- Управление Web - сервером на Arduino Mega Android - устройством

Программа для Arduino ATMega1280 (Здесь использован Arduino IDE ver.1.0.5)

//Arduino ATMega1280

#include <SPI.h>

#include <SD.h>

#include <string.h>

#include <stdio.h>

#include <Ethernet.h>

#include <OneWire.h> //Подключаем описание библиотеки шины OneWire

#include <DallasTemperature.h> //Подключаем описание библиотеки для температуры(DS18B20)

#define FORM "<FORM action=\"\" >"

#define ONE_WIRE_BUS 6

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS); //Настройка шины для работы с 6-м выводом Ардуино

DallasTemperature sensors(&oneWire); //Подключаем датчик температуры

byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };

IPAddress ip(192,168,1,32);

char rootFileName[] = "index.htm";

EthernetServer server(82);

File myFile;

int clo=0;

int sec=0, mi=0, ho=0, mi1=0, ho1=10, mi2=30, ho2=23, sm=0, tel=0, dv=0, ob=0;

char fh[3],fh1[3],fh2[3];

char fm[3],fm1[3],fm2[3];

float celsius=0;

void setup() {

pinMode(2,INPUT); // Сигнализация

digitalWrite(2, HIGH); // Сигнализация

pinMode(5,OUTPUT); // Telephone

digitalWrite(5, LOW); // Telephone

pinMode(7,OUTPUT); // Освещение

digitalWrite(7, LOW); // Освещение

pinMode(30,OUTPUT);

digitalWrite(30, LOW);

sensors.begin();//Инициализация датчика температуры DS18B20

Serial.begin(38400);

IPAddress gateway(192,168,1,1);

IPAddress subnet(255,255,255,0);

Ethernet.begin(mac, ip, gateway, subnet);

server.begin();

SD.begin(4);

CLKPR=0x80;CLKPR=0x00;

TCCR5A=0x00 ;TCCR5B=0x0C;//Делитель тактовой частоты счетчика

TCNT5L=0x00;TCNT5H=0x00; ICR5L=0x00; ICR5H=0x00;

OCR5AH=0xF4;OCR5AL=0x1B; OCR5BH=0x00; OCR5BL=0x00;OCR5CH=0x00; OCR5CL=0x00;

TIMSK5=0x02; // Прерывание при совпадении с A

}

ISR (TIMER5_COMPA_vect)

{

sec++;

if(sec==60) {mi++; sec=0;}

if(mi==60) {ho++; mi=0; sec=0;}

if(ho==24) {ho=0; mi=0; sec=0;}

/* if(sm==10){ sm=0;}

if (sm==0)digitalWrite(30,HIGH);

if (sm==1)digitalWrite(30,LOW);

sm++; */

}

// How big our line buffer should be. 100 is plenty!

#define BUFSIZ 100

void loop()

{

int soc0=0,soc1=0,soc2=0,soc3=0,len0=0,len1=0,len2=0,len3=0;

char clientline[BUFSIZ];

char *filename;

char android[256];

char andrbuf1[30];

char strok[30];

int index = 0;

if(digitalRead(2)==LOW && dv==0) //Проверяем, сработал ли концевой выключатель на 2-м выводе

{

delay(500); // Даем задержку

if(digitalRead(2)==LOW && dv==0) // И еще раз проверяем срабатывание концевого выключателя

{

digitalWrite(5, HIGH); delay(100); digitalWrite(5, LOW); // Звоним на мобильник, если дверь открыта

delay(200);digitalWrite(5, HIGH);delay(100); digitalWrite(5, LOW); delay(1000); dv=1;

}

}

if(digitalRead(2)==HIGH) dv=0;

if(ho==ho1 && mi==mi1 && tel==0) // Звоним при совпадении времени

{

tel=1;

digitalWrite(5, HIGH); delay(100); digitalWrite(5, LOW); // Звоним на мобильник, если дверь открыта

delay(200);digitalWrite(5, HIGH);delay(100); digitalWrite(5, LOW); delay(600);

}

if( ( (ho != ho1) || (mi != mi1) ) && tel==1 ) tel=0;

if(ho==ho2 && mi==mi2 && ob==0) // При совпадении времени отключаем оборудование

{ ob=1; digitalWrite(7,LOW); }

if( ( (ho != ho2) || (mi != mi2) ) && ob==1 ) ob=0;

aa:

int si=0;

