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在 Espressif ESP32 上测试 OTA

以下说明使用 Matter SDK 中的照明应用示例以及 M5Stack ESP32 开发板。

构建环境设置

首先，克隆 Matter SDK。

在此示例中，我们查看了 Google Home 的Matter版本 5 支持的最低提交金额：

$ mkdir otaprep
$ cd otaprep
git clone https://github.com/project-chip/connectedhomeip.git
cd connectedhomeip
git fetch origin v1.0-branch
git checkout FETCH_HEAD
git submodule update --init --recursive
source ./scripts/activate.sh

接下来，我们会检查 ESP32 GitHub 工作流中使用的版本，以确定哪种 Docker 映像最适合我们的 build：

$ cat .github/workflows/examples-esp32.yaml | grep chip-build | head -n 1
            image: connectedhomeip/chip-build-esp32:0.5.99

我们从 Docker 映像运行容器，传递标志以在容器中装载 Matter SDK 并提供对 ESP32 设备的访问权限。

$ docker run --name container_name -it --user $(id -u):$(id -g) --mount source=$(pwd),target=/workspace,type=bind --device=/dev/ttyUSB0 connectedhomeip/chip-build-esp32:0.5.99 /bin/bash

停止并启动 Matter Docker 容器

每次运行 docker run 命令时，系统都会使用指定映像创建一个新容器。执行此操作时，保存在上一个容器实例上的旧数据将会丢失。有时，您可能总想选择这种应用方式，因为它可以让您从零开始安装应用。但在此示例中，您很可能希望在两次会话之间保存您的工作和环境配置。

user@host> docker stop container_name

准备好再次运行后，启动容器并打开一个终端窗口：

user@host> docker start container_name
user@host> docker exec -it container_name /bin/bash

您可以使用以下命令打开容器的其他终端会话：

user@host> docker exec -it container_name /bin/bash

或者使用以下命令启动根会话：

user@host> docker exec -u 0 -it container_name /bin/bash

初始化 SDK

在容器中，我们初始化 Matter SDK 和 ESP IDF：

cd /workspace
git submodule update --init --recursive
source ./scripts/activate.sh
source /opt/espressif/esp-idf/export.sh

构建和刷写

下一项任务是构建映像并刷写开发套件以接收 Matter OTA 固件更新。

为此，您必须创建一个映像。

首先，使用 ESP IDF 中的 menuconfig 实用程序配置 build。

cd examples/lighting-app/esp32
idf.py menuconfig

在互动菜单中，配置以下设置：

  1. Component config --->

  2. CHIP Device Layer --->

  3. Device Identification Options --->

  4. 将 Vendor ID 设置为 CSA 分配的 VID。

  5. 将 Product ID 设置为您在 Google Home Developer Console 中的 Matter 集成上设置的 PID。

启用 OTA 请求者标志：

  1. Component config -->

  2. CHIP Core -->

  3. System options --->

  4. 启用 OTA 请求者标志 [*] Enable OTA Requestor

  5. 按 ESC 两次以返回到顶级菜单。

启用 Matter OTA 映像创建标志：

  1. Component config -->

  2. CHIP Device Layer --->

  3. Matter OTA Image --->

  4. [*] Generate OTA IMAGE

设置版本号：

  1. Application manager --->

  2. 选择[*] Get the project version from Kconfig

  3. 将 Project version (NEW) 设置为 1.0

  4. 按 s 可保存配置，按两次 Enter 键，然后按 q 退出 menuconfig。

设置测试证书

按照创建 Matter 设备测试证书中的步骤创建 CD、DAC 和 PAI 证书。

打造您的设备

现在，运行 build 并刷写设备：

idf.py build
idf.py -p /dev/ttyUSB0 erase_flash
idf.py -p /dev/ttyUSB0 flash

创建并上传 OTA 映像

现在，再次更改构建设置以创建 OTA 映像。请使用相同的映像，但版本号应递增。

运行 menuconfig。

idf.py menuconfig

在互动菜单中，更新以下内容：

  1. Application manager --->
  2. 选择[*] Get the project version from Kconfig
  3. 将 Project version (NEW) 设置为 2.0
  4. 按 s 可保存配置，按两次 Enter 键，然后按 q 退出 menuconfig。

构建和检索映像。以下示例演示了使用 ota_image_tool.py 解析时 OTA 映像的位置和输出。

cd build
/workspace/src/app/ota_image_tool.py show ./chip-lighting-app-ota.bin
Magic: 1beef11e
Total Size: 1243360
Header Size: 64
Header TLV:
  [0] Vendor Id: XXXXX (0x000)
  [1] Product Id: XXXXX (0x000)
  [2] Version: 2 (0x2)
  [3] Version String: v2.0
  [4] Payload Size: 1243280 (0x12f890)
  [8] Digest Type: 1 (0x1)
  [9] Digest: e367f4d71e2ccd554b9a399c864abbf2c039382ef1def1b986fb2f59a99923a8

由于 Matter SDK 是从容器主机装载的，因此 OTA 映像可在容器主机上获取。

按照 OTA 上传说明将 OTA 映像上传到 Developer Console。

调试 Google Home 并观察 OTA

确保您的设备已通过 USB 连接到主机 Linux 计算机。以下示例展示了如何使用 GNU screen 读取设备日志：

screen -L /dev/ttyUSB0 115200

这会显示从设备输出到终端的输出，并将相同的输出写入名为 screenlog.0 的默认屏幕日志文件。

您可以使用其他文本编辑器打开 screenlog.0 文件，也可以使用 cat、tail、more 或 grep 在另一个 shell 中打开此文件。

按设备侧面的红色重置按钮，查看启动日志。

在设备输出中，您应该会看到之前设置的 VID 和 PID，以及用于调试设备的二维码图片的网址。

[0;32mI (2388) chip[DIS]: Advertise commission parameter vendorID=XXXXX productID=XXXX discriminator=3840/15 cm=1[0m

[0;32mI (1928) chip[SVR]: SetupQRCode: [MT:E59-000000000000000][0m

https://project-chip.github.io/connectedhomeip/qrcode.html?data=MT%3AE59-000000000000000

确保您的 Hub 在家中处于在线状态。

使用日志文件中显示的链接中的二维码对设备进行 Google Home app (GHA) 调试。

在调试后让设备不间断运行几分钟。 您应该观察与 OTA 请求者、OTA 映像下载和 OTAImageProcessor 相关的日志输出。

安装映像后，观察映像的编译时间与上传到控制台的编译时间是否匹配，并晚于首次启动时报告的编译时间。在 screenlog.0 上的正则表达式模式下使用以下模式执行 grep 可以说明 OTA 流程：

$ grep -E "(Compile time|OTA)" screenlog.0
I (76) boot:  1 otadata          OTA data         01 00 0000f000 00002000
I (91) boot:  3 ota_0            OTA app          00 10 00020000 00177000
I (99) boot:  4 ota_1            OTA app          00 11 001a0000 00177000
I (645) cpu_start: Compile time:     Oct 15 2022 06:21:59
I (135558) chip[SWU]: OTA Requestor received AnnounceOTAProvider
I (540658) chip[SWU]: OTA image downloaded to offset 0x1a0000
I (541348) OTAImageProcessor: Applying, Boot partition set offset:0x1a0000
I (76) boot:  1 otadata          OTA data         01 00 0000f000 00002000
I (91) boot:  3 ota_0            OTA app          00 10 00020000 00177000
I (99) boot:  4 ota_1            OTA app          00 11 001a0000 00177000
I (645) cpu_start: Compile time:     Oct 15 2022 07:35:31
I (76) boot:  1 otadata          OTA data         01 00 0000f000 00002000
I (91) boot:  3 ota_0            OTA app          00 10 00020000 00177000
I (99) boot:  4 ota_1            OTA app          00 11 001a0000 00177000
I (645) cpu_start: Compile time:     Oct 15 2022 07:35:31

初始执行后，您可以重复创建和上传 OTA 映像部分中的步骤，无需上传新映像。这一次，将版本设置回 1。

运行 menuconfig，并在交互式菜单选项中运行：

  1. Component config -->

  2. CHIP Device Layer --->

  3. Device Identification Options

  4. 将 Version String 设置为 v1.0。

  5. 将 Device Software Version Number 设置为 1。

  6. 按 s 可保存配置，然后按 q 可退出 menuconfig。

从“GHA”住宅中移除此设备。

构建映像（如果尚未构建）：

idf.py build

刷写设备：

idf.py -p /dev/ttyUSB0 erase_flash
idf.py -p /dev/ttyUSB0 flash

根据需要重复提交到 Google Home 并观察 OTA 中的步骤。

验证 OTA 软件更新

你可以使用 Google Home 应用 (GHA) 检查设备软件版本。设备获得授权后，请按以下流程操作：

  1. 长按 GHA 主屏幕上的设备图块
  2. 点按右上角的 图标
  3. 点按技术信息
  4. 检查 Software version 字段

Google Home 应用屏幕，其中显示了软件版本字段