Опубліковано 04.11.2011

Отдельно работающее устройство на микроконтроллере становится более полезным, если с него можно получить интересующую нас информацию. Для этого мы подключали .

Однако, зависимость от компьютера – это не всегда хорошо. Иногда требуется создать автономное сетевое устройство со своим сетевым адресом и, желательно, с уже ставшим привычным, Web-интерфейсом. Этим мы и займемся.

Я начинал с реализации схемы, опубликованной в этой статье:
http://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=55059
http://www.radiolocman.com/shem/schematics.html?di=55059

Все оказалось не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Мое первое устройство для удаленного отключения/включения питания через web интерфейс.

Как видите, ENC28J60 упрощает схему подключения микроконтроллера с компьютерной сети до простейшей.

После того, как компания Microchip выпустила микросхему Ehernet интерфейса ENC28J60 , имеющую SPI интерфейс, подключения микроконтроллера в компьютерную сеть стала довольно простой задачей. Подключенный к сети микроконтроллер становится сетевым устройством и доступ к нему может быть организован по локальной сети, интернет, беспроводным сетям. В общем, открываются очень радужные перспективы.

Итак, микросхема Ethernet интерфейса ENC28J60 включает протокол приема/передачи данных, MAC адрес, и протокол физического уровня в одном чипе. Микросхема имеет 28 ног.
Требует подключение всего нескольких внешних элементов. Кварц, Ethernet трансформатор, Ethernet-разъем, несколько конденсаторов и резисторов, пару светодиодов. Вот схема подключения к микроконтроллеру Atmega88 /Atmega168 .

Обращаю внимание, что все схемы и софт распространяются по лицензии GPL2. Т.е. общедоступны, и если Вы использовали что либо из софта, то свой софт Вы обязаны опубликовать и сделать общедоступным.

Микросхема Ehernet интерфейса ENC28J60 греется. Причем в SMD корпусе чуть больше, чем DIP. Вероятнее всего, это субъективное ощущение, но я в конце концов, перешел на DIP корпуса. Что касается Ehernet трансформаторов, сразу я выпаивал их из старых сетевых карточек. Мне ни разу не попадалось два одинаковых трансформатора. Отдельно их купить в Украине нереально. Утомившись каждый раз по новому разводить плату, я перешел на разъем со встроенным трансформатором и светодиодами. Цена немного кусается, но зато на плате сразу освобождается место, да и внешний вид устройства становится значительно симпатичнее.

ENC28J60 подключал к Atmega88 , ATMEga168 , ATMEga32 . Питание всей схемы 3.3В. Собственно, по железу все, ничего сложного. Проблем с запуском ни разу не испытывал. Все работало сразу и без вопросов.

Исходный пример для работы с ENC28J60 на CGG (WinAVR ) можно скачать в указанной выше статье. Я же расскажу о том, что получилось у меня в конечном итоге. Все основано на этом же примере и распространяется по лицензии GPL2.

Создавался как устройство для контроля климатических условий в серверных помещениях. Но его можно применять везде, где требуется удаленный контроль и управление. Например, дома или на даче, в качестве устройства для удаленного контроля поливом, вентиляцией, и т.п. Чуть позже я расскажу, как на базе была создана метеостанция, работающая в сети интернет. Задача контролировать состояние датчиков (аналоговых, дискретных, датчиков температуры), предоставлять Web интерфейс для контроля и управления, с заданной периодичностью отправлять данные на сервер. Отправлять сообщения для предотвращения аварийных ситуаций.

Характеристики Устройства:
– 3 цифровых датчика DS18B20
– 2 аналоговых входа (0…3,3В)
– 4 дискретных входа
– два дискретных выхода (управляются программно (настраивается через Web-интерфейс) или вручную)
– web-интерфейс, позволяющий настроить все параметры устройства, в том числе сетевые, и алгоритм срабатывания на разные состояния датчиков.
– отправка данных демону Syslog на указанный сервер через указанный промежуток времени
– отправка сообщений по UDP протоколу на указанный сервер в случае превышения критических показаний датчиков (настраивается через Web-интерфейс).

Схема

Внимание! В схеме используется микросхема Atmega32A или Atmega32L . Atmega32 не подойдет по напряжению питания.

Печатная плата двусторонняя сторона 1:

сторона 2:

Фьюзами нужно установить тактирование от внешнего источника и отключить JTAG. Все остальные по умолчанию.

Описание работы

Краткое описание NETAlarm

– устройство для отслеживания состояния различных датчиков и передачи данных по компьютерным сетям. Специализирован для контроля за климатической обстановкой в помещениях. Имеет Web-интерфейс для настройки и отслеживания состояния. Позволяет в случае аварийных ситуаций организовать уведомление серверов. Отправляет данные по протоколу Syslog через определенный промежуток времени. Позволяет подключить через два дискретных выхода внешние устройства и управлять ими по заданному алгоритму.

