7个自动化提效技巧：用Arduino CLI实现命令行开发全流程

【免费下载链接】arduino-cliArduino command line tool项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ar/arduino-cli

在现代嵌入式开发中，命令行工具已成为提升效率的关键。Arduino CLI作为一款强大的开源命令行工具，不仅继承了Arduino IDE的核心功能，更在自动化工作流和批量处理方面展现出独特优势。本文将从核心价值、场景化应用和进阶技巧三个维度，带你探索如何利用Arduino CLI打造高效的开发流程，特别聚焦于自动化场景中的实战应用。

如何理解Arduino CLI的核心价值？

Arduino CLI的出现解决了传统图形界面开发工具在自动化和批量处理方面的局限性。与GUI工具相比，它带来了三大核心优势：

💡流程自动化：通过脚本整合编译、上传等操作，实现全流程自动化，减少重复劳动。

🔍资源效率：无需启动重量级图形界面，在服务器环境或低配置设备上也能高效运行。

🛠️集成能力：提供gRPC接口，便于与CI/CD系统、物联网平台等第三方系统无缝集成。

Arduino CLI的命令行界面展示了其丰富的功能集，从板管理到库管理，从编译到上传，涵盖了Arduino开发的全流程。这种设计使得开发者可以通过简单的命令组合，构建复杂的自动化工作流。

如何在实际业务场景中应用Arduino CLI？

场景一：如何实现批量设备固件部署？

在工业生产环境中，需要为大量Arduino设备快速部署相同固件。使用Arduino CLI可以轻松实现这一目标。

以下是一个批量烧录脚本示例：

#!/bin/bash # 批量设备烧录脚本 # 配置参数 SKETCH_PATH="./firmware" FQBN="arduino:samd:mkr1000" BAUD_RATE=115200 # 获取所有连接的Arduino设备 PORTS=$(arduino-cli board list | grep -o '/dev/ttyACM[0-9]*') # 遍历每个端口进行烧录 for port in $PORTS; do echo "正在烧录设备: $port" arduino-cli compile --fqbn $FQBN $SKETCH_PATH arduino-cli upload -p $port --fqbn $FQBN $SKETCH_PATH if [ $? -eq 0 ]; then echo "设备 $port 烧录成功" else echo "设备 $port 烧录失败" >> error.log fi done echo "批量烧录完成，失败设备记录在error.log"

这个脚本首先获取所有连接的Arduino设备端口，然后遍历每个端口进行固件编译和上传。通过这种方式，可以同时为多个设备部署固件，大大提高生产效率。

场景二：如何在CI/CD流程中集成Arduino CLI？

持续集成/持续部署是现代软件开发的最佳实践之一。将Arduino CLI集成到CI/CD流程中，可以实现代码提交后自动编译、测试和部署。

以下是一个GitHub Actions工作流配置示例：

name: Arduino CI on: [push] jobs: build: runs-on: ubuntu-latest steps: - uses: actions/checkout@v2 - name: 安装Arduino CLI run: | curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/arduino/arduino-cli/master/install.sh | sh echo "$HOME/bin" >> $GITHUB_PATH - name: 配置Arduino CLI run: | arduino-cli config init arduino-cli core update-index arduino-cli core install arduino:samd - name: 编译草图 run: arduino-cli compile --fqbn arduino:samd:mkr1000 ./sketch - name: 运行自动化测试 run: ./run_tests.sh - name: 部署到生产环境 if: github.ref == 'refs/heads/main' run: ./deploy_firmware.sh

这个配置文件定义了一个完整的CI/CD流程：代码提交后，自动安装Arduino CLI，配置开发环境，编译草图，运行测试，最后在主分支上部署固件。

场景三：如何构建夜间自动化测试系统？

对于大型项目，夜间构建和测试可以及早发现问题。使用Arduino CLI结合cron任务，可以轻松实现这一目标。

以下是一个夜间构建脚本示例：

#!/bin/bash # 夜间构建和测试脚本 # 配置参数 REPO_PATH="/path/to/arduino-project" LOG_FILE="/var/log/arduino-nightly-build.log" EMAIL_RECIPIENT="dev-team@example.com" # 记录开始时间 echo "===== 夜间构建开始: $(date) =====" >> $LOG_FILE # 拉取最新代码 cd $REPO_PATH git pull origin main >> $LOG_FILE 2>&1 # 更新核心和库 arduino-cli core update-index >> $LOG_FILE 2>&1 arduino-cli lib update-index >> $LOG_FILE 2>&1 # 编译所有示例草图 find examples -name "*.ino" | while read sketch; do dir=$(dirname $sketch) echo "正在编译: $sketch" >> $LOG_FILE arduino-cli compile --fqbn arduino:samd:mkr1000 $dir >> $LOG_FILE 2>&1 if [ $? -ne 0 ]; then echo "编译失败: $sketch" >> $LOG_FILE FAILED=1 fi done # 记录结束时间 echo "===== 夜间构建结束: $(date) =====" >> $LOG_FILE # 如果有失败，发送邮件通知 if [ $FAILED -eq 1 ]; then mail -s "Arduino夜间构建失败" $EMAIL_RECIPIENT < $LOG_FILE fi

将此脚本添加到cron任务中，即可实现每天自动拉取代码、更新依赖、编译测试，并在出现问题时发送通知。

如何掌握Arduino CLI的进阶技巧？

如何优化Arduino CLI的编译速度？

大型项目的编译时间可能很长，以下是几个优化技巧：

1. 使用构建缓存：

arduino-cli compile --build-cache-path ./cache --fqbn arduino:samd:mkr1000 sketch

2. 并行编译：

arduino-cli compile --jobs 4 --fqbn arduino:samd:mkr1000 sketch

3. 仅编译修改的文件：

arduino-cli compile --only-changed --fqbn arduino:samd:mkr1000 sketch

这些技巧可以显著减少重复编译的时间，提高开发效率。

如何利用Arduino CLI的gRPC接口进行高级集成？

Arduino CLI提供了gRPC接口，可以通过编程方式控制其功能。以下是一个简单的Python客户端示例：

import grpc from arduino.cli import rpc_pb2 from arduino.cli import rpc_pb2_grpc def list_boards(): channel = grpc.insecure_channel('localhost:50051') stub = rpc_pb2_grpc.ArduinoCoreServiceStub(channel) request = rpc_pb2.BoardListRequest() response = stub.BoardList(request) for board in response.boards: print(f"端口: {board.port}, 型号: {board.name}, FQBN: {board.fqbn}") if __name__ == '__main__': list_boards()

要使用gRPC接口，首先需要启动Arduino CLI的守护进程：

arduino-cli daemon

通过gRPC接口，可以将Arduino CLI集成到自定义应用程序、监控系统或其他开发工具中，实现更高级的自动化场景。

避坑指南：Arduino CLI使用中的5个典型误区

误区一：忽视配置文件的重要性

很多用户直接使用默认配置，而没有根据自己的需求进行优化。实际上，配置文件可以显著提升使用体验：

# 生成配置文件 arduino-cli config init # 编辑配置文件 nano ~/.arduino15/arduino-cli.yaml

在配置文件中，可以设置额外的板管理器URL、默认库位置、日志级别等，这些设置可以大大提高使用效率。

误区二：不理解FQBN的概念

FQBN（Fully Qualified Board Name）是Arduino CLI中标识开发板的关键。正确理解和使用FQBN可以避免很多问题：

# 列出所有已安装的板 arduino-cli board listall # 获取特定板的FQBN arduino-cli board listall "Arduino Uno"

FQBN的格式通常为：{package}:{architecture}:{board}，例如arduino:avr:uno。

误区三：忽视缓存管理

随着使用时间的增长，Arduino CLI会积累大量缓存文件，占用磁盘空间并可能导致版本冲突：

# 清理缓存 arduino-cli cache clean # 查看缓存大小 arduino-cli cache list --size

定期清理缓存可以解决一些奇怪的编译问题，并释放磁盘空间。

误区四：不熟悉离线工作流程

在没有网络连接的环境下，仍然可以使用Arduino CLI：

# 下载核心包供离线使用 arduino-cli core download arduino:samd # 下载库供离线使用 arduino-cli lib download Servo # 离线安装核心 arduino-cli core install --offline arduino:samd # 离线安装库 arduino-cli lib install --offline Servo

提前准备好所需的核心和库，可以在没有网络的环境下继续开发。

误区五：忽视版本控制和依赖管理

Arduino项目也需要版本控制和依赖管理：

# 导出项目依赖 arduino-cli lib dependencies sketch/ > dependencies.txt # 导入项目依赖 xargs arduino-cli lib install < dependencies.txt

通过跟踪依赖关系，可以确保项目在不同环境中的一致性。

Arduino CLI的工作原理

Arduino CLI采用模块化设计，其核心是"可插拔发现"机制，负责管理连接设备的生命周期。

这个状态机展示了Arduino CLI如何管理设备连接：从初始的"Alive"状态，到"Idling"、"Running"和"Syncing"状态，最后到"Dead"状态。理解这个机制有助于更好地排查设备连接问题。

实用shell脚本模板

基础模板：简单编译上传脚本

#!/bin/bash # 基础编译上传脚本 # 配置 SKETCH_PATH="./my_sketch" FQBN="arduino:avr:uno" PORT="/dev/ttyACM0" # 编译 echo "正在编译草图..." arduino-cli compile --fqbn $FQBN $SKETCH_PATH # 检查编译结果 if [ $? -ne 0 ]; then echo "编译失败" exit 1 fi # 上传 echo "正在上传到开发板..." arduino-cli upload -p $PORT --fqbn $FQBN $SKETCH_PATH if [ $? -eq 0 ]; then echo "上传成功" else echo "上传失败" exit 1 fi

