MQTT5 物联网网关

串口转 MQTT v5.0 物联网网关 —— TLS 加密传输、HTTPS 网页配置、mDNS 免 IP 直连、OTA 远程升级。无需串口调试助手，浏览器即可完成全部配置。

产品概述

MQTT5 物联网网关是一款基于 ESP32-S3 的量产级「串口 ↔ MQTT」透传网关。设备通过 UART 串口与外部 MCU（如 STM32）对接，把 MCU 的传感器数据、控制指令桥接到 MQTT v5.0 云端；同时为网关自身与下游 MCU 提供完整的 远程升级、网页配置与运行监控能力。

网关内建 HTTPS 管理后台（esp_https_server + mbedTLS），工程师在浏览器里即可完成 broker 地址、TLS 证书、Topic、串口参数、项目名等全部配置，并把配置导出为加密 .bin 文件用于批量量产烧录。

核心规格

核心亮点

下面四个能力，是这台网关区别于普通「串口转网模块」的地方——把传统要用串口助手、抓包工具、多个软件才能完成的事，收敛到一个浏览器页面里。

免串口调试，浏览器直接收发 MQTT

传统调试要：接 USB-TTL → 开串口助手 → 记 AT 命令 → 手抄报文。我们把这段链路直接搬进网页：填 Topic、填报文，点发送，收发记录与自动生成的 MCU 串口 AT 帧同屏呈现。

• 双栏联动：左侧填业务报文，右侧实时给出对应的串口 AT 帧，MCU 侧照抄即可跑通。
• 收发留痕：下行 / 上行报文带时间戳与字节数留档，联调不再靠猜。
• 零工具依赖：无需安装串口调试助手，产线、售后、客户现场只用一个浏览器。

可视化监控，把「网络卡」变成可测量的数据

被动救火和主动维护的差别，就是「有没有人先看到」。证书剩余天数、DRAM / PSRAM 空闲、MQTT 收发速率与 RTT 延时，全部在系统概览里做成实时曲线，异常一眼可见。

• MQTT 健康九宫格：连接状态、重连次数、发送失败、TLS 握手耗时、收发缓存水位一屏尽览。
• 通信分析环形图：按主题统计收发分布、按命令类型统计 MCU 串口交互频次。
• 存储占用仪表：PSRAM 与 Flash 使用率圆环显示。
• 亮暗主题：夜间值守与强光现场同样清晰，一键切换。

双路 OTA 升级，模组自己升级，还能替外部 MCU 升级

网关不只是「自己会升级」——它还能当外部 MCU 的升级中转站。模组固件走 MQTT OTA / WEB OTA，MCU 固件则经 RSA-3072 + AES-256-GCM 预加密后沿串口分包下发，两条链路互不干扰。

• MQTT OTA：远程下发模组固件，断点续传、落盘校验，现场零接触。
• WEB OTA：浏览器直接上传固件，边收边落盘，不占额外 RAM。
• MCU 固件中转：加密固件经串口分包透传，MCU 侧解密后自更新，硬件无需改动。
• 硬件加速：签名校验与解密全程走硬件外设，升级期间不影响业务串口。

HTTPS 安全后台，私钥不出设备

管理后台全程 HTTPS（端口 443），ECDSA P-256 密钥对在设备本地生成（PSA 加密引擎），私钥不出设备；配套单用户互斥会话与统一鉴权，安全与易用兼顾。

• 证书本地生成：有效期 10 年，IP 变更自动重签，损坏自动重建。
• 单用户互斥：64 位令牌、30 分钟超时、活动刷新，防局域网 DDoS。
• 安全时间校准：加密 HTTPS 通道校时（非明文 NTP），防中间人篡改。
• 证书到期预警：30 天黄 / 7 天红，提前续签避免批量掉线。

界面实拍

以下均为设备真实运行的 Web 控制台截图，非示意图、非设计稿。

快速上手

把设备接上云有两条路：串口 AT 命令是传统做法 —— 接 USB-TTL、开串口助手、逐条敲命令；Web 后台免串口是本产品的主打方式 —— 上电配网后，浏览器直连设备，配置 Broker、配置 Topic、收发报文测试一气呵成，全程不需要串口线，也不需要安装任何调试软件。