Характеристики и возможности

• – до 3 цифровых датчиков температуры DS18B20 с интервалом измеряемых температур от -55 до +125 0C.
• – 2 аналоговых входа 0…3,3В. Внутренний АЦП обеспечивает 10 разрядное преобразование.
• – 4 дискретных входа (внутренняя подтяжка к логической 1)
• – 2 дискретных выхода с нагрузочной способностью 10 мА
• – отправка состояния датчиков на указанный сервер по протоколу Syslog
• – отправка уведомления списку серверов или одному из списка, при наступлении указанного условия
• – возможность управления выходами и отправкой данных по указанной логической схеме
• – web-интерфейс для управления и получения данных

Требования к питанию и окружающей среде

Питание прибора осуществляется от внешнего стабилизированного источника питания +5В, 500mA. Прибор рассчитан на работу при температуре 0…85 0С. При относительно влажности до 90% в неагрессивной среде. Не рассчитан на прямое попадание воды и ВЧ излучений.

Подключение и установка датчиков

Позволяет подключить до 6 внешних датчиков помимо 3 датчиков температуры DS18B20. Для этого применяются клеммы.

На клеммы также выведено стабилизированное питание +5В от источника питания.

Подключение дополнительных датчиков температуры

Общее количество датчиков температуры DS18B20 не должно превышать трех. Датчики подключаются параллельно друг другу. Никаких других элементов не требуется. Длина провода не более 3 метров.

Подключение аналоговых датчиков

Подключаемый аналоговый датчик должен выдавать напряжение в пределах 0…3,3В. В противном случае, необходимо обеспечить согласование сигналов. При этом вся защита от возможного перенапряжения должна ложиться на схему согласования. Прибор имеет 10 разрядный АЦП. Уровень измеренного сигнала отображается в числовом выражении от 0 до 1023. Пересчет в милливольты и другие величины прибор не выполняет.

Подключение дискретных датчиков

Подключаемые датчики могут быть как контактными (герконы, переключатели, кнопки) так и электронными ключами (цифровые датчики Холла, датчики, имеющие на выходе транзистор с открытым коллектором) Подключение датчика выполняется между нужным входом и “GND”. Вход контроллера “подтягивается” к логической 1 через внутренний резистор 10…60 кОм. Поэтому, при разомкнутом датчике на входе будет 1. При замыкании датчика на входе 0. Использование схемы для предотвращения дребезжания контактов при замыкании/размыкании необязательна. Если существует возможность попадания в цепь датчика напряжения, превышающего 3,3В, необходимо реализовать схему защиты входов от перенапряжения.

Подключение исполнительных устройств

Номинальная нагрузочная способность выходов OUT9, OUT10 10 мА (максимальная 20 мА). Используя внешние исполнительные устройства, можно реализовать управление сильноточной нагрузкой (вентиляцией, кондиционером, насосом, генератором и т.п.)

Настройка NETAlarm через web-интерфейс

Вход на страницу управления выполняется по ссылке следующего вида: http://IP-адрес /пароль

Http://192.168.114.20/whfynl

Если выполняется первичная настройка устройства, IP-адрес и пароль, заданный производителем можно узнать на наклейке корпуса .
После удачного входа, первой откроется страница состояния датчиков. Используя меню, перемещайтесь по закладкам.

Сетевые настройки

В закладке “Settings” выполняются основные сетевые настройки. А именно настройка MAC-адреса, IP-адреса, маски подсети, адрес шлюза, пароль доступа.

Настройки заголовков

В закладке “Titles” можно установить короткие текстовые подписи длинной до 20 символов к входам . Эти подписи отображаются на страницах состояния датчиков.

Настройки лог-сервера

Настройка списка “Alarm”

В закладке “Alarm List” указывается список IP-адресов серверов и портов, сообщений, которые будут отправлять серверам при условиях, указанных в следующей закладке “Events”. При этом несколько строк могут содержать одну и ту же комбинацию IP-адреса и порта, но с разными сообщениями. Сообщения отправятся, если будет включено поле ‘Enable/Disable’.

Настройка списка “Events”

В закладке “”Events” настраивается логическая таблица работы . В каждой строке указывается:

• – опрашиваемый датчик
• – условие сравнения (> = <)
• – значение для сравнения
• – действие, которое необходимо выполнить при выполнении условия в течение времени, указанного в поле ‘Delay time ‘
• – поле ‘Delay time ‘ задающее время, в течении которого должно выполняться условие прежде чем указанное действие будет выполнено. Задается в секундах. Если установлен 0 – немедленное выполнение.
• – поле Enable/Disable Для включения/отключения обработки строки.

Прибор проверяет таблицу условий 10 раз в секунду, проходя последовательно по таблице, начиная со строки 0 до строки 9. Проверка условий выполняется только для строк, у которых включено поле Enable/Disable .
При выполнении условия в течении указанного периода выполняется указанное действие. В списке действий имеется проверка другого условия, что позволяет реализовать операцию логического “И “. При этом желательно указывать строки с отключенным полем Enable/Disable . В этом случае условие будет проверено, но будет проигнорировано в основном цикле проверке.

Если Вам, вдруг, захочется “зациклить” проверку условий, Вы сможете это сделать, но прибор работать правильно не будет.

Подробное описание полей:

Первое поле содержит список датчиков :

• T0 – цифровой датчик температуры #1
• T1 – цифровой датчик температуры #2
• T2 – цифровой датчик температуры #3
• A3 – аналоговый вход #1
• A4 – аналоговый вход #2
• IN5 – дискретный вход #1
• IN6 – дискретный вход #2
• IN7 – дискретный вход #3
• IN8 – дискретный вход #4
• OUT9 – дискретный выход #1
• OUT10 – дискретный выход #2

Как видно, в условиях может использоваться проверка состояния выходов.

Условие сравнения :

• > – если значение датчика превышает указанное в поле ‘Value’ значение
• = – если значение датчика равно указанному в поле ‘Value’ значению
• < – если значение датчика меньше указанного в поле ‘Value’ значения

В Поле ‘Value’ можно указывать целые числа в диапазоне от -9999 до 32767

Поле ‘What to do’

• On OUT9 -включить OUT9
• On OUT10 -включить OUT10
• Off OUT9 -выключить OUT9
• Off OUT10 -выключить OUT10
• Send to Log -отправить состояние датчиков серверу, указанному в закладке “Log-Server”
• Send Alarm#0..#9 -отправить сообщения всем со списка
• Send Alarm#0 -отправить сообщение серверу, указанному в строке #0 из списка ‘Alarm List’
• Send Alarm#1 -отправить сообщение серверу, указанному в строке #1 из списка ‘Alarm List’
• Send Alarm#2 -отправить сообщение серверу, указанному в строке #2 из списка ‘Alarm List’
• Send Alarm#3 -отправить сообщение серверу, указанному в строке #3 из списка ‘Alarm List’
• Send Alarm#4 -отправить сообщение серверу, указанному в строке #4 из списка ‘Alarm List’
• Send Alarm#5 -отправить сообщение серверу, указанному в строке #5 из списка ‘Alarm List’
• Send Alarm#6 -отправить сообщение серверу, указанному в строке #6 из списка ‘Alarm List’
• Send Alarm#7 -отправить сообщение серверу, указанному в строке #7 из списка ‘Alarm List’
• Send Alarm#8 -отправить сообщение серверу, указанному в строке #8 из списка ‘Alarm List’
• Send Alarm#9 -отправить сообщение серверу, указанному в строке #9 из списка ‘Alarm List’
• Event#0 -проверить условие в строке #0
• Event#1 -проверить условие в строке #1
• Event#2 -проверить условие в строке #2
• Event#3 -проверить условие в строке #3
• Event#4 -проверить условие в строке #4
• Event#5 -проверить условие в строке #5
• Event#6 -проверить условие в строке #6
• Event#7 -проверить условие в строке #7
• Event#8 -проверить условие в строке #8
• Event#9 -проверить условие в строке #9

Поле ‘Delay time’

В этом поле следует указывать период в секундах, на протяжении которого условие должно выполняться, прежде, чем будет выполнено указанное действие.
Технически возможно указать значения в диапазоне от -9999 до 32767. Но отрицательные значения, лишенные логического смысла, лишат логики всего, что вы делаете.

Поле ‘Enable/Disable’

Если Вы хотите, чтобы условие проверялось, установите это поле. Если условие используется как подчиненное в цепочке логического “И”, и Вам не нужно чтобы эту условие работало как самостоятельное, не устанавливайте это поле.

Пример #1:

Задача:

При превышении температуры 27 градусов на протяжении 1 минуты включать вентиляцию.
Если температура превышает 30 градусов на протяжении 30 сек, рассылать сообщения всем серверам.
Выключать вентиляцию при температуре ниже 25 градусов

Решение:

0	T0	>	27	On OUT9	60
1	T0	>	30	Send Alarm#0..#9	30
2	T0	<	25	Off OUT9	0

Пример #2:

Задача:

Регистрировать момент открытия/закрытия двери серверной (датчик IN5)

Решение:

0	IN5	=	0	Send to Log	0
1	IN5	=	1	Send to Log	0

Пример #3:

Задача:

Отправлять сообщение серверам, если дверь в серверную (датчик IN5) закрыта более часа, вентилятор включен (Выход OUT9) более 30 минут, а температура превышает значение 30 градусов в течении 30 секунд.
При наличии воды на полу (датчик IN6) более 5 секунд отправлять сообщения.

Решение:

0	IN5	=	1	Event#1	3600
1	OUT9	=	1	Event#2	1800
2	T0	>	30	Send Alarm#0..#9	30
3	IN6	=	0	Send Alarm#0..#9	5

Настройка прибора через последовательный порт

Этот способ предназначен для возвращения контроля над устройством, если его основные параметры (IP-адрес, пароль доступа) безвозвратно утеряны и не представляется возможным их восстановить.

!ВАЖНО! Кабель последовательного интерфейса в комплект не входит. Для изменения настроек по последовательному порту нужно выполнить следующие действия:

• открыть крышку прибора
• подключить кабель последовательного интерфейса к разъему USART
• подключить кабель к компьютеру
• включить прибор
• запустить терминальную программу (например HyperTerminal) и подключиться к по соответствующему COM порту

В таком варианте подключения имеет ограниченный набор команд:

• AT – проверка связи, в случае успеха, возвращает ‘OK’
• CONFIG – выводит на дисплей текущую конфигурацию в сжатом виде
• SETMAC – устанавливает MAC-адрес. Пример:

  SETMAC 88-255-114-17-50-117

  Обратите внимание! MAC-адрес указывается в десятичном формате

• SETIP – устанавливает IP-адрес.

  SETIP 192.168.0.1

• SETPWD – устанавливает пароль.

  SETPWD qwerty

  Пароль может содержать латинские буквы и цифры. Использование других символов крайне не рекомендуется.

• HELP – выводит подсказку по командам.

Страницы состояния датчиков

Кроме страницы состояния в главном web-интерфейсе, предоставляет дополнительные страницы, где можно получить состояние датчиков.

С описание входов: http:///status

http://192.168.114.20/status

Сокращенная информация: http:///stat

http://192.168.114.20/stat

Эти данные могут быть получены и обработаны любым ПО с любой операционной системы, что расширяет сферу использования .

Настройка Syslog на FreeBSD

Для настройки syslog необходимо в файл syslog.conf добавить строку

Local0.info /var/log/climate.log

где /var/log/climate.log – файл, в который будут записываться данные .

Пример файла syslog.conf :

# $FreeBSD: src/etc/syslog.conf,v 1.28 2005/03/12 12:31:16 glebius Exp $ # # Spaces ARE valid field separators in this file. However, # other *nix-like systems still insist on using tabs as field # separators. If you are sharing this file between systems, you # may want to use only tabs as field separators here. # Consult the syslog.conf(5) manpage. *.err;kern.warning;auth.notice;mail.crit /dev/console *.notice;authpriv.none;kern.debug;lpr.info;mail.crit;news.err /var/log/messages security.* /var/log/security auth.info;authpriv.info /var/log/auth.log mail.info /var/log/maillog lpr.info /var/log/lpd-errs ftp.info /var/log/xferlog cron.* /var/log/cron local0.info /var/log/climate.log *.=debug /var/log/debug.log *.emerg * # uncomment this to log all writes to /dev/console to /var/log/console.log #console.info /var/log/console.log # uncomment this to enable logging of all log messages to /var/log/all.log # touch /var/log/all.log and chmod it to mode 600 before it will work *.* /var/log/all.log # uncomment this to enable logging to a remote loghost named loghost #*.* @10.20.27.111 # uncomment these if you"re running inn # news.crit /var/log/news/news.crit # news.err /var/log/news/news.err # news.notice /var/log/news/news.notice !mpd *.* /var/log/mpd.log !startslip *.* /var/log/slip.log !ppp *.* /var/log/ppp.log

В rc.conf устанавливаем флаг syslog, и указываем от кого ему можно принимать данные. Пример:

syslogd_flags= “-a 192.168.114.20/32:*”

Настройка FreeBSD для приема и обработки сообщений

Предположим, отправка сообщений будет выполняться на порт 773. Смотрим в файле /etc/services 773/ud p – это notify

В файле inetd.conf добавляем строку

Notify dgram udp wait root /root/scripts/alarm.sh alarm.sh

/root/scripts/alarm.sh – это скрипт, который будет принимать, и обрабатывать полученное сообщение.

Пример скрипта:

#!/usr/local/bin/bash #LOG="/var/log/alarm.log" LOG=`mktemp /tmp/alarm.XXXXXX` || exit 1 MY_IP_AND_PORT="192.168.144.1 773" SECRET_STRING="balar" WAIT_CNT=3 # get modify time of log LOG_MODIFY=`stat -f "%m" ${LOG}` /usr/bin/nc -l -u ${MY_IP_AND_PORT} > ${LOG} & BG_PID=$! while [ $WAIT_CNT -gt 0 ]; do sleep 1 LOG_MODIFY_CUR=`stat -f "%m" ${LOG}` if [ $LOG_MODIFY -eq $LOG_MODIFY_CUR ]; then WAIT_CNT=$((WAIT_CNT-1)) else WAIT_CNT=0 fi done kill $BG_PID # bug fix BEGIN read -t 1 sss # bug fix END MSG=`cat ${LOG}` if [ $MSG=$SECRET_STRING ]; then echo ALARM! SHUTDOWN! | mail -s ALARM [email protected] logger AHTUNG! SHUTDOWN else logger GADI PITALIS POTUSHIT SERVER fi unlink ${LOG} exit 0

ВНИМАНИЕ! На разных версиях операционных систем скрипт может не работать как следует или не работать вовсе. Придется применить свое умение.

Настройка MRTG для построения графиков температуры

Создаем скрипт /usr/local/etc/periodic/daily/climate.sh Следующего содержания:

#!/bin/sh read=`cut -f 4 -d: /var/log/climate.log | tail -1` write=${read} echo ${read} echo ${write} echo 0 echo items

где /var/log/climate.log – файл, в который принимаются данные от .

В файле /usr/local/etc/mrtg/mrtg.cfg добавляем следующие строки:

Target:`/usr/local/etc/mrtg_scripts/climate.sh` Options: nopercent,growright,gauge,noinfo Title: Temperature PageTop:

Temperature

MaxBytes: 10000 YLegend: temperature, ^o C ShortLegend: items LegendI: Temperature: LegendO: Temperature: Legend1: temperature, ^o C Legend2: temperature, ^o C

Установка и настройка сервиса для обработки сообщений на Windows серверах

Для приема сообщений серверами под управлением Windows систем создан специальный сервис .exe . Установить как сервис командой:

Exe -install

Проверьте, служба Net Alarm должна появиться в списке сервисов.

