MQTT协议设备OTA固件升级

场景说明

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议，主要应用于计算能力有限，且工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备，适合长连接的场景，如智能路灯等。固件升级功能是网络设备所必须支持的基础服务。在设备固件出现安全漏洞、软件bug维护、自身功能优化、以及设备性能改良等需更新固件时，在线升级功能就尤为重要。本文档通过MQTT.fx模拟固件设备，使用华为云平台对该固件进行设备升级。

软件升级流程和固件升级流程一样，只是在设备上报版本号时对应参数字段不一样。固件升级上报版本号对应参数字段为fw_version，软件升级上报版本号对应参数字段为sw_version,请参考设备上报版本号

整体流程

图1 升级实践流程

图2 MQTT设备升级流程
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开发环境

软件：华为云（已开通设备接入服务）、win7及以上版本的64位操作系统（本文以windows 10 64-bit系统调试）、MQTT.fx模拟器。

前提条件

已注册华为云官方账号。未注册可单击注册页面完成注册。
已完成实名制认证。未完成可在华为云上单击完成认证，否则无法使用设备接入功能。
已开通设备接入服务。未开通则访问设备接入服务，单击“立即使用”后开通该服务。

前期准备

下载并安装MQTT.fx(应使用1.7.1及以上版本)。
升级包文件准备。固件升级包及其版本号需向模组厂家获取。本次演示使用临时文件代替。
创建产品，创建MQTT协议产品（如果有MQTT协议产品可直接使用）。
注册单个设备。
设备群组，将注册的设备加入一个设备群组(创建升级任务时会用到)。

上传升级包

访问设备接入服务，单击“立即使用”进入设备接入控制台。选择您的实例，单击实例卡片进入。
在左侧导航栏选择“设备 > 软固件升级”。
选择"资源包管理"页签，选择"固件列表"。
单击“上传固件”，在弹出的页面中有两种上传方式，OBS文件上传和本地文件上传。

图3 上传升级包-OBS文件

图4 上传升级包-本地文件
上传升级包后，填写升级包参数信息，单击“确定”完成升级包上传。

图5 上传升级包-OBS文件参数

图6 上传升级包-本地文件参数
升级包上传完成后会在"固件列表"中显示出来。

图7 软固件升级-固件列表
选择"升级任务"，在“固件升级”页签，单击“新建任务”按钮，填写参数信息，选择升级包，选择需要升级的设备，单击"立刻创建任务"。

图8 新建固件升级任务-Test_upgrade_1

创建升级任务时，可以选择多个升级包（最多10个），选择的升级包必须满足支持的源版本没有重复。如果某个升级包没有指定支持源版本，则默认该升级包支持所有源版本设备升级。
任务创建成功后可以在任务列表中查询到该任务，单击详情可以查看当前任务详情。在任务详情页面可以批量停止（一次最多100个设备）或单个停止正在执行中的设备升级，也可以批量重试（一次最多100个设备）或单个重试失败的设备升级。单击“全部重试”可以重试该批量升级任务中所有失败的设备升级。

图9 任务详情-Test_upgrade_1

业务实现

使用MQTT.fx模拟设备接入平台，详情请参考连接鉴权。
用MQTT.fx订阅平台下行信息Topic，MQTT.fx会收到平台服务端下发的查询版本命令。

Topic

下行: $oc/devices/{device_id}/sys/events/down

参数说明

请参考平台下发获取版本信息通知

图10 订阅通知

通过MQTT.fx上报软固件版本信息。

Topic

上行: $oc/devices/{device_id}/sys/events/up

参数说明

请参考设备上报软固件版本

示例

Topic: $oc/devices/{device_id}/sys/events/up   
数据格式：  {
      "object_device_id": "{object_device_id}",
      "services": [{
          "service_id": "$ota",
          "event_type": "version_report",
          "event_time": "20151212T121212Z",
          "paras": {
              "sw_version": "v1.0",
              "fw_version": "v1.0"
          }
      }]
  }

图11 上报版本号
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上报完版本号后，模拟器会接收到平台下发的升级通知，通知信息如下：

Topic

上行: $oc/devices/{device_id}/sys/events/down

参数说明

请参考平台下发升级通知

图12 获取升级通知
设备收到升级通知后，可通过Http请求下载升级包。

本次演示使用Curl命令代替。

图13 下载升级包

示例
```
curl -X GET -H "Authorization:Bearer ****************************" "https://**.**.**.**:8943/iodm/dev/v2.0/upgradefile/applications/********/devices/********/packages/********" -v -k
```
- 应在http附加请求消息头（header）字段附加Authorization信息，其值为“Bearer {access_token}”，其中{access_token}为收到的升级通知中的access_token。Bearer和{access_token}之间有一个空格。
- 如果event_type为firmware_upgrade_v2、software_upgrade_v2，则在请求下载软固件包时不需要携带请求头。请求示例如下：
GET https://******.obs.cn-north-4.myhuaweicloud.com:443/test.bin?AccessKeyId=DX5G7W*********

设备上报升级状态

Topic

上行: $oc/devices/{device_id}/sys/events/up

参数说明

请参考设备上报升级状态

示例

Topic: $oc/devices/{device_id}/sys/events/up
数据格式：
  {     "object_device_id": "{object_device_id}",
     "services": [{
         "service_id": "$ota",
         "event_type": "upgrade_progress_report",
         "event_time": "20151212T121212Z",
         "paras": {
             "result_code": 0,
             "progress": 50,
             "version": "V1.0",
             "description": "upgrade processing"
         }
     }] }

如下图所示上报升级进度为50%，可以在平台查询到升级进度为50%。

图14 上报升级进度50%

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