两条路线配置结果完全一致，可随时交叉使用：先用网页把设备调通，再把网页自动生成的 AT 命令帧抄进 MCU 程序即可。

先选路线

共同前置：供电与配网

1. 按产品引脚定义给模块供电，上电后等待约 10 秒完成初始化。
2. 首次使用或更换 WiFi 时配网：手机接入 2.4 GHz 网络，用厂商配网 App（或 ESP 官方 ESP SoftAP Provisioning）广播凭据。
3. 已配过网的设备上电自动重连，无需重复操作。

也可通过串口命令手动触发 SmartConfig：

AT+CWSTARTSMARTCRLF      // 启动 SmartConfig 智能配网 → OK CRLF
// 配网成功后自动停止；也可手动停止：
AT+CWSTOPSMARTCRLF       // 停止 SmartConfig → OK CRLF

路线 A串口 AT 命令（传统方式）

适合 MCU 程序尚未就绪、或现场只有串口条件的场合。需要一块 USB 转串口模块与任意串口助手。

A1 · 硬件准备与接线

所需硬件

• 一块 MQTT5 物联网网关（ESP32-S3 模组）
• USB 转串口模块（4 线：VCC / GND / TX / RX）
• 可联网的 WiFi（2.4 GHz）

串口引脚定义

A2 · 串口助手参数设置

• 波特率 230400，8 位数据位、无校验、1 位停止位（8N1）。
• 发送区设为「新行模式」，每条命令以 CR-LF 结束。
• 字符串参数用双引号包裹，特殊字符（,、"、\）需转义；单条命令建议不超过 256 字节。

串口参数可在 Web 后台「通讯设置」页调整为 1200 ~ 4,000,000，与 MCU 侧保持一致即可。

A3 · 用 AT 命令配置与收发

ATCRLF            // 通讯测试 → 收到 +AT:OK CRLF
AT+CIPSTA?CRLF      // 查询 Station IP / 网关 / 子网掩码
AT+MQTTCONN?CRLF    // 查询连接状态，5 = 已连接已订阅（可发送）
AT+MQTTPUB=0,"my_project/<设备ID>/telemetry/data",0,0,15000,3610A686,5,"hello"CRLF
                // 发布消息 → 收到 +MQTTPUB:OK / FAIL / BUSY

// 云端下发由模块主动推送（无需查询），模块发出的一行同样以 CRLF 收尾：
+MQTTSUBRECV:0,1,"my_project/<设备ID>/ctrl_set",B00506B6,8,"relay_on"CRLF

完整命令定义与逐字节 HEX 对照见 AT 命令参考。

A4 · 这条路线的局限

• 依赖 PC 端软件：要装驱动、串口助手，换台电脑就得重来一遍。
• 命令靠记忆：参数顺序、引号转义、CRC32 都要手工处理。
• 凭据明文暴露：Broker 账号密码以明文出现在串口线与 PC 工具里，实践中还常被写进 MCU 代码和交付文档。
• 批量复制困难：每台设备都要重发一遍命令。

下面这条路线，就是为消除这些麻烦而设计的。

路线 BWeb 后台免串口（推荐）

配网完成后，剩下的事全部在浏览器里做完：登录后台 → 配置 Broker → 配置 Topic → 收发报文测试。不用接串口、不用装驱动和调试助手，产线、售后、客户现场只用一个浏览器。

设计思路：把「配置与调试」收进设备本身

传统串口模块把配置能力放在 PC 侧：模块只是执行者，所有信息都要经过串口线在 PC 与模块之间来回搬运。本产品反过来做 —— 模块自身就是一个 HTTPS 服务器，配置界面、收发测试、状态监控全部由设备提供，浏览器只充当显示器与键盘。

这个设计带来四个直接结果：

• 零工具依赖：不接串口线、不装驱动与串口助手，电脑、平板、手机都能配。
• 点对点直连：浏览器 ↔ 设备 一条 TLS 加密链路，配置数据不经过任何云端或第三方平台中转。
• 机密信息不出芯片：Broker 地址与账号密码直接写进设备内部存储；HTTPS 证书私钥在设备本地生成、永不导出（详见 为什么「机密信息不出芯片」）。
• 配置即文档：网页发一帧，同时给出 MCU 侧要发的 AT 命令帧，联调不用再靠抄和猜。

B1 · 浏览器直连设备

设备联网后自动注册 mDNS 服务 _https._tcp，浏览器直接访问即可，无需记忆 IP：

https://<设备主机名>.local/

主机名由设备自动生成，出厂铭牌与控制台首页均有标注，无需手工推算。若 mDNS 不可用，可用串口 AT+CIPSTA? 查询 IP 后访问 https://<设备IP>/；首次访问提示自签名证书时选择「继续访问」。

