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10分钟教你通过网页点灯丨【拜托了，物联网！】

嵌入式大杂烩发表于 2021/10/18 22:50:06 2021/10/18

【摘要】 10分钟教你通过网页点灯

大家好，我是ZhengN。

上一篇实用 | 10分钟教你搭建一个嵌入式web服务器我们已经基于我们的开发板搭好了一个基于boa的web服务器。这一篇接着分享如何使用网页来点灯。

网页点灯的整个流程大致为：

从上到下，前面两部分我们就是我们上一篇做的实验，已经打通了。而第三部分就是本篇笔记的重点，我们要点灯，自然需要写一个程序来解析数据及进行点灯操作，即这里的CGI程序。

什么是CGI？

CGI即通用网关接口（Common Gateway Interface），是一个Web服务器主机提供信息服务的标准接口。通过CGI接口，Web服务器就能够获取客户端提交的信息，转交给服务器端的CGI程序进行处理，最后返回结果给客户端。

根据CGI标准，编写外部扩展应用程序，可以对客户端浏览器输入的数据进行处理，完成客户端与服务器的交互操作。CGI规范定义了Web服务器如何向扩展应用程序发送消息，在收到扩展应用程序的信息后又如何进行处理等内容。

一般情况下，服务器和CGI程序之间是通过标准输入输出来进行数据传递的，CGI程序中的标准输出stdout是经过重定义了的，它并没有在服务器上产生任何的输出内容，而是被重定向到客户浏览器。即我们的CGI程序是在我们的板子服务器里运行，但实际调用printf输出信息时并不会输出到我们的板子终端，而是输出到客户端浏览器。

CGI程序小例子

CGI程序可以使用多种语言来实现，这里我们选用我们比较熟悉的C语言来实现。先来看一个简单的示例：

test.c：

#include <stdio.h>

int main()
 {
    printf("Content-type: text/html\n\n") ;  // 这一句是必须的，设定输出到HTML
    printf("Hello CGI\n") ;
    return 0;
}

利用交叉编译工具，编译上述文件：

arm-linux-gnueabihf-gcc test.c -o test.cgi

把test.cgi程序传到开发板上的/www/cgi-bin目录

scp test.cgi root@192.168.1.8:/www/cgi-bin

修改权限；

chmod 777 test.cgi

浏览器进行访问：

http://192.168.1.8/www/cgi-bin/test.cgi

网页点灯

我们已经知道了CGI程序是什么了。下面我们来进行网页点灯。首先，需要说明的是，我们有两种方式来编写CGI程序。一种是借助环境变量来获取相关信息；另一种是使用CGIC库。

方法一：

对于CGI程序来说，它继承了系统的环境变量。CGI环境变量在CGI程序启动时初始化，在结束时销毁。当一个CGI程序不是被服务器调用时，它的环境变量几乎是系统环境变量的复制。当这个CGI程序被服务器调用时，它的环境变量就会多了以下关于服务器、客户端、CGI传输过程等项目。如：

方法二：

用C语言写CGI程序还可以有比较简单的方式，那就是我们可以借助使用第三方库CGIC（CGIC是一个功能比较强大的支持CGI开发的标准C库，并支持Linux, Unix 和Windows等多操作系统）来编写，省去了必须自己去遵循CGI规范来编码的痛苦。

CGIC库下载地址：

https://github.com/boutell/cgic

这里只是简单地介绍了两种方法。还不理解没关系，下面我们通过具体的实例来认识这两种方法。

首先，我们需要点灯，自然需要先设计一个简单的led.html网页。我们要通过网页控制开发板上的led，需要两条信息：led的序号及led的状态。在网上找到了现成的html代码，稍微修改一下就直接拿来用了（文末给出参考的博客）。

led.html：

<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
	<head>
	<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />    
	<title>led control</title>
	</head>
	
	<body>
	<h1 align="center">基于ARM的web控制LED灯</h1>
		<!--新建一个表单，动作链接到开发板的/cgi-bin/led.cgi，采用的方法为GET-->	
		<form action="/cgi-bin/led.cgi" method="get">  
			<p align="center">Web端的led的控制测试</p>
			<p align="center">请输入需要控制的led <input type="text" name="led_num"/></p>
			<p align="center">请输入控制led的动作 <input type="text" name="led_state"/></p>
			<p align="center"><input type="submit" value="sure"/>        
							  <input type="reset" value="back"/>
			</p>
		</form>
	</body>
</html>

