ArduinoでWebServer – 水玉製作所

ArduinoでWebServerを使うためのメモ。

◆スケッチ
ファイル／スケッチ例／Ethernet／WebServer
から改変

◆MACアドレス
お試しで遊ぶのなら、まあ、適当に。

◆IPアドレス
スケッチのままだと、IPアドレス指定になっている。
お試しだったら、DHCPから取得の方がはるかに使いやすいような、、、。

Ethernet.begin(mac, ip);

1	Ethernet.begin(mac, ip);

を

Ethernet.begin(mac);

1	Ethernet.begin(mac);

とすると、DHCPからの取得になる。

◆シリアルモニタ
シリアル通信のデータ転送レートは230400とかにしてした方が使いやすい。
次の表は、「ファイル／スケッチ例／Ethernet／WebServer」からほとんどいじらない状態での、転送レートによる読み込み時間の違い。

シリアル通信のデータ転送レートbps(baud)	PCのブラウザで読み込みまでの時間(ms)
9600	478
19200	249
38400	133
57600	93
74880	78
115200	56
230400	52
250000	53
500000	52
1000000	52
2000000	52

230400以降は変わらない。環境によって違うと思うので参考程度にどうぞ。

Serial.begin(9600);

1	Serial.begin(9600);

を

Serial.begin(230400);

1	Serial.begin(230400);

とする。

◆ヘッダー
APIっぽくしようとURLによって処理分けをする場合、ヘッダーをそのままメモリ上に置いてしまうと、あふれることもあり処理が不安定になる。
なので、リクエストの１行目のメソッド、パス、プロトコル（GET /hoge/ HTTP/1.1）の部分のみを取得して処理をしたほうが良い。
「ファイル／スケッチ例／Ethernet／WebServer」を元にヘッダーの処理を入れてみた。

/*
  Web Server

 A simple web server that shows the value of the analog input pins.
 using an Arduino Wiznet Ethernet shield.

 Circuit:
 * Ethernet shield attached to pins 10, 11, 12, 13
 * Analog inputs attached to pins A0 through A5 (optional)

 created 18 Dec 2009
 by David A. Mellis
 modified 9 Apr 2012
 by Tom Igoe
 modified 02 Sept 2015
 by Arturo Guadalupi
 
 */

#include <SPI.h>
//#include <Ethernet.h>
#include <UIPEthernet.h>

// Enter a MAC address and IP address for your controller below.
// The IP address will be dependent on your local network:
byte mac[] = {
  0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED
};
IPAddress ip(192, 168, 1, 177);

// Initialize the Ethernet server library
// with the IP address and port you want to use
// (port 80 is default for HTTP):
EthernetServer server(80);
String pathname = "";
String query = "";

void setup() {
  // You can use Ethernet.init(pin) to configure the CS pin
  //Ethernet.init(10);  // Most Arduino shields
  //Ethernet.init(5);   // MKR ETH shield
  //Ethernet.init(0);   // Teensy 2.0
  //Ethernet.init(20);  // Teensy++ 2.0
  //Ethernet.init(15);  // ESP8266 with Adafruit Featherwing Ethernet
  //Ethernet.init(33);  // ESP32 with Adafruit Featherwing Ethernet

  // Open serial communications and wait for port to open:
  Serial.begin(230400);
  while (!Serial) {
    ; // wait for serial port to connect. Needed for native USB port only
  }
  Serial.println("Ethernet WebServer Example");

  // start the Ethernet connection and the server:
  Ethernet.begin(mac);

  // Check for Ethernet hardware present
  if (Ethernet.hardwareStatus() == EthernetNoHardware) {
    Serial.println("Ethernet shield was not found.  Sorry, can't run without hardware. :(");
    while (true) {
      delay(1); // do nothing, no point running without Ethernet hardware
    }
  }
  if (Ethernet.linkStatus() == LinkOFF) {
    Serial.println("Ethernet cable is not connected.");
  }

  // start the server
  server.begin();
  Serial.print("server is at ");
  Serial.println(Ethernet.localIP());
}