B2 · 登录 HTTPS 管理后台

输入管理密码登录。后台采用单用户互斥会话：同一时间仅允许一个活跃会话，第二个用户登录会提示「已有其他用户登录」；会话 30 分钟无操作自动超时，每次操作自动续期。

B3 · 配置 Broker

在「MQTT 配置」页填写接入信息，保存后自动生效并重新连接：

B4 · 配置 Topic

Topic 管理拆成两页：订阅（云 → 设备，必配）与上行（设备 → 云，可选）。

• 订阅：按 {产品名}/{设备ID}/{分支} 完全匹配，云端下发经 +MQTTSUBRECV 送达 MCU。
• 上行：登记后可在网页直接发布测试；也可留空，由 MCU 侧 AT+MQTTPUB 自带 Topic 发布。

B5 · 收发报文测试（免串口调试）

最省时间的一步：不接串口、不写 MCU 代码，在网页里直接发一条业务报文，立刻能确认云端是否收到；云端下发也在同屏可见。

• 双栏联动：网页填业务报文，同步给出 MCU 侧对应的串口 AT 帧，照抄即可跑通。
• 收发留痕：报文带时间戳与字节数留档，便于回溯与对账。
• 闭环验证：网页发 → 云端收 → 云端下发 → 网页显示，一条链路一次跑完。
• 首次调通时间：从小时级压缩到分钟级。

B6 · 导出配置，量产复制

配置完成后导出加密 .bin 配置文件，量产烧录时批量导入，实现「一次配置、万台复制」。故障机也可用备份文件快速恢复，无需现场逐项重填。

为什么「机密信息不出芯片」

「免串口」带来的不只是方便，更是安全模型的改变：配置与调试不再借道 PC 与串口线，机密数据从输入到落盘全程留在设备内部闭环。

配置完成后：对接外部 MCU

网关通过 UART1 向 MCU 提供标准 AT 命令接口。MCU 侧按以下流程即可收发 MQTT 报文：

1. 上电后轮询连接状态：AT+MQTTCONN?CRLF，仅当返回状态 5（已连接已订阅，空闲）时才下发数据。
2. 发布消息：AT+MQTTPUB=0,"topic",qos,retain,timeout,CRC32,dataLen,"data"CRLF。
3. 接收云端下发：模块主动推送 +MQTTSUBRECV:...CRLF。
4. 报文中转 MCU 固件：AT+FMWOTALLCRLF 分包输出，供 MCU 校验写入 Flash。

每一条命令都必须以 CR + LF（0x0D 0x0A）结尾，否则网关回 ERROR 且不执行；详见 结束符 CRLF。

完整的命令定义见 AT 命令参考。

AT 命令参考

网关通过 UART1 向外部 MCU 提供标准 AT 命令接口，MCU 据此收发 MQTT 报文、查询状态、触发配网与固件中转。本章所有示例都对每一行报文给出完整字节：ASCII 形式用 CRLF 标记行尾两个字节，并附对应的十六进制（HEX）序列，可直接在串口工具的十六进制视图里逐字节核对。

基本约定

• 串口默认 230400, 8N1，可在 Web「通讯设置」页配置（1200 ~ 4,000,000）。
• 每一条命令的最后两个字节必须是 CR（0x0D）+ LF（0x0A），顺序不可颠倒——这是硬性要求，详见 结束符 CRLF。
• 网关发回的每一行同样以 CR + LF 收尾，MCU 用 DMA + IDLE 不定长接收时可直接按 CRLF 分帧。
• 查询类命令（?）一次性返回全部数据、不再单独回 OK；设置/执行类回 OKCRLF；失败一律回 ERRORCRLF。
• 字符串参数用双引号包裹，数据内容中可含引号（如 JSON），网关从行尾反向定位闭合引号。
• 单条命令长度建议不超过 256 字节。

结束符 CRLF：最容易踩的坑

网关要求每条 AT 命令的最后两个字节必须是 0x0D（回车 CR）和 0x0A（换行 LF）。只发 \n、只发 \r、或者什么都不发，都不符合要求。

为避免歧义，本页所有报文示例统一用 CRLF 徽标代表这两个字节。例如下面这条命令：

也就是说，AT+GMR? 这 7 个可见字符，实际要发出 9 个字节：

网关的响应同样以 CRLF 结尾——例如 OKCRLF 实际发出的四个字节是 4F 4B 0D 0A，ERRORCRLF 是 45 52 52 4F 52 0D 0A。

