ESP32系列四:搭建http的webserver的服务器

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作者
猴君
阅读量:5

最近在使用ESP32搭建web服务器测试,发现esp32搭建这类开发环境还是比较方便的。具体的http协议这里就不再赘述,我们主要说一下如何使用ESP32提供的API来搭建我们的http web。

一、web服务器搭建过程

1、配置web服务器

ESP-IDF中,Web服务器使用httpd组件实现。我们需要先创建httpd_config_t结构体,指定服务器的端口、最大并发连接数、URI匹配处理器等选项。然后,我们通过调用httpd_start函数来启动Web服务器。(使用默认的配置就可以,包括端口号都已经默认配置好了)

httpd_config_t config = HTTPD_DEFAULT_CONFIG(); httpd_handle_t server = NULL;  // 设置服务器端口为80 config.server_port = 80;  // 创建HTTP服务器句柄 if (httpd_start(&server, &config) != ESP_OK) {     printf("Error starting server!\n");     return; }  

2、 注册 URI处理器
在Web服务器启动后,我们需要为不同的URI注册处理器函数。当Web服务器接收到请求时,会根据请求的URI选择相应的处理器函数进行处理。在ESP-IDF中,我们可以使用httpd_register_uri_handler函数注册URI处理器。该函数的原型如下

esp_err_t httpd_register_uri_handler(httpd_handle_t hd, const httpd_uri_t *uri) 

其中,hd参数为HTTP服务器句柄;uri参数为包含URI路径、HTTP方法、处理函数等信息的结构体指针。例如:

static const httpd_uri_t echo = {     .uri       = "/",     .method    = HTTP_POST,     .handler   = echo_post_handler,     .user_ctx  = NULL }; static esp_err_t echo_post_handler(httpd_req_t *req) {     char buf[100];     // char ssid[10];     // char pswd[10];     int ret, remaining = req->content_len;      while (remaining > 0) {         /* Read the data for the request */         if ((ret = httpd_req_recv(req, buf,                         MIN(remaining, sizeof(buf)))) <= 0) {             if (ret == HTTPD_SOCK_ERR_TIMEOUT) {                 /* Retry receiving if timeout occurred */                 continue;             }             return ESP_FAIL;         }          /* Send back the same data */         httpd_resp_send_chunk(req, buf, ret);         remaining -= ret;          esp_err_t e = httpd_query_key_value(buf,"ssid",wifi_name,sizeof(wifi_name));         if(e == ESP_OK) {             printf("ssid = %s\r\n",wifi_name);         }         else {             printf("error = %d\r\n",e);         }          e = httpd_query_key_value(buf,"password",wifi_password,sizeof(wifi_password));         if(e == ESP_OK) {             printf("pswd = %s\r\n",wifi_password);         }         else {             printf("error = %d\r\n",e);         }         /* Log data received */         ESP_LOGI(TAG, "=========== RECEIVED DATA ==========");         ESP_LOGI(TAG, "%.*s", ret, buf);         ESP_LOGI(TAG, "====================================");     }      // End response     httpd_resp_send_chunk(req, NULL, 0);     if(strcmp(wifi_name ,"\0")!=0 && strcmp(wifi_password,"\0")!=0)     {         xSemaphoreGive(ap_sem);         ESP_LOGI(TAG, "set wifi name and password successfully! goto station mode");     }     return ESP_OK; } 

html的网页如下:这个网页包含了按钮的定义,以及发送json格式的数据。

最后送json数据的时候,要用JSON.stringify方法格式化data,否则esp32解析json会报错,此处一定要注意!!!
整体html界面非常简单,没有基础的也很容易读懂,里面写了一个js函数,该函数是在点击按钮的时候触发,功能主要是读取文本框输入的数据,将数据封装为json格式,然后post发送数据,xhttp.open(“POST”, “/wifi_data”, true);中的url “/wifi_data”和esp32服务端中的定义要一致,否则是无法成功的。