EthernetClient client;

client = server.available(); // server.available() - открытие socket и его прослушивание

soc0=client.sockstat(0);soc1=client.sockstat(1);soc2=client.sockstat(2);soc3=client.sockstat(3);

len0=client.getlen(0);len1=client.getlen(1);len2=client.getlen(2);len3=client.getlen(3);

if (soc0==0x17 ||soc1 ==0x17 ||soc2==0x17 ||soc3==0x17 ) // Если соединение есть (ESTABLISHMENT) то определяем

// длину поля данных пакета TCP. Если эта длина для активного socket 15 раз равна 0, то срочно закрываем соединение

// иначе сервер "зависнет". Причем зависание происходит при подключении через Интернет. По всей видимости пакеты

// на закрытие соединения теряются, соединение остается открытым, открытыми остается много соединений и их надо

// принудительно закрывать со стороны сервера.

{

delay(5);

if (soc0==0x17) {si=0; goto ss;} if (soc1==0x17) {si=1; goto ss;}

if (soc2==0x17) {si=2; goto ss;}

if (soc3==0x17) si=3;

ss:

Serial.print("begin, si =");Serial.print(si);Serial.print(" Sock="); Serial.println(client.sock1());

Serial.print("Length="); Serial.print(len0); Serial.print(" ");Serial.print(len1);Serial.print(" ");

Serial.print(len2);Serial.print(" ");Serial.print(len3);

Serial.print(" Length.availble="); Serial.print(client.available());

Serial.print(" clo= ");Serial.print(clo);Serial.print(" stat=");

Serial.print(soc0,HEX);Serial.print(" ");Serial.print(soc1,HEX);Serial.print(" ");

Serial.print(soc2,HEX);Serial.print(" ");Serial.println(soc3,HEX);

Serial.print(" status="); Serial.println(client.status(),HEX);

if ((clo==15) && (client.available() == 0 ))//Если соединение не закрыто клиентом, интенсивно закрываем его сервером

{ clo=0; delay(10);

client.disc(0); client.disc(1); client.disc(2); client.disc(3);delay(50);client.clos(0);client.clos(1);

client.clos(2);client.clos(3);

goto aa;} // Опять открываем socket и начинаем его прослушивание

clo++;

if (client.available() > 0) clo=0;

if (client) {

index = 0;

while (client.connected()){

if (client.available()) {

char c = client.read();

// If it isn't a new line, add the character to the buffer

if (c != '\n' && c != '\r') {

clientline[index] = c;

index++;

// continue to read more data!

continue;

}

clientline[index] = 0;

// Print it out for debugging

Serial.println(clientline);

if((strstr(clientline, "GET /temp?t=1" ) || strstr(clientline, "GET /andr?t=1" )) !=0) {sensors.requestTemperatures();

}

if(strstr(clientline, "GET /temp?z=136111a") !=0)

{digitalWrite(5, HIGH); delay(100); digitalWrite(5, LOW);

delay(200);digitalWrite(5, HIGH);delay(100); digitalWrite(5, LOW);}

if((strstr(clientline, "GET /temp?d=1361111") || strstr(clientline, "GET /andr?d=1361111"))!=0) { digitalWrite(7,HIGH); }

if((strstr(clientline, "GET /temp?d=1361110") || strstr(clientline, "GET /andr?d=1361110"))!=0) { digitalWrite(7,LOW); }

if(strstr(clientline, "GET /temp?c=111") !=0)

{

fh[0]=clientline[15]; fh[1]=clientline[16]; fh[2]=0;

fm[0]=clientline[17]; fm[1]=clientline[18]; fm[2]=0;

ho=atoi(fh); mi=atoi(fm);

}

if(strstr(clientline, "GET /temp?v=112") !=0)

{

fh1[0]=clientline[15]; fh1[1]=clientline[16]; fh1[2]=0;

fm1[0]=clientline[17]; fm1[1]=clientline[18]; fm1[2]=0;

ho1=atoi(fh1); mi1=atoi(fm1);

