Arduinoの基礎 - Ethernet - 版の履歴

Wiki: /* Ethernetシールド */

2020-12-03T14:18:12Z

Ethernetシールド

← 古い版		2020年12月3日 (木) 23:18時点における版
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	<br><br>		<br><br>

	== ~~Ethernetシールド ==~~		== EthernetシールドとDHCPの利用 ==
	~~==== DHCPの利用 ==~~==
	ArduinoでEthernetシールド等を使用する場合、プログラムで明示的にIPアドレスを指定するのではなく、<br>		ArduinoでEthernetシールド等を使用する場合、プログラムで明示的にIPアドレスを指定するのではなく、<br>
	DHCPで自動的にIPアドレスの割り当てを行う方法を記載する。<br>		DHCPで自動的にIPアドレスの割り当てを行う方法を記載する。<br>
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	}		}
	</syntaxhighlight>		</syntaxhighlight>
	<br>		<br><br>
	==~~== Webサーバの実装 ==~~==
			== EthernetシールドとWebサーバの実装 ==
	このセクションでは、Arduinoの標準のEthernetライブラリを使用して、単純なWebサーバを実装する。<br>		このセクションでは、Arduinoの標準のEthernetライブラリを使用して、単純なWebサーバを実装する。<br>
	簡単なWebサーバの実装例はExampleに含まれている。<br>		簡単なWebサーバの実装例はExampleに含まれている。<br>
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	}		}
	</syntaxhighlight>		</syntaxhighlight>
	<br>		<br><br>
	==~~== Arduinoの遠隔操作 ==~~==
			== EthernetシールドとArduinoの遠隔操作 ==
	Arduinoのメリットの1つに、各種シールドと開発環境における各種ライブラリの存在が挙げられる。<br>		Arduinoのメリットの1つに、各種シールドと開発環境における各種ライブラリの存在が挙げられる。<br>
	<br>		<br>
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	また、ArduinoとホストPCは、有線LANケーブルを使用してルータまたはハブに接続する。<br>		また、ArduinoとホストPCは、有線LANケーブルを使用してルータまたはハブに接続する。<br>
	<br>		<br>
	~~Arduinoのソースコードでは、TCPポート8888番をリスニングしており、データ"~~S:1~~"を受信するとLEDを点灯、"~~S:0"を受信するとLEDを消す。<br>		Arduinoのソースコードでは、TCP 50000番をリスニングしており、データ<code>S:1</code>を受信するとLEDを点灯、データ<code>S:0</code>を受信するとLEDを消す。<br>
	ホストPCのソフトウェアでは、ONボタンを押下した時はArduinoにデータ"S:1~~"を送信、OFFボタンを押下した時にデータ"~~S:0"を送信する。<br>		ホストPCのソフトウェアでは、ONボタンを押下した時はArduinoにデータ<code>S:1</code>を送信、OFFボタンを押下した時はデータ<code>S:0</code>を送信する。<br>
	このようなクライアントとサーバ間のデータ通信の取り決めのことを、プロトコルという。<br>		このようなクライアントとサーバ間のデータ通信の取り決めのことを、プロトコルという。<br>
	[[ファイル:Arduino Ethernet 1.jpg\|フレームなし\|中央]]		[[ファイル:Arduino Ethernet 1.jpg\|フレームなし\|中央]]
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	[[ファイル:Arduino Ethernet 3.jpg\|フレームなし\|中央]]		[[ファイル:Arduino Ethernet 3.jpg\|フレームなし\|中央]]
	<br>		<br>
	以下に、Arduino ~~Unoのソースコードを示す。~~<br>		以下に、Arduino Unoのソースコードを記述する。<br>
	<br>		データ<code>S:1</code>でLEDを点灯、データ<code>S:0</code>でLEDを消す。その他のデータを受信した場合、クライアントがそのデータを捨てる。<br>
	~~データ"~~S:1"でLEDを点灯、データ"S:0~~"でLEDを消す。~~<br>
	~~その他のデータを受信した場合、クライアントがそのデータを捨てる。~~<br>
	1バイトずつにデータを取得するため、下図のような状態遷移となる。<br>		1バイトずつにデータを取得するため、下図のような状態遷移となる。<br>
	[[ファイル:Arduino Ethernet 4.jpg\|フレームなし\|中央]]		[[ファイル:Arduino Ethernet 4.jpg\|フレームなし\|中央]]
	<br>		<br>
