智能家居网络系统的设计

今天开始学习制作智能家居网络系统，这个项目相对简单的多，但对于新手还是有难度的，所以今天我写出来，尽我最大努力写详细一点，单本人能力实在是有限，文章中肯定会出现很多错误，望大家指出来，一定改正。

讲解过程中所涉及全部代码下载地址：智能家居网络系统.rar

写制作过程之前我先讲解一下基本的框架和思路。（主要是框架，自己掌握知识了自己就可以添加其他的功能，比如显示温度湿度，气体浓度，光照强度，摄像头模块，这些都只需要添加相应的驱动就可以了，其他的基本一样）。

首先在开发板上搭建好服务器，然后自己写一个HTML表单，HTML主要是用来作为人际界面来交互信息，比如账户登陆，数据显示，传递数据，仅仅是一个界面，这些数据是要用一个叫CGI脚本文件来处理的，脚本文件怎么源程序里面是有的，CGI脚本文件是可以嵌套的，这些都是放在服务器端，只要服务器运行boa服务器就可以在局域网任意一台电脑访问这个服务器的IP地址来访问这个网页，在网页上输入账户，密码在进入到控制界面，这些数据处理全是放在脚本文件，里面有一些配置文件，下面我们来具体分析下这些代码。

！！！在做这个项目的前提是你的开发板能够正常跑起来，不管你是什么开发板，这里对开发板没有任何要求。

首先是搭建boa服务器：

下载boa源码，boa-0.94.13

# tar -xzvf boa-0.94.13.tar.tar 

# cd boa-0.94.13/src/

# ./configure 

# vi Makefile         // : = gcc 和 CPP = gcc -E, 后 改 成 : = arm-Linux-gcc 和CPP =arm-linux-gcc   -E

#vi src/compat.h      /*把 120 行改为如下内容:   #define TIMEZONE_OFFSET(foo) foo->tm_gmtoff*/

# vi boa.c 

/*

if (setuid(0) != -1) {
DIE(”icky Linux kernel bug!”);
}
即修改为:
#if 0
if (setuid(0) != -1) {
DIE(”icky Linux kernel bug!”);
}
#endif

*/

/*下面红色这部分有些系统需要修改，有些不需要修改，你可以先不加，如果出错了在修改，错误打印在日志文件中*/

 if (passwdbuf == NULL) {
            DIE("getpwuid");
        }
        if (initgroups(passwdbuf->pw_name, passwdbuf->pw_gid) == -1) {
            DIE("initgroups");
        }
#endif

#if 0

 if (passwdbuf == NULL) {
            DIE("getpwuid");
        }
        if (initgroups(passwdbuf->pw_name, passwdbuf->pw_gid) == -1) {
            DIE("initgroups");
        }
#endif

#endif

#make   

#arm-linux-strip boa            /* 这里的优化就是去除 boa 中的调试信息: */

把boa复制到根文件系统usr/bin目录下,这是一个应用程序。

配置boa.conf文件：

1 去掉boa.conf  ServerName www.your.org.here 前的注释#
2 修改访问权限：修改User nobody 为 User 0 ; 修改Group nogroup 为 Group 0
3，修改DocumentRoot为DocumentRoot   /etc/boa/www        /* 存放网页的地方 */

DirectoryIndex index.html                            /* 网页名字，和这里要保持一致 */
ScriptAlias /cgi-bin//etc/boa/cgi-bin/       /* 存放cgi脚本的位置 */

4：在开发板/etc创建boa,在boa下创建www（用来放网页文件）和cgi-bin两个文件夹，并复制boa.conf到boa下， 
在var文件下建立/log/boa文件下（这两个下面放ErrorLog /var/log/boa/error_log  AccessLog /var/log/boa/access_log
）

拷贝PC上/etc/mime.types文件到开发板/etc目录下

现在boa服务器就搭建成功了，你可以拷贝 一个网页命名为index.html到开发板的/etc/boa/www下，记得把这些文件加可执行权限，在pc机上访问我们开发板，输入210.41.141.155(我的开发板ip是这么多，你只需要改成你的就可以了，但是移动要开发板和Pc机在同一个网段)就可以显示你写的网页了。