如何在你的工具里发出 CRLF

支持的命令列表

模块上电后发送 +CMD:<index>,"<name>",<execute>,<query>,<set>CRLF 列表（每条一行），也可用 AT+CMD?CRLF 查询。

短命令 HEX 速查（发送侧）

下表给出每条短命令含结束符的完整字节序列，共 N 个字节。调试时可直接粘进串口工具的「十六进制发送」，或在逻辑分析仪里对照抓到的波形。

常见响应 HEX 速查（接收侧）

基础命令

AT — 通讯测试

AT+RST — 重启模块

AT+GMR? — 查看版本信息

查询类命令只返回四行数据、不再回 OK，每行各以 CRLF 收尾，MCU 一次 DMA + IDLE 接收即可拿全。

AT+CMD? — 列出全部支持的命令

AT+SYSTIMESTAMP — 查询/设置系统时间戳

<Unix毫秒>：Unix 时间戳（毫秒），设置后系统时间同步更新。设备联网后会通过加密 HTTPS 通道自动校时。

AT+FUID? — 查询 SPI Flash 唯一 ID

该指令用于读出芯片侧的唯一标识，供产线建档与售后追溯使用。设备自身的 client_id 由固件按内部规则派生，无需上位机手工拼接。

WiFi 命令

AT+CIPSTAMAC — 查询/设置 Station MAC

AT+CIPSTA — 查询/设置 Station IP

AT+CWSTARTSMART / AT+CWSTOPSMART — SmartConfig 配网

配网期间暂停 MQTT 事件处理，成功后自动恢复。

MQTT 命令

AT+MQTTCONN? — 连接状态查询

无后缀的执行形式 AT+MQTTCONNCRLF（13 字节 41 54 2B 4D 51 54 54 43 4F 4E 4E 0D 0A）为保留命令，不做实际操作，仅回 OKCRLF。

<state> 取值：

AT+MQTTPUB — 发布消息

AT+MQTTPUB=<LinkID>,"<topic>",<qos>,<retain>,<timeout_ms>,<CRC32>,<dataLen>,"<data>"CRLF

完整示例（发布 hello 到 my_project/DEV01/telemetry/data，QoS 0、不保留）：

返回（注意：不带末尾 OK/ERROR，仅三选一）：

参数：

• <LinkID>：当前仅支持 0。
• <"topic">：最大 128 字节，双引号包裹。
• <qos>：0 / 1 / 2，非法值默认 2。
• <retain>：0 / 1，非法值默认 1。
• <timeout_ms>：1000 ~ 60000，默认 15000。
• <CRC32>：data 内容 CRC32（8 位大写十六进制，不足补零），仅算数据内容本身（不含双引号）。示例数据 hello 的 CRC32 = 3610A686。
• <dataLen>：data 内容长度（不含双引号）。
• <"data">：消息体，可含引号（如 JSON），网关从行尾反向定位闭合引号。

MCU → 网关: AT+MQTTCONN?CRLF
网关 → MCU: +MQTTCONN:5CRLF                  // 状态 5 = 空闲，可发送（不回 OK）
MCU → 网关: AT+MQTTPUB=0,"my_project/DEV01/telemetry/data",0,0,15000,3610A686,5,"hello"CRLF
网关 → MCU: +MQTTPUB:OKCRLF                  // 发布成功

// 若状态为 6（发送中），直接下发会被拒绝：
MCU → 网关: AT+MQTTPUB=0,"my_project/DEV01/telemetry/data",0,0,15000,3610A686,5,"hello"CRLF
网关 → MCU: +MQTTPUB:BUSYCRLF                // 模块丢弃该条，上位机应稍后重试

MQTT 接收（主动推送）

+MQTTSUBRECV:<LinkID>,<msg_id>,"<topic>",<CRC32>,<data_length>,"<data>"CRLF

• <msg_id>：MQTT 报文 ID（16 位无符号），QoS 0 时为 0。
• 模块会去除 JSON 外部空白，使 JSON 紧凑化（如 { "a" : 1 } → {"a":1}）。
• "123"（字符串）与 123（数字）含义不同，模块原样转发。
• 推送行同样以 0D 0A 收尾，可直接按 CRLF 分帧。

