Arduino框架下对ESP32 NVS非易失性存储解读以及应用示例

Posted 2022-08-08 perseverance52

Arduino框架下对ESP32 NVS非易失性存储解读以及应用示例

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NVS非易失性存储库介绍

非易失性存储 (NVS) 库主要用于在 flash 中存储键值格式的数据。本文档将详细介绍 NVS 常用的一些概念。

• 引用：https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32/api-reference/storage/nvs_flash.html

NVS 最适合存储一些较小的数据，而非字符串或二进制大对象 (BLOB) 等较大的数据。如需存储较大的 BLOB 或者字符串，请考虑使用基于磨损均衡库的 FAT 文件系统。

在Arduino框架下，NVS区域在分区表上的体现：

分区表配置文件位置：C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Arduino15\\packages\\esp32\\hardware\\esp32\\2.0.4\\tools\\partitions

• Arduino IDE分区表配置信息选项:
  

NVS区域具体在每一份分区表当中的体现

以app13Mfat3M.csv为例：

在Arduino环境下，不同的分区表默认配置的NVS容量都是5000 Byte（字节）

NVS 存储对象

像用户的一般数据存储例如wifi信息，eeprom库也是使用了其中的一部分。

用户如何使用NVS 来存储数据

相关头文件位置：C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Arduino15\\packages\\esp32\\hardware\\esp32\\2.0.4\\libraries\\Preferences\\src

• 获取数据函数

        int8_t getChar(const char* key, int8_t defaultValue = 0);
        uint8_t getUChar(const char* key, uint8_t defaultValue = 0);
        int16_t getShort(const char* key, int16_t defaultValue = 0);
        uint16_t getUShort(const char* key, uint16_t defaultValue = 0);
        int32_t getInt(const char* key, int32_t defaultValue = 0);
        uint32_t getUInt(const char* key, uint32_t defaultValue = 0);
        int32_t getLong(const char* key, int32_t defaultValue = 0);
        uint32_t getULong(const char* key, uint32_t defaultValue = 0);
        int64_t getLong64(const char* key, int64_t defaultValue = 0);
        uint64_t getULong64(const char* key, uint64_t defaultValue = 0);
        float_t getFloat(const char* key, float_t defaultValue = NAN);
        double_t getDouble(const char* key, double_t defaultValue = NAN);
        bool getBool(const char* key, bool defaultValue = false);
        size_t getString(const char* key, char* value, size_t maxLen);
        String getString(const char* key, String defaultValue = String());
        size_t getBytesLength(const char* key);
        size_t getBytes(const char* key, void * buf, size_t maxLen);

• 读取数据函数

        size_t putChar(const char* key, int8_t value);
        size_t putUChar(const char* key, uint8_t value);
        size_t putShort(const char* key, int16_t value);
        size_t putUShort(const char* key, uint16_t value);
        size_t putInt(const char* key, int32_t value);
        size_t putUInt(const char* key, uint32_t value);
        size_t putLong(const char* key, int32_t value);
        size_t putULong(const char* key, uint32_t value);
        size_t putLong64(const char* key, int64_t value);
        size_t putULong64(const char* key, uint64_t value);
        size_t putFloat(const char* key, float_t value);
        size_t putDouble(const char* key, double_t value);
        size_t putBool(const char* key, bool value);
        size_t putString(const char* key, const char* value);
        size_t putString(const char* key, String value);
        size_t putBytes(const char* key, const void* value, size_t len);

• 数据操作函数

 bool clear();
 bool remove(const char * key);

操作流程

键值对使用注意事项

• NVS 的操作对象为键值对，其中键是 ASCII 字符串，当前支持的最大键长为 15 个字符。（键的名字不要取过长的字符串名）
• 在同一个命名空间（NameSpace）当中，键名不能有重复。

示例程序

本示例展示的是对结构体数据对象进行存储,比起使用eeprom库来实现，在操作上来讲要简单的多。

/*
This example shows how to use Preferences (nvs) to store a
structure.  Note that the maximum size of a putBytes is 496K
or 97% of the nvs partition size.  nvs has signifcant overhead,
so should not be used for data that will change often.
*/ 
#include <Preferences.h>//引入头文件
Preferences prefs;

typedef struct 
  uint8_t hour;
  uint8_t minute;
  uint8_t setting1;
  uint8_t setting2;
 schedule_t;

void setup() 
  Serial.begin(115200);
  delay(2000);
  while(!Serial);
  prefs.begin("schedule"); // use "schedule" namespace
  Serial.println(prefs.freeEntries());//获取该"schedule" 命名空间大小：414
  uint8_t content[] = 9, 30, 235, 255, 20, 15, 0, 1; // two entries
  prefs.putBytes("schedule", content, sizeof(content));//将数组存储进"schedule"命名的空间
  size_t schLen = prefs.getBytesLength("schedule");
  char buffer[schLen]; // prepare a buffer for the data
  prefs.getBytes("schedule", buffer, schLen);//获取"schedule"命名的空间数据的大小
  if (schLen % sizeof(schedule_t))  // 对存储的数据进行校验
    log_e("Data is not correct size!");
    return;
  
  schedule_t *schedule = (schedule_t *) buffer; // 用结构体指针指向buffer数组名，将数组成员赋值给结构体成员变量
  Serial.printf("%02d:%02d %d/%d\\n", 
    schedule[1].hour, schedule[1].minute,
    schedule[1].setting1, schedule[1].setting2);//20:15 0/1
  
  Serial.printf("%02d:%02d %d/%d\\n", 
    schedule[0].hour, schedule[0].minute,
    schedule[0].setting1, schedule[0].setting2);//09:30 235/255
     
  schedule[2] = 8, 30, 20, 21; // add a third entry (unsafely)
  
// force the struct array into a byte array
  prefs.putBytes("schedule", schedule, 3*sizeof(schedule_t)); 
  schLen = prefs.getBytesLength("schedule");
  char buffer2[schLen];
  prefs.getBytes("schedule", buffer2, schLen);
  for (int x=0; x<schLen; x++) Serial.printf("%02X ", buffer[x]);//09 1E EB FF 14 0F 00 01 08 1E 14 15
  Serial.println(); 


void loop() 

• 串口打印信息