下面的代码是我一年前写的，现在回想起来确实出现了很多错误，内容显得累赘。当时自己对web前端不是很了解，所以很多简单的用法不是很会，正如有句话说的好，你今天在满意的节作到了明天再来回首，你仍然会觉得很多地方不足，需要改进。上面代码是可以使用的，这里我也就不更新代码了，在这个项目当中能够使用就行。如果需要精简代码我相信也难不倒在做的各位IT精英们。

下一编文章中我们将介绍怎么写html网页编写，主要用来人机界面来控制开发板的外设。

这一篇文章我将讲解html网页编程的基本规范，其实在我的html网页基础里面也讲解的很明白，这里我大概讲一下基本用法。下面写把代码写上来然后在一步一步讲解,后面的注释一定不要添加进去！！！

                           /* 网页固定格式 */
  /* 网页头部 */
/* 网页上的标题栏 */

/* 网页背景图片./image/back.jpg是存放的路径，*/

   /* 网页上的字体居中显示红色 */
            /* 为了方便布局加的空格 */
         
         
智能网络家居系统

                         /* 网页上的字体居中 */
           
         
         
         

请登录

  /* 创建form表单设置第一条脚本路径和名字，post方式 */
         
         
         
         
         
         
用户名：

 /* 输入你的登录账户，字符串存放在name */
         
         
         
         
         
         
密  码：  


/* 输入你的登录密码 ,字符串存放在password*/
         
         
         
         
         
         
         /* 登录提交按钮,这是html基本格式，这里不详解了 */
   
      /* 重新输入按钮 */

       /*下面都是一些字体的显示，和前面基本一样的*/

            
         
         
         
         
         
智能网络家居系统项目 基于FL2440制作

         
         
         
         
         
         
2015-08-11  by 网络人VS灰鸽子

            
         
         
         
         
         
个人博客：http://blog.csdn.NET/qq_21792169

在这里网页就写完了，其实网页也挺简单的，我们的主要工作是放在cgi脚本的处理，这里才是重点，我们可以测试下，./image/back.jpg，你可以在开发板上/etc/boa/www下创建一个image文件夹，该文件加专门用来存放图片，这里要可开始背景图片路径对应，不然网页找不到图片的位置。

然后开PC机上访问开发板的IP地址就OK了。

下文在是这个项目的核心内容，对C库函数，Java脚本，放心我都会总体讲解，主要还是框架,不懂发邮箱给我。

<三>

我还是按照这个程序的顺序来讲解，方便大家理解 一点，在这里得说明下boa服务器只是一个平台，只要搭建好了就可以不用去管它，我们只需要写cgi-bin和html文件，我们在上一篇文章中网页已经做好了，当我们点击提交按钮的时候，程序会去执行/etc/boa/cgi-bin目录下的login.cgi脚本文件，（为什么是这个文件，我们在上篇文章已经制定了这个脚本来处理数据），下面我们就来写这个脚本程序。

login.c文件：

#include
#include

int main(void)
{
char *str_len=NULL;
int len=0;
char buf[100]="";
char user[20]="";
char passwd[20]="";

printf("%s\r\n\r\n","Content-Type:text/html");    /*固定格式，不用去管他，但是注意这条语句前后要空两行*/
printf("\n\n
\n"); /* 可以用printf打印网页,但是要按照 html格式打印，也可以网页保存在一个数组中来打印，后面文章中将会讲解,这里是打印新网页的标题*/
str_len = getenv("CONTENT_LENGTH");/* 这个很重要获取环境变量，是获取我们开始登陆信息 */
if( (str_len==NULL)  || (sscanf(str_len, "%d", &len)!=1) || (len>80) )  /*这里注意下sscanf的用法*/
printf("sorry!error!");
fgets(buf, len+1, stdin);
sscanf(buf, "name=%[^&]&password=%s", user,passwd);   /*把用户名保存在user中，把账户保存在passwd，观察这里的name，password。这里不是和网页里面设置的变量对应起来了么，这里只是提取出来吧了*/

if( (strncmp(user,"root",4)==0) && (strncmp(passwd, "111111", 6)==0) )/* 比较登陆用户是否正确 */
{
printf("");/* 调用一个新的main.cgi脚本 */
}

else
printf("