}

if(strstr(clientline, "GET /temp?y=113") !=0)

{

fh2[0]=clientline[15]; fh2[1]=clientline[16]; fh2[2]=0;

fm2[0]=clientline[17]; fm2[1]=clientline[18]; fm2[2]=0;

ho2=atoi(fh2); mi2=atoi(fm2);

}

// Если запрос http://ipaddr:port/andr распечатывается температура и остояние оборудования

if (strstr(clientline, "GET /andr") != 0) {

strcpy((char *)android,"HTTP/1.1 200 OK\nContent-Type: text/html; charset=utf-8\r\n\r\n");

celsius=sensors.getTempCByIndex(0);

dtostrf(celsius,5,2,andrbuf1);

sprintf(strok,"<h1>Температура = %s град. ",andrbuf1);

strcat((char *)android,(char *)strok);

if (digitalRead(7)){

strcat((char *)android," Оборудование включено </h1>");

}

else {

strcat((char *)android," Оборудование выключено</h1>");

}

// Output client

byte cB[256];

int ii=0;

int cC=0;

while (ii<strlen((char *)android))

{

cB[cC]=android[ii];

cC++;

Serial.println(android[ii]);

if(cC > 255)

{

client.write(cB,256);

cC=0;

}

ii++;

}

if(cC > 0)

{

client.write(cB,cC);

}

break;

}

// Если запрос http://ipaddr:port/temp распечатываем на браузере команды

if (strstr(clientline, "GET /temp") != 0) {client.println("HTTP/1.1 200 OK");

// Температура, время

client.println("Content-Type: text/html; charset=utf-8");

client.println();

client.print("<b>Температура, время:</b><BR>");

client.print(FORM);

client.print("<INPUT type=\"HIDDEN\" name=\"t\" value=\"1\" size=2>");

client.print("<INPUT type=\"submit\" value=\"Показать\"> </FORM>");

client.print("Температура= ");

client.print(sensors.getTempCByIndex(0)); client.print(" град.<BR>");

client.print("Время на микроконтроллере= "); if(ho/10==0) client.print("0"); client.print(ho); client.print(":");

if(mi/10==0) client.print("0"); client.print(mi); client.print(" час.<BR>");

client.print("Время дозвона= "); if(ho1/10==0) client.print("0"); client.print(ho1); client.print(":");

if(mi1/10==0) client.print("0"); client.print(mi1); client.print(" час.<BR>");

client.print("Время отключения= "); if(ho2/10==0) client.print("0"); client.print(ho2); client.print(":");

if(mi2/10==0) client.print("0"); client.print(mi2); client.print(" час.<BR>");

// Звонок по телефону

client.print("<br><b>Для дозвона введи пароль!</b><BR>");

client.print(FORM);

client.print("<INPUT type=\"PASSWORD\" name=\"z\" value=\"\" size=10>");

client.print("<INPUT type=\"submit\" value=\"Звонить\"> </FORM>");

// Установка времени

client.print("<b>Установка времени:</b><BR>");

client.print("Формат: xxx0925 <BR>");

client.print("xxx-код, 09-часы, 25-минуты <BR>");

client.print(FORM);

client.print("<INPUT type=\"PASSWORD\" name=\"c\" value=\"\" size=10>");

client.print("<INPUT type=\"submit\" value=\"Установить\"> </FORM>");

// Установка времени дозвона

client.print("<b>Установка времени дозвона:</b><BR>");

client.print(FORM);

client.print("<INPUT type=\"PASSWORD\" name=\"v\" value=\"\" size=10>");

client.print("<INPUT type=\"submit\" value=\"Установить\"> </FORM>");

// Установка времени отключения

client.print("<b>Установка времени отключения:</b><BR>");

client.print(FORM);

client.print("<INPUT type=\"PASSWORD\" name=\"y\" value=\"\" size=10>");

client.print("<INPUT type=\"submit\" value=\"Установить\"> </FORM>");

