基于Arduino IDE 野火ESP8266模块 文件系统LittleFS 的开发

一、文件系统LittleFS的介绍

LittleFS是一个为微控制器设计的轻量级、可靠且高性能的文件系统。它专为嵌入式设备打造，拥有占用空间小、对硬件要求低的特点，同时保证在断电情况下数据的完整性和稳定性。

1.设计与特点

LittleFS的设计旨在提供嵌入式系统所需的高效、可靠的文件存储解决方案。它采用日志结构的文件系统设计，确保在突然断电或系统崩溃时数据不会损坏。同时，LittleFS通过磨损均衡算法来延长闪存的使用寿命，这对于使用有限次写入周期的闪存设备来说尤为重要。

2.性能

LittleFS在写入性能方面表现出色，特别是在处理大量小文件时。它的写入速度通常优于许多其他嵌入式文件系统，这使得它成为需要频繁写入操作的嵌入式应用的理想选择。

3. 灵活性

LittleFS非常灵活，可以配置为使用设备的任何部分作为存储。这意味着你可以根据项目的需求选择使用内部闪存、外部SD卡或其他存储设备来存储文件。

4. 兼容性

LittleFS与多种嵌入式开发环境和平台兼容，包括Arduino IDE。这使得它易于集成到各种嵌入式项目中，无论是使用ESP8266还是其他微控制器。

5.使用与集成

使用LittleFS库，你可以通过简单的API调用进行文件的创建、打开、读取、写入和删除等操作。这些API函数提供了直观且易于使用的接口，使得文件操作变得简单而高效。

6.安全性与稳定性

LittleFS注重数据的完整性和安全性。它采用了一系列措施来确保数据的完整性和稳定性，即使在恶劣的嵌入式环境中也能保持可靠的性能。

总的来说，LittleFS是一个强大、可靠且高效的嵌入式文件系统解决方案。它提供了易于使用的API、出色的性能和灵活的配置选项，使得在嵌入式设备上管理文件变得更加简单和高效。无论是用于数据存储、日志记录还是其他文件操作，LittleFS都是一个值得考虑的优秀选择。

二、库文件

需要Arduino IDE中已经安装LittleFS库。

三、代码

初始化LittleFS，代码如下

#include <LittleFS.h>  

void setup() {  
  Serial.begin(115200);  
  if (!LittleFS.begin()) {  
    Serial.println("LittleFS Mount Failed");  
    return;  
  }  
  Serial.println("LittleFS Mounted");  
  // ... 其他初始化代码 ...  
}

一旦LittleFS被成功挂载，就可以使用它提供的API来创建、读取、写入和删除文件了。
写入文件，代码如下：

void writeToFile(const char *filename, const char *data) {  
  File file = LittleFS.open(filename, FILE_WRITE);  
  if (!file) {  
    Serial.println("Failed to open file for writing");  
    return;  
  }  
  if (file.print(data)) {  
    Serial.println("File written");  
  } else {  
    Serial.println("Write failed");  
  }  
  file.close();  
}

读取文件

void readFromFile(const char *filename) {  
  File file = LittleFS.open(filename, FILE_READ);  
  if (!file) {  
    Serial.println("Failed to open file for reading");  
    return;  
  }  
  Serial.println("Reading file:");  
  while (file.available()) {  
    Serial.write(file.read());  
  }  
  file.close();  
}

清理和卸载LittleFS

代码结束时，可以选择清理LittleFS占用的资源。在loop()函数的末尾或setup()函数中的某个错误处理路径中完成。

void loop() {  
  // ... 代码 ...  
}  

void shutdown() {  
  LittleFS.end();  
}

处理存储空间

由于ESP8266的存储空间有限，需要确保不会超出其限制。LittleFS提供了一些API来检查和管理存储空间，比如LittleFS.space() 可以获取剩余空间。

注意事项

1.确保ESP8266有足够的闪存空间来支持LittleFS。

2.注意文件路径和名称的长度，因为嵌入式系统的资源有限。

3.频繁地创建和删除文件可能会降低闪存的使用寿命，所以尽量优化文件操作。

4.如果ESP8266断电或重启，LittleFS通常会保留其状态，建议在关键数据上进行额外的持久性保护。

完整代码如下

#include <LittleFS.h>  
//#include "FS.h"

const char* testPath ="/log.txt";
const char* testInfo ="this is log";

void setup() {  
  Serial.begin(115200);  
  Serial.println();
  if (!LittleFS.begin()) {  
    Serial.println("LittleFS Mount Failed");  
    return;  
  }  
  Serial.println("LittleFS Mounted");  
  // ... 其他初始化代码 ...  
  writeToFile(testPath,testInfo);
  readFromFile(testPath);
  shutdown();
}

void writeToFile(const char *filename, const char *data) {  
  File file = LittleFS.open(filename, "w");  
  if (!file) {  
    Serial.println("Failed to open file for writing");  
    return;  
  }  
  if (file.print(data)) {  
    Serial.println("File written");  
  } else {  
    Serial.println("Write failed");  
  }  
  file.close();  
}

void readFromFile(const char *filename) {  
  File file = LittleFS.open(filename, "r");  
  if (!file) {  
    Serial.println("Failed to open file for reading");  
    return;  
  }  
  Serial.println("Reading file:");  
  while (file.available()) {  
    Serial.write(file.read());  
  }  
  file.close();  
}

void shutdown() {  
  LittleFS.end();  
}

void loop() {  
  // ... 代码 ...  
}  

运行效果，如下：

四、综合实验

LittleFS和JSON数据处理

// Example: storing JSON configuration file in flash file system
//
// Uses ArduinoJson library by Benoit Blanchon.
// https://github.com/bblanchon/ArduinoJson
//
// Created Aug 10, 2015 by Ivan Grokhotkov.
//
// This example code is in the public domain.

#include <ArduinoJson.h>
#include "FS.h"
#include <LittleFS.h>

// more and possibly updated information can be found at:
// https://arduinojson.org/v6/example/config/

bool loadConfig() {
  File configFile = LittleFS.open("/config.json", "r");
  if (!configFile) {
    Serial.println("Failed to open config file");
    return false;
  }

  StaticJsonDocument<200> doc;
  auto error = deserializeJson(doc, configFile);
  if (error) {
    Serial.println("Failed to parse config file");
    return false;
  }

  const char* serverName = doc["serverName"];
  const char* accessToken = doc["accessToken"];

  // Real world application would store these values in some variables for
  // later use.

  Serial.print("Loaded serverName: ");
  Serial.println(serverName);
  Serial.print("Loaded accessToken: ");
  Serial.println(accessToken);
  return true;
}

bool saveConfig() {
  StaticJsonDocument<200> doc;
  doc["serverName"] = "api.example.com";
  doc["accessToken"] = "128du9as8du12eoue8da98h123ueh9h98";

  File configFile = LittleFS.open("/config.json", "w");
  if (!configFile) {
    Serial.println("Failed to open config file for writing");
    return false;
  }

  serializeJson(doc, configFile);
  return true;
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("");
  delay(1000);
  Serial.println("Mounting FS...");

  if (!LittleFS.begin()) {
    Serial.println("Failed to mount file system");
    return;
  }


  if (!saveConfig()) {
    Serial.println("Failed to save config");
  } else {
    Serial.println("Config saved");
  }

  if (!loadConfig()) {
    Serial.println("Failed to load config");
  } else {
    Serial.println("Config loaded");
  }
}

void loop() {}

运行效果：