Udpport=773 fromip=192.168.114.20 string=alarm todo="C:\Atmel_Projects\AVRWeb\WinUDPServer\WinService\1.bat"

• udpport=773 – порт на котором служба будет принимать сообщения
• fromip=192.168.114.20 – адрес от куда принимать сообщения, другие адреса будут игнорироваться
• string=alarm – текст сообщения, после приема которого нужно выполнить команду
• todo=”C:\NETAlarm\alarm.bat” – команда, которая выполняется после получения сообщения

На той же основе была создана метеостанция для работы в интернет.

Принцип тот же, что и . Добавлены:
– датчик давления HP02
– “тахометр” для измерения скорости ветра
– работа с 4 битным энкодером для определения направления ветра
– отправка данных на сервер по http протоколу
– вывод данных в XML формате

Со схемой и прошивкой метеостанции познакомлю Вас немного позже.

Как мне сообщили на форуме, чего я ранее не знал, GET запросы не желательно использовать для данной цели. Однако мне кажется, что это стоит оставить как один из вариантов решения задачи. Позднее я постараюсь описать передачу данных с помощью POST запроса.
Введение:

Всем рано или поздно приходит мысль о создании своего устройства по концепции "интернет вещей", но при разработке остро встает вопрос об организации этих устройств и сбор информации с них. В данном случае идеально подходит соединение всех устройств в локальной сети (LAN) через ethernet, и управление ими с помощью сервера, в роли которого может выступать любой компьютер, и даже телефон!

Что мы имеем на руках:

• Arduino uno
• Ethernet module (enc28j60)

Небольшое отступление по поводу сетевого контроллера. Если у вас есть свободные средства, то советую вам взять W5100 (стоит 6-7$ на AliExpress) - официальный модуль от Arduino, имеет мощную документацию, есть на этом сайте. Но поскольку я обычный школьник без свободных средств, то буду использовать дешевый ENC28J60 (стоит 2-3$ на AliExpress). О котором, к сожалению, не так много информации (в основном запуски веб-сервера, да прочие стандартные скетчи)

P.S. Если вам интересно запустить этот код, а не написать его. Все ссылки будут в конце статьи.

P.S.S. Статья была примерно на треть больше так, как я описывал так же отправку данных на ардуину, но по неизвестной мне причине ардуина не захотела работать. Я все еще продолжаю гуглеж по этой теме, если найду причину моих неудач, я дополню статью.

Теория:

Наше устройство будет передавать данные по локальной сети (при желании можно и по интернету), с помощью http get запроса.

Это работает примерно так:

• На нашем компьютере запущен сервер, и есть некоторые обработчики(в нашем случае на питоне), которые отвечают за обработку запроса и выполнение заданных функций.
• Устройство совершает запрос к серверу, который передает данные обработчику
• обработчик получает эти данные, и дальше делает то, что нам необходимо

Практика:

Думаю, что стоит начать с разработки серверной части, если вы уже знакомы с этим, то смело можете пропускать эту главу.

Сервер:

Приступим, для начала вам будет необходимо скачать python с официального сайта (Качаем на ниже 3.4 версии!)

Для написания кода можете использовать любой текстовый редактор, в поставке с питоном уже идет IDLE (простая и легкая среда разработки), для наших экспериментов этого вполне хватит.

Сервер я буду писать на питоне, по многим причинам.

1. Python - очень простой в изучении язык (похож на псевдокод)
2. В поставке с питоном уже идут библиотеки которые помогут вам запустить сервер без лишних шаманств
3. Я знаком с этим языком уже довольно продолжительное время и знаю что от него ожидать

Плюсы можно перечислять долго, но если вы любите писать на PHP или же Ruby, можете использовать их, это не принципиально.
Так же если вы не знакомы с языком Python, но хотите понять что здесь происходит, советую почитать несколько первых глав из этого учебника.

Начнем:

Подготовка:

• Создадим папку для нашего проекта, я назову ее server/
• В папке проекта создадим:
  • Подпапку cgi-bin/ - в этой директории будут лежать скрипты, обрабатывающие запросы
    • Внутри создадим скрипт handler.py - это обработчик запросов посылаемых ардуиной.
  • файл run.py - этот скрипт будет запускать наш веб-сервер, который будет принимать запросы и передавать их скриптам.