	MACアドレスは、一意性のある6バイトを設定する。(ここでは、0xDE 0xAD 0xBE 0xEF 0xF0 0x0Dとしている)<br>		MACアドレスは、一意性のある6バイトを設定する。(ここでは、0xDE 0xAD 0xBE 0xEF 0xF0 0x0Dとしている)<br>
	ネットワークアドレスは192.168.1.0/~~24を想定しており、ArduinoのIPアドレスは192~~.168.1.~~10と固定する。<br>~~		ネットワークアドレスは192.168.1.0/24、ArduinoのIPアドレスは192.168.1.10(固定)、ポート番号は、TCP 50000番とする。<br>
	~~また、ポート番号は、TCP~~ 50000番とする。<br>
	<syntaxhighlight lang="c++">		<syntaxhighlight lang="c++">
	#include <EthernetServer.h>		#include <EthernetServer.h>
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	</syntaxhighlight>		</syntaxhighlight>
	<br>		<br>
	~~最後に、ホストOSのソフトウェアを作成する。~~<br>		最後に、ホストOSのソフトウェア(.NET Frameworkの<code>TcpClient</code>クラスを使用)のソースコードを記述する。<br>
	ここでは、Windowsで利用可能なC#と.NET Frameworkを利用して、上述のプロトコルをサポートするTCPクライアントを作成する。<br>		ここでは、Windowsで利用可能なC#と.NET Frameworkを利用して、上述のプロトコルをサポートするTCPクライアントを作成する。<br>
	~~下図のように、ソフトウェアのUIにおいて、ArduinoのIPアドレスとポート番号を指定できるようにしている。~~<br>		下図に示すソフトウェアのUIでは、ArduinoのIPアドレスとポート番号を指定できるようにしている。<br>
	[[ファイル:Arduino Ethernet 5.jpg\|フレームなし\|中央]]		[[ファイル:Arduino Ethernet 5.jpg\|フレームなし\|中央]]
	~~<br>~~
	~~以下に、.NET FrameworkのTcpClientクラスを使用したソースコードを記述する。<br>~~
	<syntaxhighlight lang="c#">		<syntaxhighlight lang="c#">
	using System;		using System;
320行目:		316行目:
	try		try
	{		{
	var port = int.Parse( textBox2.Text );		var port = int.Parse(textBox2.Text);
	using(var client = new TcpClient( textBox1.Text, port ))		using(var client = new TcpClient(textBox1.Text, port))
	{		{
	~~Byte[] data = System.Text.Encoding.ASCII.GetBytes( string.Format( "S:{0}", on ? "1" : "0" ) );~~
	using(NetworkStream stream = client.GetStream())		using(NetworkStream stream = client.GetStream())
	{		{
	stream.Write( ~~data~~, 0, ~~data~~.Length );		// データの送信 "S:0" または "S:1"
	var ~~data~~ = new Byte[256];		Byte[] TxData = System.Text.Encoding.ASCII.GetBytes(string.Format("S:{0}", on ? "1" : "0"));
	~~var responseData = String.Empty~~;		stream.Write(TxData, 0, TxData.Length);
	Int32 bytes = stream.Read( ~~data~~, 0, ~~data~~.Length );
	responseData = System.Text.Encoding.ASCII.GetString( ~~data~~, 0, bytes );		// データの受信
			var RxData = new Byte[256];
			Int32 bytes = stream.Read(RxData, 0, RxData.Length);
			String responseData = System.Text.Encoding.ASCII.GetString(RxData, 0, bytes);
	}		}
	}		}
336行目:		334行目:
	catch(Exception ex)		catch(Exception ex)
	{		{
	MessageBox.Show( ex.Message, "Switch", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error );		MessageBox.Show(ex.Message, "Switch", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
	}		}
	}		}