Sorry! 用户名或密码错误！");
return 0;
}

编译：# arm-Linux-gcc login.c -o login.cgi  (后面我会统一写进一个Makefile中)

在这一章可以这样测试，你在if( (strncmp(user,"root",4)==0) && (strncmp(passwd, "111111", 6)==0) )下面添加打印语句密码正确，和密码错误测试。注释掉打印脚本的那条语句，因为你都还没有写这个脚本，你怎么跳转呢。一定要把脚本文件复制到/etc/boa/cgi-bin目录下面，这是我们之前搭建boa服务器时候规定的文件加。

<四>

上一篇文章我们刚好可以登录用户了，如果登录成功就是调用main.cgi这个Java脚本在这一小节中我们就来学习main.c这个文件。

在这里我得强调一下，在网页中控制开发板上的开设，这个项目在所有开发板上基本通用，只是你的外设驱动程序不一样吧了，这里我写出我开发板上led驱动程序,如果你在网页上想显示温度，气体浓度，这需要加相应传感器和驱动就可以了，不同内核有可能用函数或者宏不一样，自己做相应的修改就好了。

led_drv.c驱动程序：（既然你都开始做项目了，我相信这个驱动程序应该难不倒你吧）

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#define DEVICE_NAME "led1"

static struct class *led_1;   /* 定义一个；类，用来自动创建设备节点 */

static unsigned long led_table [] = {
S3C2410_GPB5,
S3C2410_GPB6,
S3C2410_GPB8,
S3C2410_GPB10,
};
static unsigned int led_cfg_table [] = {
S3C2410_GPB5_OUTP, //0x01<<10 defined in refg-gpio.h
S3C2410_GPB6_OUTP,
S3C2410_GPB8_OUTP,
S3C2410_GPB10_OUTP,
};
static int s3c2440_leds_ioctl( struct inode *inode, struct file *file,unsigned int cmd,unsigned long arg)
{
switch(cmd) {
case 0:
case 1:
   if (arg > 4) 
   {
   return -EINVAL;
   }
s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], !cmd);
return 0;
default:
return -EINVAL;
}
}

static struct file_operations s3c2440_leds_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.ioctl = s3c2440_leds_ioctl,
};

static int major;
static int __init s3c2440_leds_init(void)
{
  int i;
 major= register_chrdev(0, DEVICE_NAME, &s3c2440_leds_fops);  /* 自动分配主设备号 */
  led_1 = class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME);               /* 创建一个类 */
device_create(led_1, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "led");/* 在类下面创建一个设备节点，名字为led,应用程序就可以调用open("/dev/led", O_RDWR来访问驱动程序。 */


for (i = 0; i < 4 ; i++) 
{
s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i], led_cfg_table[i]);//设置输出输入
s3c2410_gpio_setpin(led_table[i], 1);
}

printk(DEVICE_NAME " initialized\n");
return 0;
}
static void __exit s3c2440_leds_exit(void)
{
unregister_chrdev(major, DEVICE_NAME);        /* 取消注册 */
device_destroy(led_1,MKDEV(major, 0));            /* 删除类下面的设备节点 */
class_destroy(led_1);/* 删除类 */
}
module_init(s3c2440_leds_init);
module_exit(s3c2440_leds_exit);
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
  
上面是我led驱动程序，在main.cgi中会用到。下面我们来看看main.c怎么编写的。

main.c文件：

#include
#include
#include
#include

void config(int *led_config,int led_num);          /* led配置文件 */
void led_fun(int *led_config); /*调用led驱动函数*/

int main()
{
int led_num=0;
int led_config[4]={0,0,0,0};
FILE *fp_html;
char buf[512]="";
char *len;
printf("%s\r\n\r\n","Content-Type:text/html");
len = getenv("CONTENT_LENGTH");
if(len != NULL)
{ 
unsigned int content_len = 0;
char *data;
content_len = atoi(len);
data = malloc(content_len + 1);
read(0, data, content_len);
sscanf(data,"led%d",&led_num);   /* 把那个led状态改变读出来 */
free(data);
}
else 
{
led_num=0;
}
config(led_config,led_num);