报文重传（环形缓存 64 条 / 单条最大 10KB）

每条命令独立成行、各自带一个 CRLF；箭头右侧的中文是注释，不是报文内容，实际发送时不要输入。适用场景：CRC 校验失败重取、超时后主动补取。

遗嘱消息（Will Message）

模块连接 Broker 时自动设置遗嘱，异常离线时由 Broker 发布：

心跳消息（Heartbeat）

连接成功后每 60 秒发送一次，QoS 0：

{"ts":<epoch_milliseconds>,"state":<state_code>}

固件输出命令

AT+FMWOTALL — 串口输出全部固件

将已缓存的从机固件镜像分包输出，供 MCU 校验、解密后写入 Flash。触发命令：

分包包头的 ASCII 字段同样以 CR + LF 收尾，之后紧接 datalen 字节二进制数据。以「第 1 包 / 共 12 包 / CRC32 = A1B2C3D4 / 49152 字节」为例：

详细分包协议见 OTA 升级。

Topic 定义

设备与云端的 MQTT 通信遵循统一的 snake_case 命名与层级分组规范，所有请求-响应共用统一通道，通过 msgId 关联。

命名规范

• 全小写 + 下划线（snake_case），避免 MQTT 大小写敏感歧义。
• 产品名第一级：{product_name} 作为第一级路径，由用户在配置页自定义。
• 设备标识第二级：{client_id} 由设备自动生成并在连接时声明。
• 动词后置：_set / _get / _start 后缀表示操作类型。
• 层级分组：上行按语义分为 telemetry/、event/、alarm/ 与顶级 hardfault。

完整 Topic 前缀格式：{product_name}/{client_id}/…

Topic 总览

网关提供一组平台级通用能力，覆盖数据采集、设备控制、参数管理、故障上报与固件升级。下表为能力清单——具体业务语义（如采集什么、控制什么）由接入的 MCU 侧定义，网关仅负责可靠传输。

{product_name}/{client_id}/
├── data_get / data_set     # 下行: 数据采集 / 写入
├── ctrl_set / ctrl_get     # 下行: 设备控制 / 状态查询
├── mode_set                # 下行: 运行模式切换
├── param_get / param_set   # 下行: 系统参数查询 / 设置
├── bus_cfg_get / bus_cfg_set # 下行: 总线（Modbus 等）配置
├── task_set / task_get     # 下行: 任务下发 / 状态查询
├── fw_update               # 下行: 从机固件升级
├── response                # 上行: 下行指令统一响应
├── telemetry/…             # 上行: 周期数据上报
├── alarm/…                 # 上行: 故障上报
├── event/…                 # 上行: 事件通知
├── heartbeat               # 上行: 保活心跳
├── will                    # 上行: 遗嘱消息
└── hardfault/{target}      # 上行: 主控严重故障回溯

下行 Topic（云 → 设备）

上行 Topic（设备 → 云）

event 与 alarm 分支

event（事件通知）

• 用途：正常业务流程中的状态通知，用于云端记录与监控。
• QoS 0（尽力送达），丢失不影响业务。
• 子分支：event/ctrl（执行完毕）、event/status（状态变更）。

alarm（故障/错误）

• 用途：异常情况上报，需要云端关注和处理。
• QoS 1（至少送达一次），确保故障不丢失。
• 子分支：alarm/system（系统级）、alarm/task（任务执行异常）。

hardfault 主控严重故障上报

hardfault 是独立顶级 Topic，不属于 alarm/ 或 event/。当从机主控发生严重故障（HardFault、总线错误、内存越界等）时：

• 业务通道与 RTOS 均不可用，无法持久化落盘；
• 从机仅能通过独立的调试串口直接输出回溯信息；
• 网关经专用接收通道获取后，以 QoS 2 + Retain 1 发布到云端；
• 发布完成后关闭 MQTT 通信：延时停止心跳 → 停止互联网探测 → 主动断开客户端；
• 此后设备不再主动操作（含重连），必须人工现场断电重启。

消息格式

心跳消息

{"ts":1756195200123,"state":5}

遗嘱消息

内容不含业务数据，携带设备型号、固件版本等用户属性，设备异常断开后由 Broker 自动发布。

安全校验

设备对收到的 MQTT 消息执行 Topic 前缀校验：

• 仅接受前缀与设备自身标识一致的 Topic；
• 不匹配的消息直接丢弃并记录告警日志；
• 该机制与 Broker 侧 ACL 配合，形成双重隔离，防止越权订阅或注入。