Wiki: /* Arduinoの遠隔操作 */

2020-12-03T13:43:51Z

Arduinoの遠隔操作

← 古い版		2020年12月3日 (木) 22:43時点における版
166行目:		166行目:
	ホストPCのソフトウェアでは、ONボタンを押下した時はArduinoにデータ"S:1"を送信、OFFボタンを押下した時にデータ"S:0"を送信する。<br>		ホストPCのソフトウェアでは、ONボタンを押下した時はArduinoにデータ"S:1"を送信、OFFボタンを押下した時にデータ"S:0"を送信する。<br>
	このようなクライアントとサーバ間のデータ通信の取り決めのことを、プロトコルという。<br>		このようなクライアントとサーバ間のデータ通信の取り決めのことを、プロトコルという。<br>
			[[ファイル:Arduino Ethernet 1.jpg\|フレームなし\|中央]]
	<br>		<br>
	次に、ArduinoにEthernetシールドを接続する。<br>		次に、ArduinoにEthernetシールドを接続する。<br>
	下図に、Ethernetシールドの表面と裏面、接続図を示す。<br>		下図に、Ethernetシールドの表面と裏面、接続図を示す。<br>
			[[ファイル:Arduino Ethernet 2.jpg\|フレームなし\|中央]]
	<br>		<br>
	下図に、ArduinoとLEDの接続を示す。<br>		下図に、ArduinoとLEDの接続を示す。<br>
	8番ピンのデジタル出力を使用している。<br>		8番ピンのデジタル出力を使用している。<br>
	ここでは、抵抗は470[Ω]を使用しており、流れる電流は<math>I = \frac{5 \mbox{[V]} - 2.1 \mbox{[V]}}{470 [\Omega]} = 6 \mbox{[mA]}</math>である。<br>		ここでは、抵抗は470[Ω]を使用しており、流れる電流は<math>I = \frac{5 \mbox{[V]} - 2.1 \mbox{[V]}}{470 [\Omega]} = 6 \mbox{[mA]}</math>である。<br>
			[[ファイル:Arduino Ethernet 3.jpg\|フレームなし\|中央]]
	<br>		<br>
	以下に、Arduino Unoのソースコードを示す。<br>		以下に、Arduino Unoのソースコードを示す。<br>
181行目:		182行目:
	その他のデータを受信した場合、クライアントがそのデータを捨てる。<br>		その他のデータを受信した場合、クライアントがそのデータを捨てる。<br>
	1バイトずつにデータを取得するため、下図のような状態遷移となる。<br>		1バイトずつにデータを取得するため、下図のような状態遷移となる。<br>
			[[ファイル:Arduino Ethernet 4.jpg\|フレームなし\|中央]]
	<br>		<br>
	MACアドレスは、一意性のある6バイトを設定する。(ここでは、0xDE 0xAD 0xBE 0xEF 0xF0 0x0Dとしている)<br>		MACアドレスは、一意性のある6バイトを設定する。(ここでは、0xDE 0xAD 0xBE 0xEF 0xF0 0x0Dとしている)<br>
282行目:		283行目:
	ここでは、Windowsで利用可能なC#と.NET Frameworkを利用して、上述のプロトコルをサポートするTCPクライアントを作成する。<br>		ここでは、Windowsで利用可能なC#と.NET Frameworkを利用して、上述のプロトコルをサポートするTCPクライアントを作成する。<br>
	下図のように、ソフトウェアのUIにおいて、ArduinoのIPアドレスとポート番号を指定できるようにしている。<br>		下図のように、ソフトウェアのUIにおいて、ArduinoのIPアドレスとポート番号を指定できるようにしている。<br>
			[[ファイル:Arduino Ethernet 5.jpg\|フレームなし\|中央]]
	<br>		<br>
	以下に、.NET FrameworkのTcpClientクラスを使用したソースコードを記述する。<br>		以下に、.NET FrameworkのTcpClientクラスを使用したソースコードを記述する。<br>

Wiki: /* Arduinoの遠隔操作 */

2020-12-02T20:52:40Z

Arduinoの遠隔操作

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   </syntaxhighlight>
 <br>
 __FORCETOC__
 [[カテゴリ:Arduino]]

Wiki: /* Webサーバの実装 */

2020-12-02T17:09:28Z

Webサーバの実装

差分を表示

Wiki: ページの作成:「== 概要 ==

== Ethernetシールド == ==== DHCPの利用 ==== ArduinoでEthernetシールド等を使用する場合、プログラムで明示的にIPアド…」

2020-12-01T23:59:33Z

ページの作成:「== 概要 == == Ethernetシールド == ==== DHCPの利用 ==== ArduinoでEthernetシールド等を使用する場合、プログラムで明示的にIPアド…」

新規ページ

== 概要 ==

 

== Ethernetシールド ==
==== DHCPの利用 ====
ArduinoでEthernetシールド等を使用する場合、プログラムで明示的にIPアドレスを指定するのではなく、 
DHCPで自動的にIPアドレスの割り当てを行う方法を記載する。 
 
