Может показаться заманчивым объединить два цикла while в один с условием client.available() && client.connected(), но такое объединение — далеко не то же самое, что два отдельных цикла, так как данные могут поступать от веб-сервера фрагментами из-за низкой скорости сети или по другим причинам. Внешний цикл поддерживает соединение открытым, а внутренний извлекает данные.

Это блокирующее решение (скетч не сможет производить никаких других действий, пока выполнение запроса не завершится). Если для вашего проекта такое решение неприемлемо, включите во внутренний цикл while код, выполняющий проверку других условий.

Примеры использования Ethernet

Далее демонстрируются два примера практического использования библиотеки Ethernet. Вместе они охватывают большинство вариантов сетевых взаимодействий, которые могут вам пригодиться при создании своих проектов на Arduino.

Физический веб-сервер

Первый пример иллюстрирует наиболее частый случай использования сетевых возможностей Arduino. Здесь плата выступает в роли веб-сервера. Подключившись к веб-серверу Arduino, посетители смогут не только читать аналоговые входы, но и изменять уровни на цифровых выходах, щелкая на кнопках в веб-странице (рис. 12.5).

Рис. 12.5.Интерфейс физического веб-сервера

Этот пример демонстрирует отличный способ связать плату Arduino со смартфоном или планшетным компьютером, так как для отправки запросов Arduino достаточно самого простого браузера. Скетч, реализующий этот пример (sketch_12_02_server), содержит 172 строки кода, поэтому он не будет приводиться здесь целиком, но я рекомендую открыть его в Arduino IDE и заглядывать в него в процессе чтения моих пояснений.

Первая часть скетча содержит код, стандартный для любого скетча, реализующего сетевые взаимодействия. Здесь выполняется импортирование библиотек и определение объектов EthernetServer и EthernetClient.

Далее определяются переменные, служащие разным целям:

const int numPins = 5;

int pins[] = {3, 4, 5, 6, 7};

int pinState[] = {0, 0, 0, 0, 0};

char line1[100];

char buffer[100];

Константа numPins определяет размер массивов pins и pinState. Массив pinState предназначен для хранения состояний цифровых выходов, HIGH или LOW. Функция setup настраивает все контакты, перечисленные в массиве pins, на работу в режиме цифровых выходов. Она также устанавливает соединение с сетью, как было показано в примерах ранее. Наконец, массивы символов line1 и buffer предназначены для хранения первой и последующих строк HTTP-запроса соответственно.

Далее приводится функция loop:

void loop()

{

client = server.available();

if (client)

{

if (client.connected())

{

readHeader();

if (! pageNameIs("/"))

{

client.stop();

return;

}

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

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

client.println();

sendBody();

client.stop();

}

}

}

Функция проверяет наличие любых запросов от браузеров, ожидающих обработки. Если был получен запрос и соединение с клиентом еще не разорвано, вызывается функция readHeader. Эту функцию вы найдете ближе к концу скетча. Функция readHeader читает содержимое заголовка запроса в буфер (line1) и пропускает остальные строки запроса. Это необходимо, чтобы получить имя страницы, запрошенной браузером, и любые дополнительные параметры запроса, если они имеются.

Обратите внимание: из-за большого объема текста, который посылается скетчем в монитор последовательного порта и сеть, я использовал функцию F, сохраняющую массивы символов во флеш-памяти (см. главу 6).

После чтения заголовка вызывается функция pageNameIs (также находится ближе к концу скетча), чтобы проверить совпадение имени запрошенной страницы с именем корневой страницы (/). Если была запрошена не корневая страница, такой запрос игнорируется. Это важно, потому что многие браузеры посылают веб-серверу дополнительные запросы с целью получить значок для веб-сайта. Эти запросы не следует путать с другими запросами к серверу.

Теперь нужно сгенерировать ответ с заголовком и некоторой разметкой HTML, которую смог бы отобразить браузер. Функция sendHeader генерирует ответ «OK», чтобы показать, что запрос браузера признан допустимым. Функция sendBody, представленная далее, организована намного сложнее:

void sendBody()

{

client.println(F("

sendAnalogReadings();

client.println(F("

Output Pins

client.println(F("

setValuesFromParams();

setPinStates();

sendHTMLforPins();

client.println(F(""));

client.println(F("

client.println(F("

}

Она выводит простой макет HTML-страницы, опираясь на множество вспомогательных функций, которые были созданы, чтобы разбить код на более управляемые фрагменты. Первая из них — sendAnalogReadings:

void sendAnalogReadings()

{

client.println(F("

Analog Inputs

client.println(F("

for (int i = 0; i < 5; i++)

{

int reading = analogRead(i);

client.print(F("

}

client.println("

}

Она выполняет обход всех аналоговых входов, читает их значения и выводит HTML-таблицу с прочитанными значениями в вольтах.

Возможно, вы обратили внимание на то, что sendBody вызывает также функции setValuesFromParams и setPinStates. Первая записывает в массив pinStates состояния HIGH или LOW цифровых выходов, извлекая их из параметров запроса с помощью функции valueOfParam:

int valueOfParam(char param)

{

for (int i = 0; i < strlen(line1); i++)

{

if (line1[i] == param && line1[i+1] == '=')

{

return (line1[i+2] — '0');

}

}

return 0;

}

Функция valueOfParam ожидает получения параметра запроса в виде единственной цифры. Как выглядят эти параметры, можно увидеть, если запустить пример, открыть страницу в браузере и щелкнуть на кнопке Update (Обновить). Адрес URL в адресной строке браузера изменится, и в нем появятся параметры, как показано далее:

192.168.1.10/?0=1&1=0&2=0&3=0&4=0

Список параметров начинается после символа ?. Параметры имеют вид X=Y и отделяются друг от друга символом &. Слева от знака = находится имя параметра (в данном случае цифры от 0 до 4), а справа — значения (в данном примере 1 означает «включено», а 0 — «выключено»). Для простоты параметры в этом примере могут иметь только односимвольные значения. Функция setPinStates устанавливает состояние цифровых выходов в соответствии со значениями элементов массива pinStates.

А теперь вернемся к функции sendBody. Вслед за таблицей со значениями аналоговых входов нужно послать разметку HTML с коллекцией раскрывающихся списков, соответствующих цифровым выходам. В каждом списке нужно выбрать пункт On (Включено) или Off (Выключено) в зависимости от текущего состояния цифрового выхода. Для этого нужно добавить текст «selected» в значение, соответствующее состоянию данного выхода в массиве pinStates.

Код разметки HTML для цифровых выходов заключается в форму, чтобы посетитель мог изменить значения в форме и, щелкнув на кнопке Update (Обновить), сгенерировать новый запрос к этой странице с соответствующими параметрами для установки цифровых выходов. А теперь посмотрим, как выглядит разметка HTML-страницы: