PHP再学习3——RT Thread + LwIP提交表单，文本保存数据

1.前言

    最近迷恋WEB方面的技术，虽然自己是一个嵌入式工程师，但是我深知若需要把传感器终端的数据推送至“平台”必然会和WEB技术打交道。在工作中发现嵌入式工程师喜欢二进制形式的协议，例如MODBUS。虽然这些协议使用广泛，但是使用这些协议需要在服务器侧专门做一个复杂的解析程序，之后再把数据搬入数据库，这便带来了升级或修改的风险。如果可以使用现有的HTTP 表单手段或JSON+RESTFUL手段，是不是可以简化嵌入式推送数据至互联网的过程。答案当然是可以的，这里结合RTThread和LwIP尝试嵌入式单元向服务器提交表单的方法。

设计一个简单的例子，服务器侧包含一个save.php表单处理程序，通过该处理程序把客户端上传的ID和value存入文件中，除了保存ID和value之外，还增加当前的时间（ISO 8601格式）。客户端层使用STM32、ENC28J60、RT Thread和LwIP，组装HTTP请求且HTTP请求负载中包含ID和value的表单内容，客户端把HTTP请求发送给服务器从而完成表单的提交过程，该过程和浏览器提交表单相似。 使用这种方法可以简化服务器的处理过程，合理的利用当前的WEB技术。
【PHP学习笔记——索引博文】

2.PHP处理表单

PHP处理表单处理代码名为save.php

<?php
    if($fp = fopen('data.txt','a+')){
        // ISO 8601格式时间
        $time = date('c');
        $id = $_POST['id'];
        $value = $_POST['value'];
       
        // 写入时间，ID和传感器值
        fwrite($fp , $time."\t".$id."\t".$value."\r\n");
        // 关闭文件
        fclose($fp);
       
        // 输出写入文件的内容
        echo $time . "\t" . $id . "\t" . $value . "\r\n";
        // echo "OK\r\n";
    }else{
        echo "Fail\r\n";
    }
?>

【程序说明】

    $fp = fopen('data.txt','a+')  为文件打开和添加操作，在这里使用较为宽松的a+形式，可以在文件末尾增加内容，如果写入时文件不存在则新建文件，被提交的内容保存至data.txt，该文件和sava.php位于同一个目录，例如均位于web根目录。

fwrite($fp , $time."\t".$id."\t".$value."\r\n");  为文件写入操作，写入内容分别为当前时间，ID编号和传感器结果。写入时间采用ISO 8601格式，例如2013-12-24T22:03:09+08:00。写入的项目之间使用TAB符号分开。

在这里并没有处理表单提交内容异常的情况，去除这些部分使得代码更为简洁便于说明问题。

3.cURL提交表单

    编写好了PHP文件可以使用cURL工具检测程序是否运行正常。例如使用以下指令：

curl  --request POST --data "id=10&value=12.3" http://localhost/save.php

     执行该指令之后，在data.txt文件中会增加一条记录：

2013-12-25T20:03:29+08:00 10 12.3

4.LwIP提交表单

    通过cURL工具测试，PHP文件按照预想运行，那么可通过嵌入式提交表单，硬件采用STM32+ENC28J60，软件采用RT Thread和LwIP。表单的提交过程本质上为一个TCP Clinet过程，和TCP Client不同的是，提交的内容需要符合HTTP标准，需要使用POST方法。实例代码中，不停的提交一个名为value的变量，每提交一次变量value累加。

    【实例代码】

#include <rtthread.h>
#include <lwip/netdb.h>
#include <lwip/sockets.h>
#include <led.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
char remote_server[] = "192.168.1.106"; // 主机IP地址或主机域名
char remote_path[] = "/save.php"; // 文件地址
int id = 10;
int value = 20;
void tcpclient(const char* host_name, int port)
{
    (void)port;
    (void)host_name;
   
    int sock, bytes_received;
   
    // HTTP请求和HTTP响应 缓冲区
    char* http_request = rt_malloc(256);
    if (http_request== RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("No memory\r\n");return;
    }
    char* http_response = rt_malloc(512);
    if (http_response == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("No memory\r\n");return;
    }
   
    struct hostent *remote_host;
    remote_host = gethostbyname(remote_server);
    if( remote_host == NULL )
    {
        rt_kprintf("DNS Failed\r\n");return;
    }
   
    struct sockaddr_in remote_sockaddr;
    remote_sockaddr.sin_family = AF_INET;
    remote_sockaddr.sin_port = htons(80);
    // remote_sockaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.106");
    remote_sockaddr.sin_addr.s_addr =
                                *(unsigned long *)remote_host->h_addr_list[0];
    rt_memset(&(remote_sockaddr.sin_zero), 0, sizeof(remote_sockaddr.sin_zero));
   
    while(1)
    {
        // 第二步 创建套接字
        if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
        {
            rt_kprintf("Socket error\n");
            return;
        }
       