В итоге все должно выглядеть вот так:

Напишем скрипт который будет запускать наш сервер (run.py)

Перейдем к файлу run.py:

From http.server import HTTPServer, CGIHTTPRequestHandler import socket if len(socket.gethostbyname_ex(socket.gethostname())) > 1: print("Сервер запущен на адресе: %s"%socket.gethostbyname_ex(socket.gethostname())) server_address = ("", 80) httpd = HTTPServer(server_address, CGIHTTPRequestHandler) httpd.serve_forever()

Разберем код построчно:

1. Импортируем библиотеку для запуска HTTP сервера
2. Импортируем библиотеку для работы с WEB-сокетами (для того, что бы узнать ip адресс компьютера)
3. <Пусто>
4. Данная функция возвращает список (массив в python) в котором содержится: имя компьютера в сети, ip адрес компьютера. Если компьютер на подключен к сети, то в списке будет только имя.
5. Выводим сообщение с текущим ip адресом
6. Задаем адрес на котором будет работать наш сервер. Кавычки оставляем пустыми, так как это локальный сервер. В качестве порта обязательно указываем 80 (это стандартный http порт). Подробнее о портах читать
7. Создаем экземпляр класса сервера, и передаем ему все необходимые настройки
8. Запускаем сервер

Как видим, все очень просто, так как всю работу за нас выполняет библиотека, а мы лишь указываем необходимые настройки для сервера. Но это лишь половина пути, теперь необходимо создать обработчики запросов. На этом этапе большая часть ответственности лежит на нас. Я напишу простой обработчик на примере которого вы сможете написать свои.

Наш обработчик будет принимать сообщение и записывать его в файл. Просто?! Да, просто, но это пожалуй, самый востребованный кейс.

Перейдем к коду handler.py :

#!/usr/bin/env python3 import cgi values = cgi.FieldStorage() cxem = values.getfirst("cxem", "none") output_file = open("out.txt","a") output_file.write(cxem) output_file.close()

Разберем код построчно:

1. Команда для интерпретатора, не будем вдаваться в подробности (если интересно просто загуглите)
2. Импортируем библиотеку для получения данных из get запроса
3. <пусто>
4. Получаем из Get запроса переданные значения в виде словаря (ассоциативного массива)
5. Определяем переменной значение поля с названием "cxem", в случае если значение не будет задано переменная примет значение "none"
6. Открываем файл на запись
7. Записываем в файл значение
8. Закрываем файл

Поскольку мы еще не подготовили клиента (ардуино), то запрос произведем из браузера. Получаем вот такой результат.

Мы можем наблюдать что данные записались файл. Если вы обладаете дедукцией и некоторой логикой вы могли догадаться что данные указываются в таком виде путь_до_обработчика?название_переменной=значение

Q: А что если необходимо передать несколько переменных?
A: Все просто, в коде мы делаем так же как и с первой переменной, а при формировании запроса разделяем переменные знаком амперсант ("&"), то есть это будет выглядеть примерно так: путь_до_обработчика?название_переменной=значение&название_переменной=значение

На этом наша работа с сервером закончена, перейдем к работе с Ардуино.

Ардуино:

Для работы с ethernet модулем enc28j60 мы будем использовать самую адекватную (и до сих пор поддерживающуюся библиотеку ethercard)

Теория:

Запрос будет формироваться с помощью метода BrowseUrl. Данный метод совершает запрос на определенный url и с помощью указанного колбэка обрабатывает полученные от сервера данные (у меня не к сожалению это не получилось)

Практика:

Поскольку здесь много строк, объяснять буду не построчно, а поблочно.

Это переменные и константы которые мы задаем вначале программы.

// Библиотека для работы с сетевой картой #include // Буффер сетевой карты byte Ethernet::buffer; // Адрес сайта на который будем стучаться (в моем случае он запускается на одном с сервером IP) const char website PROGMEM = "192.168.0.100"; //Замените на ip адрес вашего компьютера // IP адрес сервера. static byte websiteip = { 192,168,0,100 }; //Замените на ip адрес вашего компьютера static uint32_t timer; // Действия после успешной отправки данных //Мак-адрес устройства static byte mac = { 0x74,0x69,0x69,0x2D,0x30,0x31 };

• Ethernet::buffer - буффер сетевой карты, в который она будет записывать полученные данные, поскольку в нашем случае данные получаемые данные не так важны, я выставил не большой размер буффера (Извиняюсь, в видео ниже такая же оговорка. В ходе экспериментов выяснилось что при буфере меньше 700 байт, сетевой модуль ведет себя не правильно)
• website - доменое имя сервера, в нашем случае это ip адрес компьютера (его нам покажет сервер при запуске)
• websiteip - ip адрес сервера (записывается массивом десятичных чисел)
• timer - переменная счетчика таймера (для переодического пинга сервера)
• mac - мак адрес нашего устройства (должен быть уникальным в сети)

Думаю что в принципе здесь все понятно, и можно переходить к другому блоку.

Void setup () { Serial.begin(9800); if (ether.begin(sizeof Ethernet::buffer, mac) == 0) Serial.println(F("Failed to access Ethernet controller")); else Serial.println(F("Successfully to access Ethernet controller")); if (!ether.dhcpSetup()) Serial.println(F("DHCP failed")); else Serial.println(F("Successfully DHCP")); memcpy(ether.hisip, websiteip, sizeof(websiteip)); ether.printIp(F("SRV: "), ether.hisip); }

Это функция setup, вызывается один раз при старте работы устройства.

Здесь мы:

• Устанавливаем скорость работы с serial монитором
• Проверяем подключен ли ethernet контроллер
• Проверяем подключение к DHCP
• Записываем в память имя и ip сервера (необходимо для библиотеки)
• Выводим на экран ip сервера к которому будем подключаться

Далее идет функция loop, которая вызывается постоянно во время работы устройства. Но в ней я лишь прописал вызов функции send_package Отправку данных я специально выделил в отдельную функцию, чтобы вы могли вызвать ее из любого места программы.