// Формирование формы «Управление оборудованием»

client.print("<b>Управление оборудованием:</b><BR>");

client.print(FORM);

client.print("<INPUT type=\"PASSWORD\" name=\"d\" value=\"\" size=10>");

client.print("<INPUT type=\"submit\" value=\"Включить\"> </FORM>");

client.print(FORM);

client.print("<INPUT type=\"PASSWORD\" name=\"d\" value=\"\" size=10>");

client.print("<INPUT type=\"submit\" value=\"Выключить\"> </FORM>");

if (digitalRead(7)){

client.print("Оборудование включено<br><br>");

}

else { client.print("Оборудование выключено<br><br>"); }

client.print(FORM);

client.print("<INPUT type=\"HIDDEN\" name=\"h\" value=\"0\" size=2>");

client.print("<a href=\"/\">Перейти к главной странице</a>");

// Выходим с цикла while

break;

}

filename = 0;

// Look for substring such as a request to get the root file

if (strstr(clientline, "GET / ") != 0) {

filename = rootFileName;

}

if (strstr(clientline, "GET /") != 0) {

// this time no space after the /, so a sub-file

if (!filename) filename = clientline + 5; // look after the "GET /" (5 chars)

// a little trick, look for the " HTTP/1.1" string and

// turn the first character of the substring into a 0 to clear it out.

(strstr(clientline, " HTTP"))[0] = 0;

// print the file we want

Serial.println(filename);

myFile = SD.open(filename);

if (!myFile ) {

client.println("HTTP/1.1 404 Not Found");

client.println("Content-Type: text/html");

client.println();

client.println("<h2>File Not Found!</h2>");

break;

}

// Serial.println("Opened!");

client.println("HTTP/1.1 200 OK");

if (strstr(filename, ".htm") != 0)

client.println("Content-Type: text/html; charset=windows-1251");

else if (strstr(filename, ".css") != 0)

client.println("Content-Type: text/css");

else if (strstr(filename, ".png") != 0)

client.println("Content-Type: image/png");

else if (strstr(filename, ".jpg") != 0)

client.println("Content-Type: image/jpeg");

else if (strstr(filename, ".gif") != 0)

client.println("Content-Type: image/gif");

else if (strstr(filename, ".3gp") != 0)

client.println("Content-Type: video/mpeg");

else if (strstr(filename, ".pdf") != 0)

client.println("Content-Type: application/pdf");

else if (strstr(filename, ".js") != 0)

client.println("Content-Type: application/x-javascript");

else if (strstr(filename, ".xml") != 0)

client.println("Content-Type: application/xml");

else

client.println("Content-Type: text");

client.println();

byte cB[1024];

int cC=0;

while (myFile.available())

{

SPCR &= ~(1<<SPR1);

SPCR &= ~(1<<SPR0);

SPSR |= (1<<SPI2X);

cB[cC]=myFile.read();

cC++;

if(cC > 1023)

{

SPCR &= ~(1<<SPR1);

SPCR &= ~(1<<SPR0);

SPSR |= (1<<SPI2X);

client.write(cB,1024);

cC=0;

}

}

if(cC > 0)

{

SPCR &= ~(1<<SPR1);

SPCR &= ~(1<<SPR0);

SPSR |= (1<<SPI2X);

client.write(cB,cC);

}

myFile.close();

} else {

// everything else is a 404

client.println("HTTP/1.1 404 Not Found");

client.println("Content-Type: text/html");

client.println();

client.println("<h2>File Not Found!</h2>");

}

break;

}

}

// give the web browser time to receive the data

delay(1);

client.stop();

}

}

}

Конец программы

Недостатки этого Web - сервера

1. Скорость передачи в локальной сети не превышает 20.2-20.4КБайт/с, через Интернет - 17.5-19.1КБайт/с.

Аналогичный сервер, построенный как указано по ссылке

http://we.easyelectronics.ru/electro-and-pc/podklyuchenie-mikrokontrollera-k-lokalnoy-seti-tcp-i-http-prodolzhenie.html

в локальной сети у меня работал со скоростью 120-122КБайт/с, в Интернете ~60КБайт/с (для Ethernet контроллера ENC28J60).

2. Очень упрощенный TCP/IP протокол на W5100. При загрузке канала, например потоком видео с IP камеры не все данные с сервера приходят клиенту.

3. При относительно интенсивном обращении к серверу происходит обрыв соединения. Это реализовано принудительно в представленной выше программе, иначе микросхема W5100 зависает.