OTA 升级

网关提供三条独立的固件升级链路，并支持向外部 MCU 中转固件，覆盖「模组自身升级」与「下游 MCU 升级」全场景。

三条 OTA 链路总览

三条链路共用落盘文件模型：网关自身固件（MQTT / WEB 入口互斥）共用同一固件镜像文件；从机固件使用独立镜像文件。单条 MQTT 消息最大支持 2 MB，可容纳一整包从机固件，无需应用层再做分片重组。

升级过程在后台独立完成，不影响设备既有的 MQTT 业务通信与串口透传；向外部 MCU 中转固件时设备亦保持持续运行。

固件预加密

固件采用 esp_encrypted_img 组件做 RSA-3072 + AES-256-GCM 预加密：固件在传输与落盘全程以密文存在，仅持有对应私钥的设备才能解密刷写，杜绝固件被非法提取或篡改。

STM32 串口固件分包协议

STM32 固件经 MQTT 下发到 ESP32，解密校验后通过 UART 串口分包发送给 STM32（AT+FMWOTALL 协议）：

+FMWOTALL:<总包数>,<当前包号>,<CRC32>,<数据长度>,CRLF<二进制数据>

包头 ASCII 段以 CR + LF 收尾（0D 0A），其后紧接 数据长度 字节的二进制包体；MCU 先按 CRLF 定包头、再按长度收满包体，切勿按 CRLF 找固件数据结尾。

网关 → MCU: +FMWOTALL:3,1,A1B2C3D4,49152,CRLF<49152 字节二进制>
网关 → MCU: +FMWOTALL:3,2,E5F6A7B8,49152,CRLF<49152 字节二进制>
网关 → MCU: +FMWOTALL:3,3,9C0D1E2F,4096,CRLF<4096 字节二进制>
网关 → MCU: OKCRLF                          // 全部输出完成

首包包头的十六进制序列（2B 46 4D 57 4F 54 41 4C 4C 3A = +FMWOTALL:，0D 0A = CRLF）：

2B 46 4D 57 4F 54 41 4C 4C 3A 33 2C 31 2C 41 31 42 32 43 33 44 34 2C 34 39 31 35 32 2C 0D 0A

静默策略

HTTPS 管理后台

浏览器直连的加密配置后台，自签名证书本地生成、私钥不出设备，配套单用户会话与统一鉴权，安全与易用兼顾。

HTTPS 服务器

• 协议：Web 管理后台采用 HTTPS（端口 443），esp_https_server + mbedTLS。
• 证书自动生成：ECDSA P-256 密钥对在设备本地生成（PSA 加密引擎），私钥不出设备。
• 证书持久化：证书与私钥存放于设备内部 LittleFS 分区，重启后复用，不重复生成。
• 有效期：自签证书有效期 10 年。
• IP 变更自动重签：WiFi 漫游或 DHCP 续租导致 IP 变化时，自动 stop → regenerate → start，SAN 扩展绑定新 IP。
• 证书校验容错：LittleFS 中证书损坏时自动触发重新生成。

mDNS 设备发现

设备联网后广播 _https._tcp 服务，浏览器访问 <设备主机名>.local 即可直连，无需记忆 IP。主机名由设备自动生成，出厂铭牌与控制台首页均可查。

单用户会话管理

统一鉴权

后端新增统一鉴权层，全部写接口与敏感读接口统一鉴权。认证方式双通道：

• X-Session-Token 头（优先，会话管理 + 超时）
• X-Password 头（向后兼容，无会话跟踪）

认证错误区分「会话过期」与「密码错误」，用户体验更清晰。

输入合法性校验

安全时间校准

设备联网后自动校准系统时间。与常见明文 NTP 不同，本方案全程走加密 HTTPS 通道：

• 防篡改：时间来源与服务器证书校验绑定在同一条加密链路内，杜绝局域网中间人伪造时间。
• 多源冗余：内置多个时间源，国内/国际双路可达。
• 自动执行：联网后自动完成，无需配置与人工干预。

