14.3. Управление платой Arduino по сети

Теперь, когда код сервера работает, и ваша плата Arduino подключена к сети с действительным IP-адресом, вы можете с помощью браузера получить к ней доступ и осуществлять управление. Сначала сделаем это по локальной сети, а затем воспользуемся переадресацией портов на вашем роутере для доступа к плате Arduino из внешней сети.

14.3.1. Управление платой Arduino по локальной сети

Чтобы убедиться, что веб-интерфейс работает должным образом, проверьте, что ваш компьютер подключен к той же сети, что и плата Arduino (через Wi-Fi или Ethemet). Откройте ваш браузер и введите в адресную строку IP-адрес из предыдущего раздела. В результате должна открыться HTML-страница, созданная ранее.

Попробуйте нажать кнопки для включения/выключения цветов RGB-светодиода.

Переместите ползунок и нажмите кнопку установки частоты динамика. Плата Arduino должна отреагировать на ваши действия. Если открыть монитор последовательного порта Arduino IDE, вы увидите вывод в него отладочной информации.

Обратите внимание, что переменные передаются на сервер Arduino методом GET через адресную строку браузера (рис. 14.5).

Если управление платой Arduino по локальной сети проходит успешно, можно перейти к следующему разделу, чтобы управлять платой Arduino из любой точки мира.

- 314 -

Рис. 14.5. Управление платой Arduino через веб-интерфейс и вывод отладочной информации в последовательный порт

ПРИМЕЧАНИЕ

Видеоурок, демонстрирующий управление платой Arduino по локальной сети, можно посмотреть на странице http://www.exploringarduino.com/content/ch14. Этот видеофайл доступен также на сайте издательства Wiley.

14.3.2. Организация доступа к плате Arduino из внешней сети

В предыдущем разделе мы научились управлять платой Arduino из любой точки локальной сети, поскольку IP-адрес платы находился за маршрутизатором. Если требуется связать плату Arduino с компьютерами за пределами вашей локальной сети, следует воспользоваться передовыми технологиями, позволяющими получить доступ к устройству через ваш маршрутизатор из внешней сети.

- 315 -

Чтобы сделать это, нужно осуществить три действия:

1. Зарезервировать локальный адрес DHCP, используемый платой Arduino.

2. Перенаправить внешний порт на маршрутизаторе к внутреннему порту платы Arduino.

3. Подключить маршрутизатор к службе DNS.

ВНИМАНИЕ!

Последовательность действий зависит от типа маршрутизатора. Я буду опускать подробности, т. к. предполагаю наличие у вас некоторых знаний по администрированию маршрутизатора. Подробные указания для конкретного маршрутизатора можно отыскать в Интернете. Если это ваш первый опыт администрирования маршрутизатора, то можно нарушить настройки домашней сети. Некоторые маршрутизаторы даже не поддерживают все функции, необходимые для включения переадресации портов и динамического обновления DNS. Если вы совсем не знакомы с сетевым администрированием, ограничьтесь доступом к плате Arduino из локальной сети.

Вход в панель администрирования маршрутизатора

Сначала необходимо войти в панель администрирования маршрутизатора. URL-адресом панели администрирования является IP-адрес шлюза для вашей сети. Почти во всех конфигурациях домашних сетей это первые три значения локального IP-адреса платы Arduino, разделенные точками и дополненные единицей. Если, например, IP-адрес вашей платы Arduino равен 192.168.0.9, то ваш адрес шлюза, скорее всего (но не обязательно), будет 192.168.0.1. Попробуйте ввести этот адрес в адресную строку браузера, чтобы увидеть окно входа в систему. Введите учетные данные для входа к странице администрирования маршрутизатора ( это не данные для беспроводного соединения). Если вы никогда не меняли значения, заданные по умолчанию, то можете найти их в руководстве по настройке маршрутизатора.

Если этот IP-адрес не работает, придется назначить его вручную. В Windows можно вызвать командную строку и ввести в нее команду ipconfig. Используйте адреса шлюза по умолчанию для активного сетевого подключения. В ОС Mac выберите в меню Системные настройки пункт Сеть, нажмите кнопку Дополнительно, перейдите на вкладку TCP/IP и используйте значение адреса маршрутизатора. Если вы находитесь в Linux, откройте терминал, наберите route -n и задайте в качестве адреса маршрутизатора последний Gateway, отличный от нуля.

