单片机OTA常见实现方式

OTA（Over-the-Air）升级指的是通过无线通信手段（如 4G、蓝牙、Wi-Fi、MQTT 等）远程更新设备固件或软件的技术。它广泛应用于嵌入式设备、IoT 产品、智能家居、汽车电子等领域，可以显著提升设备维护效率、减少人工干预、降低维护成本。

以下从 OTA 基本流程 开始，然后分析常见的 三种实现方案：MQTT、4G、蓝牙 OTA。

一、OTA 的基本实现流程

OTA 通常分为 服务器端 和 设备端 两部分，核心流程如下：

1. 设备检查更新定时或由服务器主动通知设备检查是否有新固件。
2. 下载固件设备从指定地址（HTTP、MQTT、BLE等）下载固件文件，支持断点续传。
3. 校验完整性下载完成后，对固件进行 CRC 或哈希（如 SHA256）校验，确保数据未损坏。
4. 写入存储将固件写入 Flash 或分区中的备份区域（Bank B）。
5. 更新 Bootloader 表修改引导配置，使设备重启后运行新的固件（如切换 Boot 分区）。
6. 重启设备并执行新固件
7. 确认升级成功新固件启动后向服务器上报升级成功状态，否则可以回滚。

二、基于 MQTT 的 OTA 实现

1. 特点

• 轻量级、面向物联网的消息发布订阅协议。
• 适合低带宽、不稳定网络环境。
• 多数 IoT 平台（如阿里云、腾讯云）都支持 MQTT OTA 方案。

2. 实现流程

服务端（MQTT Broker）：

• 发布升级命令，通常使用主题如：ota/upgrade/device_id
• 提供固件下载链接或分片内容

设备端：

• 订阅升级主题 ota/upgrade/device_id
• 接收到升级命令后，从指定地址下载固件（可通过 MQTT 分片发送或基于 HTTP 下载）
• 下载完成后校验并存入 Flash
• 向服务器发送升级状态：如下载成功、校验成功、升级成功等

3. 通信示例

// 服务端下发命令
{
  "vers