led_fun(led_config);
if( (fp_html=fopen("main_html","r")) == NULL)   /*这里注意，我们不能再写一个html网页，只能通过printf来打印一个网页，为了方便，我们把这个网页读取出来放在一个数组中，在用printf来打印，这个网页是我们用来人机控制界面，开始我们设置了一个用户登录界面*/
{
exit(1);
}
while(fgets(buf,512,fp_html))
{

if(strncmp(buf,"$FLAG4$",7)==0)  /* 这里用到一个变量 */
{
int i=0;
for(i=0; i < 4; i++)
{
if(led_config[i]==0)
{
printf("");/* 图片的切换 */
}
else 
{
printf("");
}
}
}


else 
printf("%s",buf);
}
return 0;  
}


void config(int *led_config,int led_num)
{
FILE *fp;
if((fp=fopen("config.ini","r+"))==NULL)  /*这里很重要，开始我实现这个功能的时候，总是不成功，后来找到原因了，当我们点击网页上的按钮时候，这个脚本就会重新刷新一次，从开始重新执行，我们的led状态就会恢复初值，后来才想到一个办法，把led的状态保存在一个配置文件config.ini中，*/
{
printf("

fopen Error!Return/a>");
exit(1);
}
fscanf(fp,"led1=%d,led2=%d,led3=%d,led4=%d",led_config,led_config+1,led_config+2,led_config+3);

/* fscanf是把配置文件的状态读取出来，来控制led */

if(led_num > 0)
{
if(led_config[led_num-1]==1)
{
led_config[led_num-1] = 0;
}
else 
{
led_config[led_num-1] = 1;
}
fseek(fp,7*(led_num-1)+5,SEEK_SET);
fprintf(fp,"%d",led_config[led_num-1]);  /* 把改变的状态重新存放在配置文件，注意看文件句柄fp */
}
fclose(fp);
}

void led_fun(int *led_config)
{
unsigned int led_num = 0;
int led_fd = open("/dev/led", O_RDWR);   /* 打开驱动程序 */

for (led_num = 0; led_num < 4; led_num++)    /*传入我们的led配置文件*/
{
ioctl(led_fd, led_config[led_num], led_num);
}
close(led_fd);
}

<五>

led配置文件：

config.ini:

led1=0,led2=1,led3=0,led4=1                      /* 这个可以自己设置led初始状态,但是一定要按照这个格式写，因为我们

main.cgi中读取配置文件就是按照的这种格式 */

main_html文件编写如下：

 

智能网络家居系统

温    度
$FLAG1$

湿    度
$FLAG2$

粉尘浓度
$FLAG3$

   

电灯控制

$FLAG4$


　　
　　
　　
　　

                           

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攀枝花学院 2015-08-11 @四川

Makefile的编写如下：
obj-m :=led_drv.o
KERNELDIR ?= /home/work/Linux/linux-2.6.28.7        /* 编译驱动的时候取药制定内核的路径 */
PWD := $(shell pwd)
default:
        arm-linux-gcc login.c -o login.cgi                          /* 编译脚本文件 */
        arm-linux-gcc main.c -o main.cgi /* 编译脚本文件 */
        $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules   /* 编译驱动 */
clean:
        rm -f  *o  *.mod.o  *mod.c  *.symvers *.order  *.cgi 

在这里说一下，我只给大家提供思路，基本框架是这样的，具体细节还是得靠大家去学习，眼睛痛的不行，需要休息下，所以就冲冲结束了，需要添加其他的功能也可以自己添加，比如摄像头，温度，湿度，GPS定位系统设计。这些我写出来的话估计得花一周，写这个只能家居网络系统设计主要给大家一个思路，如果发现错误，希望读者告知一声，小弟一定改动。补充一下这个用到的JavaScript可以用CSS代替，这个是以前做的智能家居网络系统，很多地方不是很成熟，很多地方写得不是很简洁，我也不想用我学的新知识来重新写这些代码，比较时间还是有限。如果代码有地方不是很清楚的可以看源码，源码的下载地址在第一篇文章已经给出来了，如果制作过程性遇到什么问题可以邮箱跟我，相互学习。