证书到期预警

概览页实时显示服务器证书剩余天数：不足 30 天黄色提醒、不足 7 天红色告警，把「被动救火」变成「主动维护」，避免证书过期导致整批设备掉线。

可视化监控仪表盘

• MQTT 健康九宫格：连接状态、重连次数、发送失败、TLS 握手耗时、收发缓存水位、订阅进度。
• 通信分析环形图：按主题统计收发消息分布、按命令类型统计 MCU 串口交互频次。
• 存储占用仪表：PSRAM 与 Flash 使用率圆环显示。
• CPU / 内存 / MQTT 速率与往返时延实时曲线，亮色/暗色主题一键切换。

更新日志

项目持续研发 14 个月，从 V1.0.x 一路迭代到 V1.1.4，覆盖 TLS 加密、HTTPS 后台、免串口调试、内存优化等关键里程碑。

版本号规则

• 主版本：重大架构变更或协议升级。
• 次版本：新增功能模块（如新 Web 页面、新 API）。
• 修订号：Bug 修复、UI 微调、配置调整。

V1.1.4 2026-09-24

新增：HTTPS 安全时间校准

• 全程走加密 HTTPS 通道，防局域网中间人伪造时间。
• 多源冗余，国内/国际双路可达，单一站点故障不影响校时。
• 联网后自动完成，无需配置。

改版：系统概览页面

• MQTT 健康九宫格状态墙，一屏掌握连接状态、重连次数、发送失败、TLS 握手耗时、证书剩余天数等。
• 证书到期预警：30 天黄 / 7 天红。
• 通信分析环形图、存储占用仪表（PSRAM / Flash 圆环）。
• 页面顶部显示设备真实时间。

V1.1.3 2026-09-23

新增：免串口调试

• Web 页面直接收发 MQTT 报文，无需 MCU 与串口助手。
• 自动生成对应的 MCU 串口 AT 命令帧与逐字段解析表，校验值长度自动算好。
• 首次调通时间从小时级压缩到分钟级。

可视化监控增强

• 新增 MQTT 消息速率与往返时延曲线。
• CPU / 内存实时曲线，亮/暗主题切换。
• MQTT 订阅主题上限提升至 1024 条。

稳定性提升

• 修复极端情况内存不足导致的连接失败，内部可用内存最低水位由十余 KB 提升至 110KB 以上。

V1.1.2 2026-09-23

重大更新：内部内存优化（PSRAM 迁移）

• 内部堆历史最低空闲由约 16.9 KB 提升至约 111.3 KB，彻底消除 TLS 握手 / WiFi 重连峰值期内存不足。
• UART 收发缓冲、AT 命令缓冲、MQTT 收发/重传缓存（约 650KB）、HTTPS 证书缓冲全部迁至 PSRAM。

新增：业务回传话题（Biz Topic）

• 上行话题独立管理，拼接规则 {项目名}/{设备ID}/{后缀}。
• Topic 管理页拆分为「订阅 / 上行」两页，业务话题随配置导入导出。

V1.1.1 2026-09-22

• 允许 Broker 空密码，支持连接无密码的公开 MQTT/MQTTS Broker。
• 头部 header 新增「重启设备」快捷按钮。

V1.1.0 2026-09-22

重大更新：HTTPS Web 管理服务器

• Web 后台从 HTTP 升级为 HTTPS（端口 443），esp_https_server + mbedTLS。
• ECDSA P-256 密钥对设备本地生成（PSA 加密引擎），私钥不出设备。
• 证书持久化 LittleFS，有效期 10 年，IP 变更自动重签。
• mDNS 设备发现 <设备主机名>.local。

单用户登录限制

• 64 位随机令牌、单用户互斥、30 分钟超时、活动刷新、/api/logout。
• 认证双通道：X-Session-Token / X-Password。

安全增强

• 认证错误明确区分「会话过期」与「密码错误」，避免账户枚举风险。

V1.0.19 2026-09-22

MQTT / TLS 连接

• Broker URI 支持 mqtts://（TLS 加密连接）。
• mbedTLS 内存策略改 Default alloc mode，解决内存不足导致的连接失败。
• TLS 服务器证书校验走内置根证书包（Let's Encrypt 根已包含）。

Web 后台安全加固

• 前端对用户输入全面校验；后端统一鉴权层。
• 输入合法性校验补齐（broker、密码、topic、UART、项目名、Client ID）。

V1.0.18 2026-09-21

• Client ID 支持默认/自定义切换。
• SOTA 话题为 STM32 OTA 单独分配密钥。

V1.0.17 2026-08-18

本版本之前的变更记录未保留，以此为起点开始归档。