上位机搜索、配置及OTA
更新于 2026年9月29日
本篇总结
在 W55MH32 上通过 UDP 广播实现局域网设备搜索、网络地址配置和固件 OTA 升级，配套 ConfigTool 上位机工具。
硬件平台：本例程基于 W55MH32L-EVB 开发板运行。
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本示例演示如何在 W55MH32 上实现上位机搜索和配置功能，并通过实战例程，为大家讲解如何通过上位机搜索局域网中的 W55MH32，并进行网络地址配置。该例程用到的其他网络协议（例如 DHCP）以及 W55MH32 的初始化过程，请参考 Network Install 章节，这里不再赘述。
前置工具准备
嵌入式上位机简介
嵌入式上位机（Embedded Host）是指在嵌入式系统中，作为与嵌入式设备进行通信、控制和数据交换的上位设备，通常用于读取和修改下位机的配置以及升级下位机的固件。它具备响应快、可靠性高的高效性，可实时响应与反馈的实时性，可灵活组合扩展以连接多个下位机的灵活性，以及提供友好图形界面便于操作的交互友好性，因而广泛应用于工业自动化、物联网、智能家居、医疗设备等场景。
- 搜索（FIND）阶段：通过 UDP 广播发送 FIND 命令发现设备并获取配置信息
- 配置（SETT）阶段：向设备发送 SETT 命令重新配置网络信息
- 固件升级（FIRM）阶段：发送 FIRM 命令后建立新 TCP 链接下发固件，设备接收完成后复位更新
BOOT/APP 双程序架构
FLASH 划分为 BOOT 程序区、APP 程序区和 APP 备份区，新固件先写入备份区，复位后由 BOOT 程序校验并拷贝至运行区，即使升级过程断电也不影响原有固件。
| 特点 | 说明 |
|---|---|
| 高效性 | 上位机发出控制命令，下位机直接控制设备，响应速度快、可靠性高 |
| 实时性 | 下位机实时响应控制指令并控制设备，同时实时反馈设备状态数据 |
| 灵活性 | 可灵活组合扩展，同时连接多个下位机进行监控和数据处理，实现分布式控制 |
| 交互友好 | 提供人机交互界面，为用户提供友好的图形或文本界面，便于操作、配置和监控 |
硬件连接
请注意：
测试需要 PC 端和 W55MH32 处于同一网段。
- Micro USB 线连接 DEBUG USB 口到 PC（供电 + 调试串口）
- 网线连接开发板 RJ45 网口 到路由器 LAN 口
│ 路由器（DHCP Server） │
│ 192.168.1.1 │
└────┬──────────────────┬───────────┘
│ │
┌────┴──────┐ ┌────┴──────┐
│ W55MH32 │ │ PC │
│ BOOT+APP │ │ConfigTool │
│ IP: DHCP │ │ IP: DHCP │
└───────────┘ └───────────┘
↑ ↑
DEBUG USB ──→ WIZ UartTool
工程结构
工程位于 SDK 内 1.SDK\ModuleDemo\WZTOE\OTA\，包含 BOOT 和 APP 两个工程，核心文件如下：
OTA/
├── Boot/
│ ├── Project/
│ │ └── Boot.uvprojx ← Keil BOOT 工程文件
│ └── USER/
│ ├── boot.c ← BOOT 初始化校验 + 固件拷贝
│ └── main.c ← UDP 配置命令处理 + 固件升级接收
└── App/
├── Project/
│ └── App.uvprojx ← Keil APP 工程文件
└── USER/
└── main.c ← APP 主循环 + UDP 配置 + 固件备份步骤1：BOOT 初始化校验
文件：Boot/USER/boot.c — 首先读取 FLASH 中的参数，如果无参数则存储默认参数。然后判断固件长度是否大于 0，如果大于 0 则说明需要更新固件，调用 app_copy() 函数将 APP 备份区中的固件拷贝到 APP 运行区，最后判断 APP 运行区是否有固件，如果有则直接跳转到 APP 固件。
system_config_param_get();
system_first_run_check();
if (system_cfg.fw_len > 0 && system_cfg.fw_len != 0xFFFFFFFF)
{
if (app_copy(system_cfg.fw_len, system_cfg.fw_checksum) < 0)
{
printf("Copy fw error\r\n");
}
else
{
system_cfg.fw_len = 0;
system_cfg.fw_checksum = 0;
system_config_param_save();
reboot_app();
}
}
if (app_is_inside())
{
printf("reboot app\r\n");
reboot_app();
}
else
{
printf("not app\r\n");
}BOOT 启动流程
读取参数 → 判断是否有新固件需要拷贝 → app_copy 校验并拷贝 → 清除固件标志 → 跳转到 APP 运行区。如果 APP 运行区无有效固件，则留在 BOOT 程序等待上位机配置和升级。
步骤2：BOOT 主循环
文件：Boot/USER/main.c — 在主循环内调用 do_udp_config() 处理上位机命令，以及 fw_update_process() 处理固件升级。
while (1)
{
do_udp_config(SOCK_UDP_CONFIG); /* Run and process UpperComputer command */