Пояснения

USB порт Ардуино необходимо подключить к компьютеру и запустить терминальную программу (например, можно использовать такую программу у Arduino IDE). После подключения к серверу с браузера можно наблюдать распечатку на дисплее. Когда файлы отправляются нормально то:

Packet 0 Packet 1 Packet 0 Packet 1 Packet 0 Packet 1 Packet 0 Packet 1

Если проблемы:

Packet 0 Packet 1 Packet 0 Close Packet 0 Close Packet 0 Close Packet 0 Close Packet 0 Close

Введены изменения в файл socket.cpp: ... uint16_t send(SOCKET s, const uint8_t * buf, uint16_t len) { uint8_t status=0; uint16_t ret=0; uint16_t freesize=0; if (len > W5100.SSIZE) ret = W5100.SSIZE; // check size not to exceed MAX size. else ret = len; // if freebuf is available, start. int timeout=0; Serial.print(" Packet 0"); // Замирает от сюда while (freesize < ret){ delay(1); freesize = W5100.getTXFreeSize(s); if (timeout++ > 1000) {close(s); delay(100);} status = W5100.readSnSR(s); if (status == SnSR::CLOSED ) { Serial.print(" Close "); return 0; } } // Замирает до сюда Serial.print(" Packet 1"); /* do { freesize = W5100.getTXFreeSize(s); status = W5100.readSnSR(s); if ((status != SnSR::ESTABLISHED) && (status != SnSR::CLOSE_WAIT)) { ret = 0; break; } } while (freesize < ret); */ // copy data W5100.send_data_processing(s, (uint8_t *)buf, ret); W5100.execCmdSn(s, Sock_SEND); /* while ( (W5100.readSnIR(s) & SnIR::SEND_OK) != SnIR::SEND_OK ) { if ( W5100.readSnSR(s) == SnSR::CLOSED ) { close(s); return 0; } } W5100.writeSnIR(s, SnIR::SEND_OK); */ return ret; } ... Изменены файлы EthernetClient.cpp, EthernetClient.h Добавлены функции: client.sockstat() client.getlen() client.disc() client.clos() client.sock1() EthernetClient.cpp: ... EthernetClient::EthernetClient(uint8_t sock) : _sock(sock) { } int EthernetClient::getlen(int s) { return W5100.getRXReceivedSize(s); } int EthernetClient::sock1() { return _sock; } void EthernetClient::disc(int i) { disconnect(i); } void EthernetClient::clos(int i) { close(i); } int EthernetClient::sockstat(int s) { return W5100.readSnSR(s) ; } ... EthernetClient.h: ... virtual void stop(); virtual int getlen(int s2); virtual int sock1(); virtual int sockstat(int s); virtual void disc(int ss); virtual void clos(int s1); virtual uint8_t connected(); ... Внесены изменение в функцию void EthernetClient::stop() - (client.stop()) для файла EthernetClient.cpp: void EthernetClient::stop() { if (_sock == MAX_SOCK_NUM) return; // attempt to close the connection gracefully (send a FIN to other side) disconnect(_sock); unsigned long start = millis(); Serial.print(status()); // wait a second for the connection to close // while (status() != SnSR::CLOSED && millis() - start < 1000) // delay(1); delay(300); Serial.print(status()); // if it hasn't closed, close it forcefully if (status() != SnSR::CLOSED) close(_sock); Serial.println(status());

Управлять устройствами, подключенными к серверу возможно с помощью программы web - клиента, написанного для Андроид устройства на языке визуального программирования App Inventor 2. Она управляет одним устройством (розеткой), снимает данные с температурного датчика в кнопочном режиме и голосовыми командами, определяет текущее состояние устройства (включено или выключено).

Программа состоит из двух частей: дизайна с компонентами и набора блоков, реализующих определенные действия. Перед ознакомлением с программой целесообразно посмотреть видео уроки, например, по ссылкам:

https://www.youtube.com/watch?v=RpbPcLt4uvA

https://www.youtube.com/watch?v=Fr4uPvt27l0

и почитать здесь.

1. Дизайн с компонентами:

2. Блочная программа (1)

3. Блочная программа (2)

4. Блочная программа (3)

5. Блочная программа (4)