通过网页控制嵌入式设备

什么是CGI？

CGI即通用网关接口（Common Gateway Interface），是一个Web服务器主机提供信息服务的标准接口。通过CGI接口，Web服务器就能够获取客户端提交的信息，转交给服务器端的CGI程序进行处理，最后返回结果给客户端。

根据CGI标准，编写外部扩展应用程序，可以对客户端浏览器输入的数据进行处理，完成客户端与服务器的交互操作。CGI规范定义了Web服务器如何向扩展应用程序发送消息，在收到扩展应用程序的信息后又如何进行处理等内容。

一般情况下，服务器和CGI程序之间是通过标准输入输出来进行数据传递的，CGI程序中的标准输出stdout是经过重定义了的，它并没有在服务器上产生任何的输出内容，而是被重定向到客户浏览器。

即我们的CGI程序是在我们的板子服务器里运行，但实际调用printf输出信息时并不会输出到我们的板子终端，而是输出到客户端浏览器。

CGI程序小例子

CGI程序可以使用多种语言来实现，这里我们选用我们比较熟悉的C语言来实现。先来看一个简单的示例：

「test.c：」

#include <stdio.h>
int main()
{
printf("Content-type: text/html\n\n") ; // 这一句是必须的，设定输出到HTML
printf("Hello CGI\n") ;
return 0;
}

利用交叉编译工具，编译上述文件：

arm-linux-xxxxx-gcc test.c -o test.cgi

把test.cgi程序传到开发板上的/www/cgi-bin目录

scp test.cgi root@192.168.31.12:/www/cgi-bin

修改权限；

chmod 777 test.cgi

浏览器进行访问：

http://192.168.31.12/cgi-bin/test.cgi

已经知道了CGI程序是什么了。下面我们来进行网页点灯。首先，需要说明的是，我们有两种方式来编写CGI程序。一种是借助环境变量来获取相关信息；另一种是使用CGIC库。

方法一：

对于CGI程序来说，它继承了系统的环境变量。CGI环境变量在CGI程序启动时初始化，在结束时销毁。当一个CGI程序不是被服务器调用时，它的环境变量几乎是系统环境变量的复制。当这个CGI程序被服务器调用时，它的环境变量就会多了以下关于服务器、客户端、CGI传输过程等项目。如：

方法二：

用C语言写CGI程序还可以有比较简单的方式，那就是我们可以借助使用第三方库CGIC（CGIC是一个功能比较强大的支持CGI开发的标准C库，并支持Linux, Unix 和Windows等多操作系统）来编写，省去了必须自己去遵循CGI规范来编码的痛苦。

CGIC库下载地址：

https://github.com/boutell/cgic

首先，我们需要点灯，自然需要先设计一个简单的led.html网页。我们要通过网页控制开发板上的led，需要两条信息：led的序号及led的状态。在网上找到了现成的html代码，稍微修改一下就直接拿来用了（文末给出参考的博客）。

led.html：

<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />
<title>led control</title>
</head>
<body>
<h1 align="center">基于ARM的web控制LED灯</h1>

<form action="/cgi-bin/led.cgi" method="get">
<p align="center">Web端的led的控制测试</p>
<p align="center">请输入需要控制的led <input type="text" name="led_num"/></p>
<p align="center">请输入控制led的动作 <input type="text" name="led_state"/></p>
<p align="center"><input type="submit" value="sure"/>
<input type="reset" value="back"/>
</p>
</form>
</body>
</html>

把led.html放到我们开发板上的/www/中，通过浏览器访问：

http://192.168.1.8/led.html

实际效果如：

下面我们编写我们的CGI程序。

「方法一：借助环境变量来获取相关信息。」

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/limits.h>
#include <errno.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
int led_num,led_state;
char *data;
printf("Content-type: text/html;charset=utf-8\n\n");
printf("<html>\n");
printf("<head><title>cgi control led web</title></head>\n");
printf("<body>\n");
printf("<p>led is setted successful! you can watch the led's change</p>\n");
printf("<p><a herf=led.html><button>get back</button></a></p>\n");
printf("</body>\n");
data = getenv("QUERY_STRING"); //getenv()读取环境变量的当前值的函数
if(sscanf(data, "led_num=%d&led_state=%d", &led_num, &led_state) != 2)
{ //利用sscnaf（）函数的特点将环境变量分别提取出led_num和led_state这两个值
printf("<p>please input right");
printf("</p>");
}
printf("<p>led_num = %d,led_state = %d</p>", led_num, led_state);
if(led_num < 2 || led_num > 5)
{
printf("<p>Please input 2<=led_num<=5!");
printf("</p>");
}
if(led_state>1)
{
printf("<p>Please input 0<=led_state<=1!");
printf("</p>");
}
printf("</html>\n");
return 0;
}