fw_update_process();
if (reboot_flag)
{
system_reboot();
}
}步骤3：搜索、配置与固件升级命令处理
文件：Boot/USER/main.c — do_udp_config() 函数运行一个 UDP 状态机，接收到消息时判断指令类型：FIND 指令回传设备网络地址信息，SETT 指令校验 MAC 地址后更新网络配置，FIRM 指令校验 MAC 后回复确认以开启固件升级 TCP 链路。
void do_udp_config(uint8_t sn)
{
uint16_t len = 0;
uint8_t rip[4];
uint16_t rport;
uint16_t local_port = 1460;
memset(RecvMsg.op, 0, sizeof(RecvMsg)); /* clear RecvMsg */
switch (getSn_SR(sn))
{
case SOCK_UDP:
if ((len = getSn_RX_RSR(sn)) > 0)
{
len = recvfrom(sn, (uint8_t *)&RecvMsg, len, rip, &rport);
if (len > sizeof(CONFIG_MSG))
break;
{
/* FIND: searching, SETT: setting */
if ((RecvMsg.op[0] == 'F') && (RecvMsg.op[1] == 'I') &&
(RecvMsg.op[2] == 'N') && (RecvMsg.op[3] == 'D'))
{
printf("Find from %d.%d.%d.%d\r\n", rip[0], rip[1], rip[2], rip[3]);
memcpy(public_buff, &system_cfg, sizeof(CONFIG_MSG));
memcpy(public_buff, "FIND", 4);
sendto(sn, public_buff, sizeof(CONFIG_MSG), rip, rport);
}
else if ((RecvMsg.op[0] == 'S') && (RecvMsg.op[1] == 'E') &&
(RecvMsg.op[2] == 'T') && (RecvMsg.op[3] == 'T'))
{
printf("Sett\r\n");
/* check MAC address match */
if ((RecvMsg.mac[0] == system_cfg.mac[0]) &&
(RecvMsg.mac[1] == system_cfg.mac[1]) &&
(RecvMsg.mac[2] == system_cfg.mac[2]) &&
(RecvMsg.mac[3] == system_cfg.mac[3]) &&
(RecvMsg.mac[4] == system_cfg.mac[4]) &&
(RecvMsg.mac[5] == system_cfg.mac[5]))
{
memcpy(system_cfg.lip, RecvMsg.lip, 4);
memcpy(system_cfg.sub, RecvMsg.sub, 4);
memcpy(system_cfg.gw, RecvMsg.gw, 4);
memcpy(system_cfg.dns, RecvMsg.dns, 4);
system_config_param_save();
reboot_flag = 1;
sendto(sn, (uint8_t *)&RecvMsg, sizeof(CONFIG_MSG), rip, rport);
}
}
else if ((RecvMsg.op[0] == 'R') && (RecvMsg.op[1] == 'S') &&
(RecvMsg.op[2] == 'T') && (RecvMsg.op[3] == 'T'))
{
printf("Reset\r\n");
reboot_flag = 1;
}
else if ((RecvMsg.op[0] == 'F') && (RecvMsg.op[1] == 'I') &&
(RecvMsg.op[2] == 'R') && (RecvMsg.op[3] == 'M'))
{
printf("Fire\r\n");
if ((RecvMsg.mac[0] == system_cfg.mac[0]) &&
(RecvMsg.mac[1] == system_cfg.mac[1]) &&
(RecvMsg.mac[2] == system_cfg.mac[2]) &&
(RecvMsg.mac[3] == system_cfg.mac[3]) &&
(RecvMsg.mac[4] == system_cfg.mac[4]) &&
(RecvMsg.mac[5] == system_cfg.mac[5]))
{
system_cfg.state = FW_UPDATE_CONFIG;
sendto(sn, (uint8_t *)&RecvMsg, sizeof(CONFIG_MSG), rip, rport);
}
}
}
}
break;
case SOCK_CLOSED:
socket(sn, Sn_MR_UDP, local_port, 0x00);
break;
}
}步骤4：BOOT 固件升级处理
文件：Boot/USER/main.c — 当收到 FIRM 指令后，上位机以 TCP Client 方式连接 W55MH32 并下发固件。fw_update_process() 函数实现 TCP 连接、接收固件并存储到 APP 运行区的完整流程。接收完成后跳转到 APP 运行区。
void fw_update_process(void)