进阶模板：带错误处理和日志的构建脚本

#!/bin/bash # 进阶构建脚本 with 错误处理和日志 # 配置 SKETCH_PATH="./my_sketch" FQBN="arduino:samd:mkr1000" LOG_FILE="build.log" MAX_RETRIES=3 # 初始化日志 echo "===== 构建开始: $(date) =====" > $LOG_FILE # 函数：编译草图 compile_sketch() { local retries=$1 for ((i=1; i<=retries; i++)); do echo "第 $i 次编译尝试..." >> $LOG_FILE arduino-cli compile --fqbn $FQBN $SKETCH_PATH >> $LOG_FILE 2>&1 if [ $? -eq 0 ]; then return 0 fi sleep 2 done return 1 } # 编译 echo "正在编译草图..." if compile_sketch $MAX_RETRIES; then echo "编译成功" else echo "编译失败，查看 $LOG_FILE 获取详细信息" exit 1 fi # 上传 echo "正在检测设备..." PORTS=$(arduino-cli board list | grep -o '/dev/ttyACM[0-9]*') if [ -z "$PORTS" ]; then echo "未找到设备" exit 1 fi PORT=$(echo $PORTS | head -n 1) echo "正在上传到 $PORT..." arduino-cli upload -p $PORT --fqbn $FQBN $SKETCH_PATH >> $LOG_FILE 2>&1 if [ $? -eq 0 ]; then echo "上传成功" echo "===== 构建成功: $(date) =====" >> $LOG_FILE else echo "上传失败，查看 $LOG_FILE 获取详细信息" exit 1 fi

专家模板：完整的CI/CD集成脚本

#!/bin/bash # 专家级CI/CD集成脚本 set -euo pipefail # 配置 SKETCH_PATH="./sketch" TEST_SKETCH_PATH="./test_sketch" FQBN="arduino:samd:mkr1000" BUILD_DIR="./build" ARTIFACT_NAME="firmware_$(date +%Y%m%d_%H%M%S).bin" REPORT_FILE="test_report.xml" # 清理旧构建 rm -rf $BUILD_DIR mkdir -p $BUILD_DIR # 安装依赖 echo "安装依赖..." arduino-cli core install arduino:samd arduino-cli lib install "WiFiNINA" "ArduinoJson" # 静态代码分析 echo "运行静态代码分析..." cppcheck --enable=all --inconclusive --xml --xml-version=2 $SKETCH_PATH 2> cppcheck.xml || true # 编译主草图 echo "编译主草图..." arduino-cli compile --fqbn $FQBN --output-dir $BUILD_DIR $SKETCH_PATH cp $BUILD_DIR/*.bin $BUILD_DIR/$ARTIFACT_NAME # 编译并运行测试 echo "运行自动化测试..." arduino-cli compile --fqbn $FQBN $TEST_SKETCH_PATH arduino-cli upload -p $(arduino-cli board list | grep -o '/dev/ttyACM[0-9]*' | head -n 1) --fqbn $FQBN $TEST_SKETCH_PATH python3 collect_test_results.py > $REPORT_FILE # 生成构建信息 echo "{ \"build_date\": \"$(date)\", \"firmware_version\": \"$(git describe --tags)\", \"git_commit\": \"$(git rev-parse HEAD)\", \"fqbn\": \"$FQBN\", \"artifact\": \"$ARTIFACT_NAME\" }" > $BUILD_DIR/build_info.json echo "构建完成: $BUILD_DIR/$ARTIFACT_NAME"

附录：Arduino CLI命令速查表

常见问题诊断树

1. 编译失败

   • 检查FQBN是否正确
   • 确认所需库已安装
   • 检查代码语法错误
   • 尝试清理缓存:arduino-cli cache clean

2. 上传失败

   • 确认设备已正确连接
   • 检查端口是否正确
   • 尝试重启设备
   • 检查设备驱动是否安装

3. 设备未被识别

   • 检查USB连接
   • 确认设备已上电
   • 尝试不同的USB端口/线缆
   • 检查是否需要安装特定驱动

官方API文档：rpc/cc/arduino/cli/

通过本文介绍的技巧和最佳实践，你可以充分利用Arduino CLI的强大功能，构建高效、自动化的开发流程。无论是批量部署、CI/CD集成还是夜间构建，Arduino CLI都能成为你嵌入式开发的得力助手。开始探索吧，体验命令行开发带来的效率提升！

【免费下载链接】arduino-cliArduino command line tool项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ar/arduino-cli