Arduino ESP32 参数持久化实战：基于文件系统的配置存储方案

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在嵌入式开发中，参数持久化存储是一个基础但关键的需求。传统方案通常使用 EEPROM，但在 ESP32 开发中，这种方案存在明显不足：

有限的擦写次数 ：典型 EEPROM 仅有 10 万次擦写寿命，频繁更新的参数会快速耗尽寿命
小容量限制 ：ESP32 模拟 EEPROM 通常只有几百字节空间，难以存储复杂配置
管理不便 ：需要手动处理地址分配，增加维护成本
缺乏结构 ：只能存储原始字节，缺乏数据组织形式

ESP32 支持两种主流文件系统解决方案：

专为 SPI NOR Flash 优化的轻量级文件系统
静态磨损均衡机制
最大支持 4MB 分区
已被证明的稳定性

更现代的设计
动态磨损均衡
更好的目录支持
更快的挂载速度

推荐选择 ：对于大多数参数存储场景，SPIFFS 已经足够。如果需要频繁写入或更大容量，建议使用 LittleFS。

#include "SPIFFS.h"

void setup() {Serial.begin(115200);

  if(!SPIFFS.begin(true)) {Serial.println("SPIFFS 挂载失败");
    return;
  }

  // 检查配置文件是否存在
  if(!SPIFFS.exists("/config.json")) {createDefaultConfig();
  }
}

推荐使用 JSON 格式存储结构化参数：

{
  "wifi_ssid": "MyNetwork",
  "wifi_pwd": "password123",
  "sensor_interval": 60,
  "threshold": 25.5
}

为防止写入过程中断电导致数据损坏，采用临时文件 + 重命名策略：

void saveConfig(const char *jsonStr) {File tempFile = SPIFFS.open("/config.tmp", "w");
  if(!tempFile) {Serial.println("临时文件创建失败");
    return;
  }

  tempFile.print(jsonStr);
  tempFile.close();

  // 原子操作：重命名替换
  if(SPIFFS.rename("/config.tmp", "/config.json")) {Serial.println("配置保存成功");
  } else {Serial.println("重命名失败");
    SPIFFS.remove("/config.tmp");
  }
}

#include <ArduinoJson.h>
#include "SPIFFS.h"

struct Config {char wifiSSID[32];
  char wifiPWD[64];
  int sensorInterval;
  float threshold;
} config;

bool loadConfig() {File file = SPIFFS.open("/config.json", "r");
  if(!file) return false;

  DynamicJsonDocument doc(1024);
  DeserializationError error = deserializeJson(doc, file);
  file.close();

  if(error) {Serial.print("JSON 解析错误:");
    Serial.println(error.c_str());
    return false;
  }

  strlcpy(config.wifiSSID, doc["wifi_ssid"], sizeof(config.wifiSSID));
  strlcpy(config.wifiPWD, doc["wifi_pwd"], sizeof(config.wifiPWD));
  config.sensorInterval = doc["sensor_interval"];
  config.threshold = doc["threshold"];

  return true;
}

bool saveConfig() {DynamicJsonDocument doc(1024);
  doc["wifi_ssid"] = config.wifiSSID;
  doc["wifi_pwd"] = config.wifiPWD;
  doc["sensor_interval"] = config.sensorInterval;
  doc["threshold"] = config.threshold;

  File tempFile = SPIFFS.open("/config.tmp", "w");
  if(!tempFile) return false;

  serializeJson(doc, tempFile);
  tempFile.close();

  if(!SPIFFS.rename("/config.tmp", "/config.json")) {SPIFFS.remove("/config.tmp");
    return false;
  }

  return true;
}