把led.html放到我们开发板上的/www/中，通过浏览器访问：

http://192.168.1.8/led.html

实际效果如：

下面我们编写我们的CGI程序。

方法一：借助环境变量来获取相关信息。

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/limits.h>
#include <errno.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
	int led_num,led_state;
	char *data;

    printf("Content-type: text/html;charset=utf-8\n\n");
    printf("<html>\n");
    printf("<head><title>cgi control led web</title></head>\n");
    printf("<body>\n");
    printf("<p>led is setted successful! you can watch the led's change</p>\n");
    printf("<p><a herf=led.html><button>get back</button></a></p>\n");
    printf("</body>\n");

    data = getenv("QUERY_STRING");   //getenv()读取环境变量的当前值的函数 

    if(sscanf(data, "led_num=%d&led_state=%d", &led_num, &led_state) != 2)
    {   //利用sscnaf（）函数的特点将环境变量分别提取出led_num和led_state这两个值
        printf("<p>please input right"); 
        printf("</p>");
    } 
    printf("<p>led_num = %d,led_state =  %d</p>",  led_num,  led_state);
    if(led_num < 2 || led_num > 5) 
    { 
        printf("<p>Please input 2<=led_num<=5!"); 
        printf("</p>");
    } 
    if(led_state>1)
    {
        printf("<p>Please input 0<=led_state<=1!"); 
        printf("</p>"); 
    }

    printf("</html>\n");

	return 0;
}

这里的getenv函数就是获取环境变量当前值的函数，其中，各环境变量的意义可以参考上面的表。这里的QUERY_STRING环境变量就是采用GET时所传输的信息。在这个例子中就是：

led_num=3&led_state=1

上面的CGI程序把收到网页发送过来的led_num及led_state的至再使用printf返回至网页中显示。从网页中也可以看到相关信息，整个流程也就打通了。

方法二：使用CGIC库。

第二种方法我们使用CGIC库来编写我们的CGI程序。首先我们需要下载CGIC库，下载地址如：

https://github.com/boutell/cgic

下载得到：

整个包的内容不多，就几个文件。其中：

cgic.c 函数库。
capture.c 一个很简单的CGI例子。仅仅输出两行提示文字。
cgictest.c 一个演示读取form表单数据的CGI例子。

因为我们的CGI程序要运行在我们的arm板中，当然要交叉编译，首先需要修改Makefile文件，需要修改如下几处内容：

第①个修改点：

CFLAGS=-g -Wall
CC=gcc
AR=ar
RANLIB=ranlib
LIBS=-L./ -lcgic

修改为：

CFLAGS=-g -Wall
CC=arm-linux-gnueabihf-gcc
AR=arm-linux-gnueabihf-ar
RANLIB=arm-linux-gnueabihf-ranlib
LIBS=-L./ -lcgic

第②个修改点：

gcc cgictest.o -o cgictest.cgi ${LIBS}

修改为：

arm-linux-gnueabihf-gcc cgictest.o -o cgictest.cgi ${LIBS}

第③个修改点：

gcc capture.o -o capture ${LIBS}

修改为：

arm-linux-gnueabihf-gcc cgictest.o -o cgictest.cgi ${LIBS} capture.o -o capture ${LIBS}

第④个修改点：

gcc -D UNIT_TEST=1 cgic.c -o cgicunittest

修改为：

arm-linux-gnueabihf-gcc -D UNIT_TEST=1 cgic.c -o cgicunittest

这里我的编译器是arm-linux-gnueabihf-gcc，大家需根据自己的实际环境进行修改。make编译得到cgictest.cgi及capture程序，大家可以自行传到板子上进行测试。下面我们在这个文件夹下新增一个led.c文件，用于编写我们的leg cgi程序：

#include "cgic.h"

// cgic程序以cgiMain作为入口点, cgic的函数库会自动把cgiMain连接到相应的main()上去
int cgiMain() 
{ 
	char led_num[10];  
	char led_state[10]; 
	cgiFormString("led_num",  led_num, 10);    // 从表单中的led_num字段获取值存入到led_num
	cgiFormString("led_state",  led_state, 10);// 从表单中的led_state字段获取值存入到led_state
	cgiHeaderContentType("text/html");         // 设定输出的内容格式 这里我们要输出HTML
	fprintf(cgiOut,"<title>LED Test</title>");   
	fprintf(cgiOut,"<p>recv from arm:</p>");
	fprintf(cgiOut,"led_num: %s", led_num);
	fprintf(cgiOut,"<br>");                    
	fprintf(cgiOut,"led_state: %s", led_state);
	return 0;
}