<!DOCTYPE html> <head>     <meta charset="utf-8">     <title>Web server system</title> </head> <table class="fixed" border="5">     <col width="1000px" /><col width="500px" />     <tr><td>         <h2 style=" text-align:center;"> **** Web Server ***</h2>           <h3>wifi 密码配置</h3>     <div>         <label for="name">wifi名称</label>         <input type="text" id="wifi" name="car_name" placeholder="ssid">         <br>         <label for="type">密码</label>         <input type="text" id="code" name="car_type" placeholder="password">         <br>         <button id ="send_WIFI" type="button" onclick="send_wifi()">提交</button>     </div>     </td><td>         <table border="10">             <tr>                 <td>                     <label for="newfile">Upload a file</label>                 </td>                 <td colspan="2">                     <input id="newfile" type="file" onchange="setpath()" style="width:100%;">                 </td>             </tr>             <tr>                 <td>                     <label for="filepath">Set path on server</label>                 </td>                 <td>                     <input id="filepath" type="text" style="width:100%;">                 </td>                 <td>                     <button id="upload" type="button" onclick="upload()">Upload</button>                 </td>             </tr>         </table>     </td></tr> </table> <script> function setpath() {     var default_path = document.getElementById("newfile").files[0].name;     document.getElementById("filepath").value = default_path; } function upload() {     var filePath = document.getElementById("filepath").value;     var upload_path = "/upload/" + filePath;     var fileInput = document.getElementById("newfile").files;      /* Max size of an individual file. Make sure this      * value is same as that set in file_server.c */     var MAX_FILE_SIZE = 200*1024;     var MAX_FILE_SIZE_STR = "200KB";      if (fileInput.length == 0) {         alert("No file selected!");     } else if (filePath.length == 0) {         alert("File path on server is not set!");     } else if (filePath.indexOf(' ') >= 0) {         alert("File path on server cannot have spaces!");     } else if (filePath[filePath.length-1] == '/') {         alert("File name not specified after path!");     } else if (fileInput[0].size > 200*1024) {         alert("File size must be less than 200KB!");     } else {         document.getElementById("newfile").disabled = true;         document.getElementById("filepath").disabled = true;         document.getElementById("upload").disabled = true;          var file = fileInput[0];         var xhttp = new XMLHttpRequest();         xhttp.onreadystatechange = function() {             if (xhttp.readyState == 4) {                 if (xhttp.status == 200) {                     document.open();                     document.write(xhttp.responseText);                     document.close();                 } else if (xhttp.status == 0) {                     alert("Server closed the connection abruptly!");                     location.reload()                 } else {                     alert(xhttp.status + " Error!\n" + xhttp.responseText);                     location.reload()                 }             }         };         xhttp.open("POST", upload_path, true);         xhttp.send(file);     } }  function send_wifi() {     var input_ssid = document.getElementById("wifi").value;     var input_code = document.getElementById("code").value;     var xhttp = new XMLHttpRequest();         xhttp.open("POST", "/wifi_data", true);         xhttp.onreadystatechange = function() {             if (xhttp.readyState == 4) {                 if (xhttp.status == 200) {                     console.log(xhttp.responseText);                 } else if (xhttp.status == 0) {                     alert("Server closed the connection abruptly!");                     location.reload()                 } else {                     alert(xhttp.status + " Error!\n" + xhttp.responseText);                     location.reload()                 }             }         };     var data = {         "wifi_name":input_ssid,         "wifi_code":input_code     }         xhttp.send(JSON.stringify(data)); }  </script> 