Резервирование IP-адреса для Arduino в DHCP

После того как вы окажетесь в консоли администратора маршрутизатора, необходимо зарезервировать адрес DHCP. При этом гарантируется, что каждый раз при подключении к маршрутизатору устройства с определенным MAC-адресом ему будет присвоен одинаковый локальный IP-адрес. При резервировании IP-адреса DHCP никогда не отдаст этот адрес клиентам с MAC-адресом, отличным от указанного, даже если клиент с зарезервированным адресом в настоящее время не подключен к маршрутизатору. Резервируя в DHCP IP-адрес платы Arduino, вы всегда будете иметь возможность направить трафик к нему на следующем шаге.

- 316 -

Как только вы найдете эту опцию, зарезервируйте текущий IP-адрес платы Arduino, назначив ее MAC-адрес, установленный в предыдущей программе. Для применения настройки необходима перезагрузка маршрутизатора. Убедитесь в правильности настройки, перезагрузив маршрутизатор и посмотрев, что Arduino получает тот же IP-адрес после восстановления.

ПРИМЕЧАНИЕ

Аналогичного эффекта можно добиться, назначив плате Arduino статический IP (не используя DHCP) в программе. Узнать, как это сделать, вы можете на странице

http://arduino.cc/en/Reference/EthernetlPAddress.

Перенаправление порта 80 на плату Arduino

Теперь, когда у вас есть неизменный локальный IP-адрес для платы Arduino, необходимо перенаправить входящий интернет-трафик на внутренний IP-адрес. Port

Forwarding- это прослушивание трафика на определенном порту маршрутизатора и перенаправление его на определенный внутренний IP-адрес. Порт 80 по умолчанию предназначен для НТТР-связи. Найдите пункт Port Forwarding в панели администрирования маршрутизатора и назначьте перенаправление внешнего порта 80 на внутренний порт 80, на IP-адрес вашей платы Arduino. Если маршрутизатор определяет диапазон для портов, просто выберите опцию 80-80. Теперь весь трафик к маршрутизатору через порт 80 будет идти на вашу плату Arduino.

Обновление динамического DNS

Последний шаг - получение доступа к маршрутизатору из сети Интернет. Возможно, у вас задан статический глобальный IP-адрес. Это бывает довольно редко для домашних интернет-соединений, но все же иногда встречается. Если вы знаете статический IP, то можете получить доступ к этому IP-адресу из любой точки мира и направить трафик на плату Arduino. Можно даже приобрести доменное имя и настроить серверы DNS на ваш IP-адрес.

Но может оказаться, что у вас динамический глобальный IP-адрес. Провайдер, скорее всего, меняет ваш IP-адрес один раз в несколько дней или недель. Таким образом, даже если удастся выяснить ваш глобальный IP-адрес на сегодняшний день и получить доступ к Arduino через этот IP-адрес, он может перестать работать завтра.

Способ решения этой проблемы - использование динамических служб IP. Эти службы запускают небольшую программу на маршрутизаторе, которая периодически проверяет ваш глобальный IP-адрес и сообщает его на удаленный веб-сервер.

Веб-сервер обновляет ваш поддомен (например, myarduino.dyndns.org), и вы всегда попадаете на глобальный IP-адрес маршрутизатора, даже если он изменяется.

DynDNS - это сервис, программное обеспечение которого встроено в большинство современных маршрутизаторов. Поищите на странице администрирования маршрутизатора, какой сервис DynDNS он поддерживает. Некоторые из них бесплатны, некоторые взимают ежегодную плату. Вы можете следовать инструкциям по установке в панели администрирования маршрутизатора, чтобы создать учетную запись с одной из этих служб и подключить его к маршрутизатору. В итоге вы сможете получить доступ к Arduino удаленно, даже с динамически меняющимся

- 317 -

глобальным IP-адресом. Если ваш маршрутизатор не поддерживает услуги DynDNS, имейте в виду, что некоторые сервисы предлагают услуги DynDNS клиентам, которые будут работать на компьютерах в вашей сети, а не на маршрутизаторе.

Как только будет определен ваш публичный IP-адрес (или динамически обновляемый URL ), его можно указать в вашем браузере и подключение к Arduino должно заработать. Дайте этот адрес другу, чтобы проверить функционирование удаленно.