// クエリーに対応する値があれば返す
String getQuery(String command)
{
  if(query.indexOf(command + "=") > -1){
    int num = query.indexOf(command + "=");
    int start = num + command.length() + 1;
    int end = query.indexOf("&", start);
    if(end == -1){
      end = query.length();
    }
    return query.substring(start, end);
  }
  return ""; 
}

void loop() {
  // listen for incoming clients
  EthernetClient client = server.available();
  if (client) {
    Serial.println("new client");
    // an http request ends with a blank line
    boolean currentLineIsBlank = true;
    boolean isGETLine = true;
    String header = "";
    String headerGET = "";
    while (client.connected()) {
      if (client.available()) {
        char c = client.read();
        //Serial.write(c);
        // 最初の\nまでをヘッダーとして取得
        if(isGETLine){
          if(c == '\n'){
            isGETLine = false;
            Serial.println(header);
          }else{
            header += String(c);
          }
        }
        // if you've gotten to the end of the line (received a newline
        // character) and the line is blank, the http request has ended,
        // so you can send a reply
        if (c == '\n' && currentLineIsBlank) {
          headerGET = header.substring(header.indexOf(" ")+1, header.lastIndexOf(" "));
          // favicon.ico対策
          if(headerGET == "/favicon.ico"){
            client.println("HTTP/1.1 204 OK");
            client.println("Connection: close");
            client.println();
            break;
          }
          // ?より前までをパスとして取得
          pathname = headerGET.substring(0, headerGET.indexOf("?"));
          // ?があれば、クエリーとして取得
          query = headerGET.indexOf("?") > -1?headerGET.substring(headerGET.indexOf("?")+1):"";
          Serial.println("pathname=" + pathname + ", query=" + query);

          // send a standard http response header
          client.println("HTTP/1.1 200 OK");
          client.println("Content-Type: text/html");
          client.println("Connection: close");  // the connection will be closed after completion of the response
          client.println("Refresh: 5");  // refresh the page automatically every 5 sec
          client.println();
          client.println("<!DOCTYPE HTML>");
          client.println("<html>");
          // output the value of each analog input pin
          for (int analogChannel = 0; analogChannel < 6; analogChannel++) {
            int sensorReading = analogRead(analogChannel);
            client.print("analog input ");
            client.print(analogChannel);
            client.print(" is ");
            client.print(sensorReading);
            client.println("<br />");
          }
          // ディレクトリやクエリーで分けてみたらいかが？提案用
          client.println("<a href='../abc/?a=123&b=456'>../abc/?a=123&b=456</a>");
          client.println("<br />");
          // API ぽく使いたい時はディレクトリ分けしたら良いかも
          if(pathname == "/abc/"){
            String a = getQuery("a");
            String b = getQuery("b");
            if(a != "" && b != ""){
             client.println("a=" + a + ", b=" + b);
             Serial.println("a=" + a + ", b=" + b);
            }
          }
          client.println("<br />");
          client.println("pathname:" + pathname + ", query:" + query);
          client.println("</html>");
          break;
        }
        if (c == '\n') {
          // you're starting a new line
          currentLineIsBlank = true;
        } else if (c != '\r') {
          // you've gotten a character on the current line
          currentLineIsBlank = false;
        }
      }
    }
    // give the web browser time to receive the data
    delay(1);
    // close the connection:
    client.stop();
    Serial.println("client disconnected");
  }
}

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Web Server

A simple web server that shows the value of the analog input pins.

using an Arduino Wiznet Ethernet shield.

Circuit:

* Ethernet shield attached to pins 10, 11, 12, 13

* Analog inputs attached to pins A0 through A5 (optional)

created 18 Dec 2009

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modified 9 Apr 2012

by Tom Igoe

modified 02 Sept 2015

by Arturo Guadalupi

#include <SPI.h>

//#include <Ethernet.h>

#include <UIPEthernet.h>

// Enter a MAC address and IP address for your controller below.

