备端代码和配置云端，完成对设备端版本的升级，如下图所示：

2. 基础知识

OTA：（over the air)已成为物联网设备的刚需功能, Aliios Things OTA有完备的升级方案，对各种升级场景都有很好的支持。
升级模式：整包升级、压缩升级、差分升级、安全升级。
支持的升级通道：http、https、BLE、3G/4G，NB等；
复杂场景支持：网关及子设备升级，连接型模组升级非连接主设备的间接升级；
OTA工具：差分工具、本地签名工具、ymodem辅助升级工具，多固件打包工具等；

HaaS100进行升级流程，如下图所示，当用户开启阿里云IOT物联网平台的安全升级功能，对应的产品就启动了针对这个产品的安全升级功能，云端会对这个产品的升级固件做秘钥、公钥管理并对这个产品的固件做数字签名；对应的设备端，在OTA的过程中，会用从云端获取的公钥对升级的固件做数字签名的验证；整个流程，用户不需要管理公私钥，使用起来也非常方便，下图为HaaS100 安全升级使用流程图：

3. 物料清单

本实验不依赖于其他外围设备，主要是HaaS100开发板

名称	数量
HaaS100 开发板	1

4. 案例实现

本案例依赖如下几个组件，具体定义放到了solutions/ota_demo/package.yaml的文件中。

依赖组件	作用
ota	ota功能的组件
cjson	和云端通信使用的json格式的组件
cli	命令行的组件
netmgr	用于网络连接的组件
lwip	用于网络协议栈的组件
haas100	用于haas100开发板的组件
ulog	用于串口日志的组件

1.打开云端安全升级功能并获取公钥

2.将公钥内嵌到代码中

如步骤1图示，通过复制按钮获取的公钥内嵌到 AliOS-Things/components/dm/ota/hal/ota_hal_digest.c文件中，覆盖如下的两个数组：

/* RSA Public Key:User needs sign in alibaba cloud to get and replace them. */
static const unsigned char ota_pubn_buf[256];
static const unsigned char ota_pube_buf[3];

3.编译烧录到HaaS100的基础固件

• 开发环境搭建

开发环境的搭建请参考 @ref HaaS100_Quick_Start (搭建开发环境章节)，其中详细的介绍了AliOS Things 3.3的IDE集成开发环境的搭建流程;

• 用例和开发板选择

参考 @ref HaaS100_Quick_Start (选择解决方案和开发板章节)，其中解决方案选择：ota_demo; 开发板：HaaS100

• 配置固件版本号

根据需求修改版本号,如app-1.0.0等
修改位置：solutions/ota_demo/otaappdemo.c中的，MY_APP_VER宏定义。

• 配置四元祖

修改位置：solutions/ota_demo/otaappdemo.c中的，mqtt_main函数中的char *product_key, char *device_name, char *device_secret;填入自己的pk,dn,ds;

• 开始编译固件并烧录

– 参考 @ref HaaS100_Quick_Start (3.1 编译工程章节)，点击 ✅ 即可完成编译固件。
– 参考 @ref HaaS100_Quick_Start (3.2 烧录镜像章节)，点击 “⚡️” 即可完成烧录固件。

• 配网连云

输入wifi账号和密码配网：在终端输入：
netmgr -t wifi -c wifi_ssid wifi_password
注意修改其中的wifi_ssid和wifi_password为需要连接的wifi名字和wifi密码。
连网成功后，登录物联网平台可以看到对应的设备在线:

4.编译上云固件及云端操作

本地烧录完成后，需要做一个高版本固件上传到云端，通过云端操作完成固件的升级，所以需要按照步骤3中修改版本号的方法，修改固件版本号，其他不用修改，再编译生成一个高版本的固件，然后登录物联网平台平台，按如下图顺序操作:

点击添加固件后，如下图将platform/mcu/haas1000/release/write_flash_gui/ota_bin/ota_bin/ota_rtos_ota.bin上传到云端:

点击确定后，选择验证固件即可开始固件升级；

5.升级结果验证

按照上面的操作步骤完成后，可以完成固件的数字签名验签进而实现固件升级，端侧的log如下图：

如果开启了安全升级，但HaaS100没有内嵌公钥，触发升级会怎么样呢？答案是HaaS100会数字签名验证失败，禁止固件升级，端侧的log会如下图所示：

云端升级结果可以通过点击“查看”获取详情；
物联网平台的OTA操作可参考文档阿里云物联网平台固件升级文档

5. 总结

本文仅仅针对OTA升级在HaaS100上的的全链路进行了简单介绍。使用ota_demo代码例子外加一块HaaS100开发板，熟悉HaaS开发框架中对于OTA升级的能力支持。关于OTA升级的更多丰富功能，欢迎访问阿里云官网介绍 https://help.aliyun.com/document_detail/184188.html。

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