{
static uint32_t file_size = 0;
static uint32_t file_recv_length = 0;
static uint8_t is_erased_flag = 0;
static uint32_t flash_offset = 0;
uint32_t len = 0;
switch (getSn_SR(SOCK_FW_UPDATE))
{
case SOCK_ESTABLISHED:
if (getSn_IR(SOCK_FW_UPDATE) & Sn_IR_CON)
{
setSn_IR(SOCK_FW_UPDATE, Sn_IR_CON);
printf("socket connected\r\n");
is_erased_flag = 0;
flash_offset = APPLICATION_START_ADDRESS;
file_size = 0;
file_recv_length = 0;
}
len = getSn_RX_RSR(SOCK_FW_UPDATE);
if (len > 0)
{
if ((len == 4) && (is_erased_flag == 0))
{
recv(SOCK_FW_UPDATE, (uint8_t *)&file_size, 4);
flash_erase(APPLICATION_START_ADDRESS, APPLICATION_AREA_SIZE);
is_erased_flag = 1;
send(SOCK_FW_UPDATE, (uint8_t *)&file_size, 4);
printf(">\r\n");
}
else
{
recv(SOCK_FW_UPDATE, public_buff, len);
printf(".");
flash_write(flash_offset, public_buff, len);
flash_offset += len;
file_recv_length += len;
send(SOCK_FW_UPDATE, (uint8_t *)&len, (uint16_t)4);
if (file_size == file_recv_length)
{
disconnect(SOCK_FW_UPDATE);
system_cfg.state = FW_APP_NORMAL;
system_cfg.fw_checksum = 0;
system_cfg.fw_len = 0;
system_config_param_save();
printf("\r\nFirmware is download\r\n");
reboot_app();
}
}
}
break;
case SOCK_CLOSE_WAIT:
disconnect(SOCK_FW_UPDATE);
break;
case SOCK_CLOSED:
close(SOCK_FW_UPDATE);
socket(SOCK_FW_UPDATE, Sn_MR_TCP, FW_UPDATE_PORT, Sn_MR_ND);
break;
case SOCK_INIT:
listen(SOCK_FW_UPDATE);
break;
}
}步骤5：APP 程序实现
文件：App/USER/main.c — APP 固件同样先初始化，然后在主循环中调用 do_udp_config() 和 fw_update_process() 函数。其中 do_udp_config() 函数与 BOOT 固件一致，但 fw_update_process() 函数略有不同。
while (1)
{
do_udp_config(SOCK_UDP_CONFIG); /* Run and process UpperComputer command */
fw_update_process();
if (reboot_flag)
{
printf("reboot\r\n");
system_reboot();
}
}APP 中的 fw_update_process() 函数会将收到的固件直接存储到 APP 备份区，接收完成后将固件长度及校验信息存储到 FLASH 参数区并复位，然后在 BOOT 固件中进行固件校验以及拷贝操作完成升级。
void fw_update_process(void)
{
static uint32_t file_size = 0;
static uint32_t file_recv_length = 0;
static uint8_t is_erased_flag = 0;
static uint32_t flash_offset = 0;
uint32_t len = 0;
if (system_cfg.state != FW_UPDATE_CONFIG)
{
return;
}
switch (getSn_SR(SOCK_FW_UPDATE))
{
case SOCK_ESTABLISHED:
if (getSn_IR(SOCK_FW_UPDATE) & Sn_IR_CON)
{
setSn_IR(SOCK_FW_UPDATE, Sn_IR_CON);
is_erased_flag = 0;
flash_offset = APPLICATION_BACK_ADDRESS;
file_size = 0;
file_recv_length = 0;
}
len = getSn_RX_RSR(SOCK_FW_UPDATE);
if (len > 0)
{
if ((len == 4) && (is_erased_flag == 0))
{
recv(SOCK_FW_UPDATE, (uint8_t *)&file_size, 4);
flash_erase(APPLICATION_BACK_ADDRESS, APPLICATION_AREA_SIZE);