这里的getenv函数就是获取环境变量当前值的函数，其中，各环境变量的意义可以参考上面的表。这里的QUERY_STRING环境变量就是采用GET时所传输的信息。在这个例子中就是：

led_num=3&led_state=1

上面的CGI程序把收到网页发送过来的led_num及led_state的至再使用printf返回至网页中显示。从网页中也可以看到相关信息，整个流程也就打通了。

「方法二：使用CGIC库。」

第二种方法我们使用CGIC库来编写我们的CGI程序。首先我们需要下载CGIC库，下载地址如：

https://github.com/boutell/cgic

下载得到：

整个包的内容不多，就几个文件。其中：

cgic.c 函数库。
capture.c 一个很简单的CGI例子。仅仅输出两行提示文字。
cgictest.c 一个演示读取form表单数据的CGI例子。

因为我们的CGI程序要运行在我们的arm板中，当然要交叉编译，首先需要修改Makefile文件，需要修改如下几处内容：

「第①个修改点：」

CFLAGS=-g -Wall
CC=gcc
AR=ar
RANLIB=ranlib
LIBS=-L./ -lcgic

修改为：

CFLAGS=-g -Wall
CC=arm-linux-gnueabihf-gcc
AR=arm-linux-gnueabihf-ar
RANLIB=arm-linux-gnueabihf-ranlib
LIBS=-L./ -lcgic

「第②个修改点：」

gcc cgictest.o -o cgictest.cgi ${LIBS}

修改为：

arm-linux-gnueabihf-gcc cgictest.o -o cgictest.cgi ${LIBS}

「第③个修改点：」

gcc capture.o -o capture ${LIBS}

修改为：

arm-linux-gnueabihf-gcc cgictest.o -o cgictest.cgi ${LIBS} capture.o -o capture ${LIBS}

「第④个修改点：」

gcc -D UNIT_TEST=1 cgic.c -o cgicunittest

修改为：

arm-linux-gnueabihf-gcc -D UNIT_TEST=1 cgic.c -o cgicunittest

这里我的编译器是arm-linux-gnueabihf-gcc，大家需根据自己的实际环境进行修改。

make编译得到cgictest.cgi及capture程序，大家可以自行传到板子上进行测试。下面我们在这个文件夹下新曾一个led.c文件，用于编写我们的leg cgi程序：

#include "cgic.h"
// cgic程序以cgiMain作为入口点, cgic的函数库会自动把cgiMain连接到相应的main()上去
int cgiMain()
{
char led_num[10];
char led_state[10];
cgiFormString("led_num", led_num, 10); // 从表单中的led_num字段获取值存入到led_num
cgiFormString("led_state", led_state, 10);// 从表单中的led_state字段获取值存入到led_state
cgiHeaderContentType("text/html"); // 设定输出的内容格式这里我们要输出HTML
fprintf(cgiOut,"<title>LED Test</title>");
fprintf(cgiOut,"<p>recv from arm:</p>");
fprintf(cgiOut,"led_num: %s", led_num);
fprintf(cgiOut,"<br>");
fprintf(cgiOut,"led_state: %s", led_state);
return 0;
}

修改Makefile，把我们的led.c也加入编译。编译得到led.cgi，传入到板子中的/www/cgi-bin文件夹下：

浏览器访问：

http://192.168.1.8/led.html

led cgi程序可以正确地解析led_num及led_state。

这个目录架构可以根据目标开发板上的文件系统的实际情况进行调整，具体的调整方法就是通过去修改boa.conf配置文件去实现的。

boa.conf配置文件

#boa服务器监听客户端所用的端口
Port 80

#服务器绑定的IP地址，注释掉表示绑定到INADDR_ANY，适配服务器所有的IP
#Listen 192.68.0.5

#服务器运行的用户和组
#User 0 表示root用户
User 0
#Group o 表示root组
Group 0

#当服务器发生问题时发送报警的email地址
#ServerAdmin root@localhost

#错误日志文件存储的位置，可以根据部署在目标开发板的实际位置来调整。
ErrorLog /var/log/boa/error_log
#访问日志文件的位置，可以根据部署在目标开发板的实际位置来调整。
AccessLog /var/log/boa/access_log

#是否使用本地时间。如果没注释掉，则使用本地时间。注释掉则使用UTC时间
#UseLocaltime

#是否记录CGI运行信息
#VerboseCGILogs

#服务器名字
ServerName www.your.org.here

#是否启动虚拟主机功能，即设备可以有多个网络接口，每个接口都可以拥有一个虚拟的Web服务器
#VirtualHost

#非常重要，boa服务器的根目录，也就是通过浏览器输入的服务器IP地址所能访问到的目录，html文件，cgi程序都部署在这个目录下
DocumentRoot /var/www

#如果收到一个用户请求的话，在用户主目录后再增加的目录名
UserDir public_html

#HTML目录索引的文件名
DirectoryIndex index.html

#一个连接所允许的HTTP持续作用请求最大数目
KeepAliveMax 1000

#HTTP持续作用中服务器在两次请求之间等待的时间数，以秒为单位，超时将关闭连接
KeepAliveTimeout 10

#指明mime.types文件位置
MimeTypes /etc/mime.types

#文件扩展名没有或未知的话，使用的缺省MIME类型
DefaultType text/plain

#提供CGI程序的PATH环境变量值
CGIPath /bin:/usr/bin:/usr/local/bin

#为路径加上别名
Alias /doc /usr/doc

#指明CGI脚本的虚拟路径对应的实际路径
ScriptAlias /cgi-bin/ /var/www/cgi-bin/