static esp_err_t html_default_get_handler(httpd_req_t *req) {     // /* Send HTML file header */     // httpd_resp_sendstr_chunk(req, "<!DOCTYPE html><html><body>");      /* Get handle to embedded file upload script */     extern const unsigned char upload_script_start[] asm("_binary_upload_script_html_start");     extern const unsigned char upload_script_end[] asm("_binary_upload_script_html_end");     const size_t upload_script_size = (upload_script_end - upload_script_start);      /* Add file upload form and script which on execution sends a POST request to /upload */     httpd_resp_send_chunk(req, (const char *)upload_script_start, upload_script_size);      /* Send remaining chunk of HTML file to complete it */     httpd_resp_sendstr_chunk(req, "</body></html>");      /* Send empty chunk to signal HTTP response completion */     httpd_resp_sendstr_chunk(req, NULL);     return ESP_OK; }      httpd_uri_t html_default = {         .uri = "/", // Match all URIs of type /path/to/file         .method = HTTP_GET,         .handler = html_default_get_handler,         .user_ctx = "html" // Pass server data as context     };      httpd_register_uri_handler(server, &html_default);

这里要特别注意:

1)、.uri = "/",这个表示当你打开网页的IP地址后第一个要显示的页面,也就是要放到根目录下("/"也就是根目录)。

2)、ESP32可以直接将html的网页编译进来不需要转为数组,但在CMakeList.txt文件中需要EMBED_FILES upload_script.html样的形式引入网页文件。这个html编译出出来的文本文件怎么使用呢。wifi.html编译出来一般名称是默认的_binary_名称_类型_start。这个指针代编译出来文件的起始地址。_binary_名称_类型_end,代表结束地址。wifi.html的引用方式如下。通过以下的方式就可以获得html这个大数组。

    extern const unsigned char upload_script_start[] asm("_binary_upload_script_html_start");     extern const unsigned char upload_script_end[] asm("_binary_upload_script_html_end");     const size_t upload_script_size = (upload_script_end - upload_script_start);      /* Add file upload form and script which on execution sends a POST request to /upload */     httpd_resp_send_chunk(req, (const char *)upload_script_start, upload_script_size); 

3、实现URI处理函数

在注册URI处理器后,我们需要实现对应的处理器函数。URI处理器函数的原型为:

typedef esp_err_t (*httpd_uri_func_t)(httpd_req_t *req);  

如上面示例中的:

static esp_err_t html_default_get_handler(httpd_req_t *req)

4、处理HTTP请求
在URI处理器函数中,我们可以通过HTTP请求信息结构体指针httpd_req_t获取HTTP请求的各种参数和数据。以下是一些常用的HTTP请求处理函数:

httpd_req_get_hdr_value_str:获取HTTP请求头中指定字段的值(字符串格式)
httpd_req_get_url_query_str:获取HTTP请求URL中的查询参数(字符串格式)
httpd_query_key_value:解析HTTP请求URL中的查询参数,获取指定参数名的值(字符串格式)
httpd_req_recv:从HTTP请求接收数据
httpd_req_send:发送HTTP响应数据
httpd_resp_set_type:设置HTTP响应内容的MIME类型
httpd_resp_send_chunk:分块发送HTTP响应数据。
例如,以下是一个URI处理器函数的示例,用于处理/echo路径的POST请求:

static esp_err_t echo_post_handler(httpd_req_t *req) {     char buf[1024];     int ret, remaining = req->content_len;      // 从HTTP请求中接收数据     while (remaining > 0) {         ret = httpd_req_recv(req, buf, MIN(remaining, sizeof(buf)));         if (ret <= 0) {             if (ret == HTTPD_SOCK_ERR_TIMEOUT) {                 // 处理超时                 httpd_resp_send_408(req);             }             return ESP_FAIL;         }          // 处理接收到的数据         // ...          remaining -= ret;     }      // 发送HTTP响应     httpd_resp_set_type(req, HTTPD_TYPE_TEXT);     httpd_resp_send(req, "Received data: ", -1);     httpd_resp_send_chunk(req, buf, req->content_len);     httpd_resp_send_chunk(req, NULL, 0);      return ESP_OK; }  

5、 发送响应
在URI处理函数中,可以使用httpd_resp_send()函数将响应发送回客户端。该函数需要传入一个httpd_req_t结构体作为参数,该结构体表示HTTP请求和响应。

例如,在上面的hello_get_handler处理函数中,可以使用httpd_resp_send()函数将“Hello, World!”字符串作为响应发送回客户端:

static esp_err_t hello_get_handler(httpd_req_t *req) {     const char* resp_str = "Hello, World!";     httpd_resp_send(req, resp_str, strlen(resp_str));     return ESP_OK; } 

二、主要使用API的说明
1. httpd_register_uri_handler
用于将HTTP请求的URI路由到处理程序。这个函数接收两个参数:httpd_handle_t类型的HTTP服务器句柄和httpd_uri_t类型的URI配置。

2. httpd_handle_t
httpd_handle_t是HTTP服务器的一个句柄,它是通过httpd_start函数创建的。而httpd_uri_t则定义了HTTP请求的URI信息,包括URI路径、HTTP请求方法和处理函数等。

3. httpd_query_key_value获取变量值
httpd_query_key_value 用于从查询字符串中获取指定键的值。查询字符串是指URL中?后面的部分,包含多个键值对,每个键值对之间使用&分隔。例如,对于以下URL:
http://192.168.1.1/path/to/handler?key1=value1&key2=value2
获取其中的:
esp_err_t httpd_query_key_value(const char *query, const char *key, char *buf, size_t buf_len);

这是一个使用示例

char query_str[] = "key1=value1&key2=value2"; char key[] = "key1"; char value[16];  if (httpd_query_key_value(query_str, key, value, sizeof(value)) == ESP_OK) {     printf("value=%s\n", value); } else {     printf("key not found\n"); }  

4. 获取get参数示例

下面定义的 handler 演示了如何从请求参数里解析 字符串param1和整型变量param2:

 esp_err_t index_handler(httpd_req_t *req) {      char* query_str = NULL;      char param1_value[10] = {0};      int param2_value=0;       query_str = strstr(req->uri, "?");      if(query_str!=NULL){          query_str ++;          httpd_query_key_value(query_str, "param1", param1_value, sizeof(param1_value));          char param2_str[10] = {0};          httpd_query_key_value(query_str, "param2", param2_str, sizeof(param2_str));          param2_value = atoi(param2_str);      }       char resp_str[50] = {0};      snprintf(resp_str, sizeof(resp_str), "param1=%s, param2=%d", param1_value, param2_value);     httpd_resp_send(req, resp_str, strlen(resp_str));     return ESP_OK; } 

5. 获取post参数示例

下面的示例代码中根据httpd_req_t的content_len来分配一个缓冲区,并解析请求中的POST参数:

  esp_err_t post_demo_handler(httpd_req_t *req) {     char post_string[64];     int post_int=0;      if (req->content_len > 0)     {         // 从请求体中读取POST参数         char *buf = malloc(req->content_len + 1);         int ret = httpd_req_recv(req, buf, req->content_len);         if (ret <= 0)         {             // 接收数据出错             free(buf);             return ESP_FAIL;         }         buf[req->content_len] = '\0';          // 解析POST参数         char *param_str;         param_str = strtok(buf, "&");         while (param_str != NULL)         {             char *value_str = strchr(param_str, '=');             if (value_str != NULL)             {                 *value_str++ = '\0';                 if (strcmp(param_str, "post_string") == 0)                 {                     strncpy(post_string, value_str, sizeof(post_string));                 }                 else if (strcmp(param_str, "post_int") == 0)                 {                     post_int = atoi(value_str);                 }             }             param_str = strtok(NULL, "&");         }          free(buf);     }      // 将结果打印输出     printf("post_string=%s, post_int=%d\n", post_string, post_int);      // 返回成功     httpd_resp_send(req, NULL, 0);     return ESP_OK; }    httpd_uri_t post_uri = {          .uri = "/post",          .method = HTTP_POST,          .handler = post_demo_handler,          .user_ctx = NULL  }; 

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