Arduinoの標準のEthernetライブラリを使用することで、簡単に実現できる。 
これは、<code>Ethernet.begin()</code>を呼び出す時、MACアドレスのみを指定することで(IPアドレスは指定しない)、DHCPからIPアドレスを自動で取得できる。 
 
ここでは、Arduino UnoにEthernetシールドを接続している。 
以下の例では、シリアルポートに結果を出力するために、<code>Serial.begin()</code>や<code>println()</code>を呼び出している。 
<syntaxhighlight lang="c++">
#include <Ethernet.h>

byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xF0, 0x0D };

void setup()
{
Serial.begin(9600);

Ethernet.begin(mac);
Serial.println(Ethernet.localIP());
}

void loop()
{

}
</syntaxhighlight>
 
==== Webサーバの実装 ====
このセクションでは、Arduinoの標準のEthernetライブラリを使用して、単純なWebサーバを実装する。 
簡単なWebサーバの実装例はExampleに含まれている。 
 
以下の例では、URIを確認して、<code>HTTPステータスコード 200 OK</code>および<code>404 File Not Found</code>を返している。 
Webサーバが必要な評価試験において、以下のようなサンプルコードを動作させるとよい。 
 
IPアドレスはDHCPから自動で取得しており、手動で設定する場合は、<code>Ethernet.begin()</code>で指定する。 
また、IPアドレスはシリアルポートに出力しており、 
WebブラウザからこのWebサーバに接続する時は、シリアルモニタに表示されたIPアドレスへリクエストを送る。 
 
リクエストラインのみを確認するので、その行だけ特別にバッファ(変数<code>reqLine</code>)にコピーしている。 
クライアントからのリクエストを読み込みんだ後、バッファを確認してメソッドとURIを取得する。 
もし、長いリクエストが来た場合、途中まで読み込む。 
 
Content-Lenghをセットしない代わりに、データ区切りとしてConnection closeする。 
効率は悪いが、単一クライアントのみ接続が可能なので、1つずつのリクエスト処理は短くする必要がある。 
<syntaxhighlight lang="c++">
#include <Ethernet.h>

byte mac[] = { 0xDE,0xAD,0xBE,0xEF,0xF0,0x0D };
EthernetServer server(80);

void setup()
{
Serial.begin(9600);

Ethernet.begin(mac);
Serial.println(Ethernet.localIP());

server.begin();
}

void loop()
{
EthernetClient client = server.available();
if(client)
{

Serial.println("*** New Client ***");

boolean currentLineIsBlank = true;
boolean requestLineRead = false;
char reqLine[64] = {0};
char *p = reqLine;
char *method = NULL;
char *uri = NULL;
const char delims[2] = " ";

while(client.connected())
{
char c = client.read();
// Serial.write( c );

// Query
if(!requestLineRead && (p - reqLine ) < (sizeof(reqLine) - 1) && c != '\r' && c != '\n' )
{
*p = c;
p++;
}

if(c == '\n' && currentLineIsBlank)
{
// Parse Query
p = strtok(reqLine, delims);
while( p )
{
if(!method)
{
method = p;
}
else if(!uri)
{
uri = p;
}
p = strtok(NULL, delims);
}

// Send Response
if(!strcmp(method, "GET") && !strcmp(uri, "/pic"))
{
client.println("HTTP/1.1 200 OK");
client.println("Content-Type: text/plain");
client.println("Connection: close");
client.println();
client.println("OK!");
}
else
{
client.println("HTTP/1.1 404 Not Found");
client.println("Content-Type: text/plain");
client.println("Connection: close");
client.println();
client.println("File Not Found");
}

break;
}

if(c == '\n')
{
currentLineIsBlank = true;
if(!requestLineRead)
{
requestLineRead = true;
}
}
else if(c != '\r')
{
currentLineIsBlank = false;
}
}

delay( 10 );
client.stop();
Serial.println("Client disconnected");
}
}
</syntaxhighlight>
 

__FORCETOC__
[[カテゴリ:Arduino]]

Arduinoの基礎 - Ethernet - 版の履歴

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Wiki: /* Arduinoの遠隔操作 */

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== Ethernetシールド == ==== DHCPの利用 ==== ArduinoでEthernetシールド等を使用する場合、プログラムで明示的にIPアド…」