is_erased_flag = 1;
send(SOCK_FW_UPDATE, (uint8_t *)&file_size, 4);
printf("file_size %d\r\n", file_size);
printf(">");
}
else
{
len = recv(SOCK_FW_UPDATE, public_buff, len);
printf(".");
flash_write(flash_offset, public_buff, len);
flash_offset += len;
file_recv_length += len;
send(SOCK_FW_UPDATE, (uint8_t *)&len, (uint16_t)4);
if (file_size == file_recv_length)
{
printf("\r\n");
disconnect(SOCK_FW_UPDATE);
system_cfg.fw_checksum = update_firmware_calc_checksum(file_size);
system_cfg.fw_len = file_size;
system_config_param_write(&system_cfg);
reboot_flag = 1; /* reboot */
}
}
}
break;
case SOCK_CLOSE_WAIT:
/* disconnect(SOCK_FW_UPDATE); */
break;
case SOCK_CLOSED:
close(SOCK_FW_UPDATE);
socket(SOCK_FW_UPDATE, Sn_MR_TCP, FW_UPDATE_PORT, Sn_MR_ND);
break;
case SOCK_INIT:
listen(SOCK_FW_UPDATE);
printf("fw update socket init\r\n");
break;
}
}BOOT 与 APP 的区别
BOOT 固件中的 fw_update_process() 将固件直接写入 APP 运行区（APPLICATION_START_ADDRESS），接收完成后直接跳转运行。APP 固件中的 fw_update_process() 将固件写入 APP 备份区（APPLICATION_BACK_ADDRESS），接收完成后保存校验信息并复位，由 BOOT 程序完成校验拷贝。
运行验证
测试实例需要 PC 端和 W55MH32 处于同一网段。烧录 BOOT 程序运行后，因为没有 APP 程序，首次运行会配置默认参数，然后进入 BOOT 的配置程序。打开 ConfigTool 上位机后，即可进行网络地址信息配置以及固件升级操作。
W55MH32 factory firmware
not app
Find from 192.168.1.100
Sett
socket connected
>.........
Firmware is download
reboot app- 搜索示例：在 ConfigTool 中点击搜索按钮，上位机通过 UDP 广播 FIND 命令，设备收到后回传网络配置信息，上位机列表中显示搜索到的设备。
- 配置示例：选中设备后修改 IP 地址、子网掩码、网关、DNS 等参数并下发，设备收到 SETT 命令后更新本地配置并复位，重启后使用新的网络地址。
- 固件升级示例：选中设备后选择固件文件并点击升级，设备收到 FIRM 命令后开启 TCP 服务器，上位机连接后传输固件，传输完成后设备自动复位完成升级。
常见问题
Q: 上位机和下位机是如何通信的
上位机通过 UDP 广播发送命令（FIND/SETT/FIRM/RSTT），下位机接收后响应。搜索和配置使用 UDP 协议（端口 1460），固件升级则在上位机收到 FIRM 确认后通过 TCP 连接下位机的 TCP 服务器（FW_UPDATE_PORT）进行固件传输。通信过程中通过 MAC 地址匹配确保配置和升级指令发送到正确的设备。
Q: 固件升级为什么需要 BOOT 和 APP 两个程序
BOOT 程序负责设备启动时的固件校验、拷贝和跳转操作，APP 程序是实际运行的主程序。固件升级时新固件先存入 APP 备份区，复位后由 BOOT 程序校验并拷贝到 APP 运行区。这种设计确保升级过程中即使断电也不会损坏当前运行的固件，实现了安全的 OTA 升级。
Q: 固件升级过程中断电了怎么办
由于采用 APP 备份区设计，新固件先写入 APP 备份区，只有写入完成并保存校验信息后才会复位。如果在固件写入备份区的过程中断电，APP 运行区中的原固件不受影响，设备重启后仍可正常运行原固件。如果备份区写入完成后断电，BOOT 程序会在下次启动时检测到备份区有新固件，自动完成校验拷贝操作。
Q: ConfigTool 搜索不到设备怎么办
请确保 PC 和 W55MH32 处于同一网段。检查设备是否已正确烧录 BOOT 程序并运行，首次烧录 BOOT 程序后会配置默认参数并进入配置程序。同时检查 PC 防火墙是否阻止了 UDP 广播数据包。如果设备 IP 未知，可通过串口查看设备启动时打印的网络配置信息确认其 IP 地址。
总结
- 设备搜索：上位机通过 UDP 广播发送 FIND 命令，设备回传网络配置信息
- 网络配置：SETT 命令下发 IP/子网掩码/网关/DNS 参数，MAC 地址匹配后更新并复位
- 固件升级：FIRM 命令触发，TCP 传输固件至备份区，BOOT 程序校验拷贝至运行区
- 双区设计：BOOT 程序区 + APP 运行区 + APP 备份区，确保升级安全可靠
- 配套工具：ConfigTool 上位机支持搜索、配置和 OTA 升级全流程操作
- 命令体系：FIND（搜索）、SETT（配置）、RSTT（复位）、FIRM（固件升级）