        // 第三步 连接remote
        if (connect(sock, (struct sockaddr *)&remote_sockaddr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)
        {
            rt_kprintf("Connect fail!\n");
            lwip_close(sock);
            return;
        }
       
        // Http内容，表单内容
        char http_content[64] = {0,};
        // 确定HTTP表单提交内容
        sprintf( http_content , "id=%d&value=%d" , id,value);
       
        // 确定 HTTP请求首部 例如POST /add.php HTTP/1.1\r\n
        char http_header[64] = {0,};
        sprintf( http_header , "POST %s HTTP/1.1\r\n",remote_path);
        strcpy( http_request , http_header ); // 复制到请求缓冲区中
       
        // Http属性
        char http_attribute[64] = {0,};
        // 增加属性 例如 Host:192.168.1.106\r\n
        sprintf( http_attribute , "Host:%s\r\n" , remote_server);
        strcat( http_request , http_attribute);
        memset( http_attribute , 0 , sizeof(http_attribute));
       
        // 增加提交表单内容的长度 例如 Content-Length:19\r\n
        sprintf( http_attribute , "Content-Length:%d\r\n" ,strlen(http_content) );
        strcat( http_request , http_attribute);
        memset( http_attribute , 0 , sizeof(http_attribute));
       
        // 增加表单编码格式 Content-Type:application/x-www-form-urlencoded\r\n
        strcat( http_request , "Content-Type:application/x-www-form-urlencoded\r\n");
        memset( http_attribute , 0 , sizeof(http_attribute));
       
        // HTTP首部和HTTP内容 分隔部分
        strcat( http_request , "\r\n");
       
        // HTTP负载内容
        strcat( http_request , http_content);
       
        // 发送Http请求
        send(sock,http_request,strlen(http_request), 0);
       
        // 获得Http响应
        bytes_received = recv(sock, http_response, 1024 - 1, 0);
        http_response[bytes_received] = '\0';
       
        // 分析和输出结果
        char* presult = strstr( http_response , "200 OK\r\n");
        if( presult != NULL )
        {
            rt_kprintf("Http Response OK [value:%d]\r\n",value++);
        }
           
        rt_memset(http_response , 0 , sizeof(http_response));
       
        // 关闭套接字
        closesocket(sock);
       
        // 延时5S之后重新连接
        rt_thread_delay( RT_TICK_PER_SECOND * 10 );
    }
}

【测试结果】

图1 串口输出结果

data.txt增加了以下记录

2013-12-25T20:27:30+08:00	10	20 
2013-12-25T20:27:40+08:00	10	21
2013-12-25T20:27:50+08:00	10	22
2013-12-25T20:28:00+08:00	10	23
2013-12-25T20:28:10+08:00	10	24
2013-12-25T20:28:26+08:00	10	25
2013-12-25T20:28:36+08:00	10	26

【代码说明】

【HTTP请求内容组装】

    首先需要确定HTTP请求内容，再确定HTTP请求头和属性部分。在这些过程中使用了很多C语言中字符串操作函数，例如sprintf，strcat，strcpy，memset等。

在HTTP请求头和HTTP负载内容之间存在一个空行(\r\n)。

【DNS域名解析】

    在HTTP请求发送之前需要进行DNS域名解析，此处虽然填入了IP地址但是为了向后兼容，先对主机地址或域名进行一次DNS解析。主机的IP地址存在于remote_host->h_addr_list[0]中，类型为无符号32位指针。

【套接字创建】

详见代码注释

【套接字连接、发送、接收和关闭】

详见代码注释

【HTTP响应解析】

    HTTP响应中也分为HTTP首部和HTTP负载，计算的结果位于HTTP负载部分，通过检测两部分之间的空行便可获得计算结果。在这里仅判断HTTP响应头部分的 200 OK，表示表单处理完成。

5.总结

    本例使用文件的方法暂时保存了传感器数据，但是该方法还存在一些缺陷，之后将会使用MySQL数据库保存传感器历史数据，通过表格或图表的方式显示。

6.参考资料

1.PHP再学习1——cURL表单提交、HTTP请求和响应分析

2.PHP再学习2——RT Thread + LwIP提交表单

3.cURL学习笔记