// The IP address will be dependent on your local network:

byte mac[] = {

0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED

};

IPAddress ip(192, 168, 1, 177);

// Initialize the Ethernet server library

// with the IP address and port you want to use

// (port 80 is default for HTTP):

EthernetServer server(80);

String pathname = "";

String query = "";

void setup() {

// You can use Ethernet.init(pin) to configure the CS pin

//Ethernet.init(10); // Most Arduino shields

//Ethernet.init(5); // MKR ETH shield

//Ethernet.init(0); // Teensy 2.0

//Ethernet.init(20); // Teensy++ 2.0

//Ethernet.init(15); // ESP8266 with Adafruit Featherwing Ethernet

//Ethernet.init(33); // ESP32 with Adafruit Featherwing Ethernet

// Open serial communications and wait for port to open:

Serial.begin(230400);

while (!Serial) {

; // wait for serial port to connect. Needed for native USB port only

}

Serial.println("Ethernet WebServer Example");

// start the Ethernet connection and the server:

Ethernet.begin(mac);

// Check for Ethernet hardware present

if (Ethernet.hardwareStatus() == EthernetNoHardware) {

Serial.println("Ethernet shield was not found. Sorry, can't run without hardware. :(");

while (true) {

delay(1); // do nothing, no point running without Ethernet hardware

}

if (Ethernet.linkStatus() == LinkOFF) {

Serial.println("Ethernet cable is not connected.");

}

// start the server

server.begin();

Serial.print("server is at ");

Serial.println(Ethernet.localIP());

}

// クエリーに対応する値があれば返す

String getQuery(String command)

{

if(query.indexOf(command + "=") > -1){

int num = query.indexOf(command + "=");

int start = num + command.length() + 1;

int end = query.indexOf("&", start);

if(end == -1){

end = query.length();

}

return query.substring(start, end);

}

return "";

}

void loop() {

// listen for incoming clients

EthernetClient client = server.available();

if (client) {

Serial.println("new client");

// an http request ends with a blank line

boolean currentLineIsBlank = true;

boolean isGETLine = true;

String header = "";

String headerGET = "";

while (client.connected()) {

if (client.available()) {

char c = client.read();

//Serial.write(c);

// 最初の\nまでをヘッダーとして取得

if(isGETLine){

if(c == '\n'){

isGETLine = false;

Serial.println(header);

}else{

header += String(c);

}

// if you've gotten to the end of the line (received a newline

// character) and the line is blank, the http request has ended,

// so you can send a reply

if (c == '\n' && currentLineIsBlank) {

headerGET = header.substring(header.indexOf(" ")+1, header.lastIndexOf(" "));

// favicon.ico対策

if(headerGET == "/favicon.ico"){

client.println("HTTP/1.1 204 OK");

client.println("Connection: close");

client.println();

break;

}

// ?より前までをパスとして取得

pathname = headerGET.substring(0, headerGET.indexOf("?"));

// ?があれば、クエリーとして取得

query = headerGET.indexOf("?") > -1?headerGET.substring(headerGET.indexOf("?")+1):"";

Serial.println("pathname=" + pathname + ", query=" + query);

// send a standard http response header

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

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

client.println("Connection: close"); // the connection will be closed after completion of the response

client.println("Refresh: 5"); // refresh the page automatically every 5 sec

client.println();

client.println("<!DOCTYPE HTML>");

client.println("<html>");

// output the value of each analog input pin

for (int analogChannel = 0; analogChannel < 6; analogChannel++) {

int sensorReading = analogRead(analogChannel);

client.print("analog input ");

client.print(analogChannel);

client.print(" is ");

client.print(sensorReading);

client.println("<br />");

}

// ディレクトリやクエリーで分けてみたらいかが？提案用

client.println("<a href='../abc/?a=123&b=456'>../abc/?a=123&b=456</a>");

client.println("<br />");

// API ぽく使いたい時はディレクトリ分けしたら良いかも

if(pathname == "/abc/"){

String a = getQuery("a");

String b = getQuery("b");

if(a != "" && b != ""){

client.println("a=" + a + ", b=" + b);

Serial.println("a=" + a + ", b=" + b);

}

client.println("<br />");

client.println("pathname:" + pathname + ", query:" + query);

client.println("</html>");

break;

}

if (c == '\n') {

// you're starting a new line

currentLineIsBlank = true;

} else if (c != '\r') {

// you've gotten a character on the current line

currentLineIsBlank = false;

}

// give the web browser time to receive the data

delay(1);

// close the connection:

client.stop();

Serial.println("client disconnected");

}

恐らく、もっと良い方法があるんだとは思うんだけど、、、
このあたりのメモリのやりくりは、21世紀にPC/Webからプログラムを始めて、いわゆる富豪的プログラミングを是としてきた自分としては、なかなか慣れない世界だ。

◆ソースコード
https://github.com/umhr/ArduinoWebServer

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