// Функция отправки данных на сервер void send_package(){ ether.packetLoop(ether.packetReceive()); if (millis() > timer) { Serial.println(F("<

• Первая строка принимает пакеты от сервера не останавливая работы программы
• Далее мы совершаем отправляем данные на сервер каждые 5 секунд (без данного счетчика данные могут не отправится)
• Ну и пожалуй то, что необходимо рассмотреть больше всего это формирование запроса c помощью BrowseUrl. Первым аргументом мы передаем константное значение, пути до обработчика запроса (считая от корневой директории сервера). Вторым аргументом мы передаем переменные и их значения. Прошу заметить что здесь значения заданы константами, но вы можете передавать значения из переменных, главное что бы они были представлены с помощью типа данных char array .Третьим аргументом мы передаем доменное имя сервера (которое мы задали заранее). Четвертым аргументом мы передаем функцию колбэк, которую мы рассмотрим ниже.

static void callback (byte status, word off, word len) { Serial.println(">>>"); Ethernet::buffer = 0; Serial.print((const char*) Ethernet::buffer + off); Serial.println("..."); }

Это функция коллбэк, которую вызывает библиотека для обработки полученных данных.

В свое время я реализовал управления выводами GPIO на Raspberry Pi. Это управление осуществлялось через веб-интерфейс путем установки на малинку веб-сервера и использования фреймворка webiopi. В тот раз я сделал управления 4 модульным реле через интернет (обо всем этом еще будет публикация).

Так вот, давно собирался попробовать нечто подобное на . С Raspberry Pi проблем не было. Оно и неудивительно: полноценный ethernet интерфейс + полноценная многозадачная ОС. А как же быть с Arduino? Все просто, используем ethernet модуль . Буду откровенным, мне очень в этом деле помог видео урок Дмитрия Осипова .

Итак сделано следующее:

1) Ethernet модуль підключен к Arduino следующим образом

VCC - 3.3V Arduino
GND - GND Arduino
SCK - Pin 13 Arduino
SO - Pin 12 Arduino
SI - Pin 11 Arduino
CS - Pin 10 Arduino

2) Загружены необходимые библиотеки или

3) Релешка подключена к Arduino так:

VCC - 5V Arduino
In1 - Pin 2 Arduino
In2 - Pin 3 Arduino
In3 - Pin 4 Arduino
In4 - Pin 5 Arduino
GND - GND Arduino

4) Немножко пидрехтований под мои нужды скетч Осипова:
Программа хорошо прокомментирована, поэтому здесь принцип ее работы объяснять не буду.

5) Модуль ENC28J60 подключен ethernet кабелем к моему роутера. Моей ардуинке автоматически присвоено IP адрес 192.168.0.106 . Обратиться к Arduino можно введя данную IP в адресную строку браузера. Перед нами откроется веб-страница, с которой можно управлять нашей релешкою 😉 И вуаля:

Уже давно был сделан Ethernet модуль, но все валялся в ящике. Никак руки не доходили.

Вот, наконец, собрался. Проверил на примерах от — работает.

В качестве микрухи используется ENC28J60 в SSOP28 корпусе. Бывает также в DIP28 и QFN корпусе. В общем, на любой вкус.

Схемотехника
Схема типейшая, по даташиту. Никаких заморочек, разве что применен разъем с трансформатором J00-0086NL, тогда как лучше было бы поставить J00-0066NL — у него коэффициент трансформации оптимальней (1:1). Но что было под рукой то и поставил. Можно и отдельный трансформатор взять, вроде FC-22 который стоял в

Еще одна важная деталь. Резистор Rbias, у меня он на схеме обозначен как R8 2k 1% нужно подбирать исходя из ревизии микросхемы. Я поставил 2.2кОм. Errata рекомендует

For silicon revisions, B1 and B4, use a 2.7 k, 1% external resistor between the RBIAS pin and ground. The value shown in the data sheet (2.32 k,) is correct for revisions B5 and B7.

Деталей не много, развести все удалось по одной стороне практически, с парой перемычек.






Дорожки мелковаты, 0.3мм, но не думаю, что у кого то это вызовет сильных затруднений. Сделано ЛУТом без проблем.

Интерфейс
Связь с контроллером по SPI интерфейсу.

• SO — MISO
• SI — MOSI
• SCK — SCK
• CS — SS Впрочем, выбор кристалла SS тут может быть повешан куда угодно.
• RESET — если никуда не подключать, то лучше его повесить на +3.3 вольта. Чтобы не болтался и не создавал глюки.
• INT — выход прерывания. При приеме пакета может дрыгать этой ногой и заставлять проц срочно обрабатывать пакет. Или, как минимум, принять во внимание, что надо получать данные.
• WOE — Это, как я понял, Wake On Ethernet. Я никуда не подключал
• 3V3 — питание на 3.3 вольта. Микруха жручая, потребляет 250мА и весьма активно при этом греется. От платы не отпаивается конечно, но горячая — палец еле держит. Да, несмотря на питание в 3.3 вольта ее входы толерантны к 5 вольтам
• GND — земля

Подробнейшее описание работы с этой игрушкой можно найти в сообществе, в цикле статей посвященной этой микросхеме и работе с Ethernet в частности. Подробней вы вряд ли где найдете:)

Всем привет.
Как многие слышат, что нужно создать WEB сервер – сразу становится не по себе, всячески пытаются отойти от этой темы применив другие варианты управления и мониторинга своих устройств. Но ведь интернет и сеть есть уже почти в каждом устройстве. Так чем Ваш творение хуже?
Так что Если Вам интересно – идем дальше.

Не так страшен Волк, как его рисуют. Среди Нас много специалистов, но и много новичков. Учится никогда не поздно, я сам многому учусь, и многое познаю в практике. Надеюсь, эта статья поможет начинающим или освежит память начавшим.
За основу взят популярный модуль с контроллером ENC28j60.

А также я взял Arduino UNO(также можно Nano или Pro Mini). Все они работают на ATmega328.
В этой статье я покажу основы создания WEB сервера на самых простых библиотеках.
В данном случае:
#include «etherShield.h»
#include «ETHER_28J60.h»
Они просты для понимания – но и возможностей тоже меньше. Для обычного мониторинга и управления нагрузками – более чем достаточно.
Давайте рассмотрим, что нам нужно для этого.

Для начала идет инициализация библиотек.
Далее я указал пины для подключения модуля с контроллером ENC28j60. Так же Нам необходимо указать параметры нашего сетевого устройства. Для этого указываем MAC адрес –помните он не должен совпасть с MAC адресом Ваших сетевых устройств. Так же и IP Адрес – должен быть индивидуальным – но находиться в Вашей подсети.
К примеру, у Вас роутер(192,168,0,1), Ваш ПК(192,168,0,5) то Ваше устройство может быть(192,168,0,100).
К примеру, у Вас роутер(192,168,4,1), Ваш ПК(192,168,4,10) то Ваше устройство может быть(192,168,4,100).
Далее нужно указать порт. По умолчанию 80 – так как Веб браузеры по умолчанию опрашивают именно его(смотрите тест изменения порта в видео ниже).
Далее ETHER_28J60 ethernet; - указываем на имя объекта для обращения(ethernet), ниже в программе мы будем обращаться по этому имени.
Далее Нам необходима инициализация сетевого контроллера – применяем все установки адресов и портов.

Ну тут думаю самое сложное и не интересное закончилось …

Далее в основном цикле программы мы должны поставить условие которое будет проверять, есть ли запрос по нашему IP адресу?.. Если есть то отправить строчки нашей странички, а браузер уже придаст ей привычный нам вид. Давайте посмотрим пример:

Выделенная строка создает крупный тест на страничке, его легко редактировать и таких строчек можно добавлять по необходимости(но все упирается в количество Flash памяти контроллера).
Команда ethernet.respond(); отправляет все наши строчки сайта на браузер с которого сделали запрос на сайт(в данном случае 192.168.0.100).
Но если Вы заметили то названия у этого сайта нет(просто IP адрес).Не волнуйтесь, это поправимо, если добавить одну строчку:

Вот… теперь уже лучше.
Далее добавляя, строчки мы будем добавлять объекты на страничке которые помогут нам отображать информацию или управлять нею.
Начнем с ссылки, при нажатии на которую, мы отправим на контроллер запрос с тестом (который нужен будет нам позже для обработки).

Красной стрелкой название кнопки, а синей мы указываем на текст в запросе при нажатии на ссылку. Значит, если Мы нажмем на ссылку «Стоп» то отправим запрос на наш сервер: «192.168.0.100/stop» - где «stop» будет текст запроса.
Далее рассмотрим такой же вариант только с кнопкой:

Добавились атрибуты необходимые для отображения браузером кнопки. При нажатии, на которую, уже отправится запрос с тестом «start». Думаю здесь все понятно.
Для любителей красоты можно добавить параметры и создать интересную кнопку:

Для следующего варианта нам понадобятся переменные, добавим их в начале скетча:

Сейчас отобразим на Нашей страничке таблицу:

Для обозначения объекта таблица используется атрибут table. Далее я красным подчеркнул (tr) внешние границы таблицы и синим - внутренние рамочки. Обратите внимание что они попарно, а в центре пары Ваше значение или переменная(к примеру ves1 или ves2). Так же вы можете заметить что пара создает жирный текст а обычный текст. В конце объект таблица завершается /table.
Думаю с отображением объектов на странице достаточно для создания не сложных WEB страниц(более подробно и наглядно вы можете увидеть ниже в видео уроках для начинающих).
Но как же обработать запрос – для этого немного модифицируем наше условие с самого начала, добавив при этом переменную для строки. Так же создадим для примера два условия обработки запросов: 1-е это пустой запрос (192.168.0.100); 2-е это запрос с текстом «start»(192.168.0.100/start)

В зависимости от поданного запроса на сервер, на браузере сайт будет отображаться согласно указанным строкам:

Вот так можно делать динамические станицы, которые будут меняться, и отображать различную информацию в зависимости от параметров переменных или запросов от ссылок и кнопок.

Более детально и наглядно можно увидеть все, выше упомянутое, в Видео уроках для начинающих: