ESP32 IDF创建WEB SERVER的流程

CHANBAEK 2023-03-13 4111

CHANBAEK

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描述

一、ESP32 IDF创建WEB SERVER的流程

1. 配置web服务器

在ESP-IDF中，Web服务器使用httpd组件实现。我们需要先创建httpd_config_t结构体，指定服务器的端口、最大并发连接数、URI匹配处理器等选项。然后，我们通过调用httpd_start函数来启动Web服务器。

httpd_config_t config = HTTPD_DEFAULT_CONFIG();
httpd_handle_t server = NULL;

// 设置服务器端口为80
config.server_port = 80;

// 创建HTTP服务器句柄
if (httpd_start(&server, &config) != ESP_OK) {
    printf("Error starting server!\\n");
    return;
}

在这个示例中，我们首先使用HTTPD_DEFAULT_CONFIG宏创建默认的Web服务器配置。接着，我们将服务器端口设置为80，创建HTTP服务器句柄，并启动Web服务器。

2. 注册 URI处理器

在Web服务器启动后，我们需要为不同的URI注册处理器函数。当Web服务器接收到请求时，会根据请求的URI选择相应的处理器函数进行处理。在ESP-IDF中，我们可以使用

httpd_register_uri_handler函数注册URI处理器。该函数的原型如下：

esp_err_t httpd_register_uri_handler(httpd_handle_t hd, const httpd_uri_t *uri)

其中，hd参数为HTTP服务器句柄；uri参数为包含URI路径、HTTP方法、处理函数等信息的结构体指针。例如：

static esp_err_t hello_get_handler(httpd_req_t *req)
{
    char resp_str[64];
    httpd_req_get_url_query_str(req, resp_str, sizeof(resp_str));
    printf("query string: %s\\n", resp_str);
    httpd_resp_send(req, "Hello, world!", HTTPD_RESP_USE_STRLEN);
    return ESP_OK;
}

httpd_uri_t hello = {
    .uri       = "/hello",
    .method    = HTTP_GET,
    .handler   = hello_get_handler,
    .user_ctx  = NULL
};

if (httpd_register_uri_handler(server, &hello) != ESP_OK) {
    printf("Error registering URI handler!\\n");
    return;
}

3. 实现 URI处理器函数

在注册URI处理器后，我们需要实现对应的处理器函数。URI处理器函数的原型为：

typedef esp_err_t (*httpd_uri_func_t)(httpd_req_t *req);

其中，req参数为指向HTTP请求信息的结构体指针，包含了请求的各种参数和数据。

4. 处理HTTP请求

在URI处理器函数中，我们可以通过HTTP请求信息结构体指针httpd_req_t获取HTTP请求的各种参数和数据。以下是一些常用的HTTP请求处理函数：

  • httpd_req_get_hdr_value_str：获取HTTP请求头中指定字段的值（字符串格式）

  • httpd_req_get_url_query_str：获取HTTP请求URL中的查询参数（字符串格式）

  • httpd_query_key_value：解析HTTP请求URL中的查询参数，获取指定参数名的值（字符串格式）

  • httpd_req_recv：从HTTP请求接收数据

  • httpd_req_send：发送HTTP响应数据

  • httpd_resp_set_type：设置HTTP响应内容的MIME类型

  • httpd_resp_send_chunk：分块发送HTTP响应数据。

    例如，以下是一个URI处理器函数的示例，用于处理/echo路径的POST请求：

static esp_err_t echo_post_handler(httpd_req_t *req)
{
    char buf[1024];
    int ret, remaining = req->content_len;

    // 从HTTP请求中接收数据
    while (remaining > 0) {
        ret = httpd_req_recv(req, buf, MIN(remaining, sizeof(buf)));
        if (ret <= 0) {
            if (ret == HTTPD_SOCK_ERR_TIMEOUT) {
                // 处理超时
                httpd_resp_send_408(req);
            }
            return ESP_FAIL;
        }

        // 处理接收到的数据
        // ...

        remaining -= ret;
    }

    // 发送HTTP响应
    httpd_resp_set_type(req, HTTPD_TYPE_TEXT);
    httpd_resp_send(req, "Received data: ", -1);
    httpd_resp_send_chunk(req, buf, req->content_len);
    httpd_resp_send_chunk(req, NULL, 0);

    return ESP_OK;
}

5. 处理web socket连接

除了支持HTTP请求外，ESP-IDF的Web服务器还支持WebSocket连接。WebSocket是一种基于TCP的协议，可以提供双向通信功能。在ESP-IDF中，我们可以使用httpd_ws_frame_t结构体表示WebSocket帧，使用httpd_ws_send_frame_async函数异步发送WebSocket帧。

要处理WebSocket连接，我们需要为WebSocket URI注册专门的处理器函数，并在该函数中处理WebSocket连接的各种事件。

6. 注册 URI 处理函数

创建好HTTP服务器后，需要注册URI处理函数，以便处理客户端发送的请求。URI处理函数需要实现在HTTP请求中指定的URI。

在ESP-IDF中，可以使用

httpd_register_uri_handler()函数注册URI处理函数。该函数需要传入一个httpd_uri_t结构体作为参数，该结构体包含了URI路径和处理函数的信息。

例如，下面的代码注册了一个处理根目录的URI处理函数：

httpd_uri_t uri = {
    .uri       = "/",
    .method    = HTTP_GET,
    .handler   = hello_get_handler,
    .user_ctx  = NULL
};

httpd_register_uri_handler(server, &uri);

上面的代码注册了一个HTTP GET方法，URI路径为“/”的处理函数hello_get_handler。当客户端请求根目录时，HTTP服务器将调用hello_get_handler函数处理请求。

7. 启动HTTP服务器

在所有的URI处理函数都被注册后，可以调用httpd_start()函数启动HTTP服务器。

httpd_start(&server);

8. 发送响应

在URI处理函数中，可以使用httpd_resp_send()函数将响应发送回客户端。该函数需要传入一个httpd_req_t结构体作为参数，该结构体表示HTTP请求和响应。

例如，在上面的hello_get_handler处理函数中，可以使用httpd_resp_send()函数将“Hello, World!”字符串作为响应发送回客户端：

static esp_err_t hello_get_handler(httpd_req_t *req)
{
    const char* resp_str = "Hello, World!";
    httpd_resp_send(req, resp_str, strlen(resp_str));
    return ESP_OK;
}

9. 关闭 http 服务

使用httpd_stop()函数，该函数用于停止HTTP服务并释放所有资源。

// 创建HTTP服务
httpd_handle_t server = NULL;
httpd_config_t config = HTTPD_DEFAULT_CONFIG();
httpd_start(&server, &config);

// 关闭HTTP服务
httpd_stop(server);

二、本要主要使用API的说明

1. httpd_register_uri_handler

用于将HTTP请求的URI路由到处理程序。这个函数接收两个参数：httpd_handle_t类型的HTTP服务器句柄和httpd_uri_t类型的URI配置。

2. httpd_handle_t

httpd_handle_t是HTTP服务器的一个句柄，它是通过httpd_start函数创建的。而httpd_uri_t则定义了HTTP请求的URI信息，包括URI路径、HTTP请求方法和处理函数等。

3. httpd_query_key_value获取变量值

httpd_query_key_value 用于从查询字符串中获取指定键的值。查询字符串是指URL中?后面的部分，包含多个键值对，每个键值对之间使用&分隔。例如，对于以下URL：

http://192.168.1.1/path/to/handler?key1=value1&key2=value2

获取其中的：

esp_err_t httpd_query_key_value(const char *query, const char *key, char *buf, size_t buf_len);

这是一个使用示例：

char query_str[] = "key1=value1&key2=value2";
char key[] = "key1";
char value[16];

if (httpd_query_key_value(query_str, key, value, sizeof(value)) == ESP_OK) {
    printf("value=%s\\n", value);
} else {
    printf("key not found\\n");
}

4. 获取get参数示例

下面定义的 handler 演示了如何从请求参数里解析 字符串param1和整型变量param2：

esp_err_t index_handler(httpd_req_t *req)
{
     char* query_str = NULL;
     char param1_value[10] = {0};
     int param2_value=0;

     query_str = strstr(req->uri, "?");
     if(query_str!=NULL){
         query_str ++;
         httpd_query_key_value(query_str, "param1", param1_value, sizeof(param1_value));
         char param2_str[10] = {0};
         httpd_query_key_value(query_str, "param2", param2_str, sizeof(param2_str));
         param2_value = atoi(param2_str);
     }

     char resp_str[50] = {0};
     snprintf(resp_str, sizeof(resp_str), "param1=%s, param2=%d", param1_value, param2_value);
    httpd_resp_send(req, resp_str, strlen(resp_str));
    return ESP_OK;
}

5. 获取post参数示例

下面的示例代码中根据httpd_req_t的content_len来分配一个缓冲区，并解析请求中的POST参数：

esp_err_t post_demo_handler(httpd_req_t *req)
{
    char post_string[64];
    int post_int=0;

    if (req->content_len > 0)
    {
        // 从请求体中读取POST参数
        char *buf = malloc(req->content_len + 1);
        int ret = httpd_req_recv(req, buf, req->content_len);
        if (ret <= 0)
        {
            // 接收数据出错
            free(buf);
            return ESP_FAIL;
        }
        buf[req->content_len] = '\\0';

        // 解析POST参数
        char *param_str;
        param_str = strtok(buf, "&");
        while (param_str != NULL)
        {
            char *value_str = strchr(param_str, '=');
            if (value_str != NULL)
            {
                *value_str++ = '\\0';
                if (strcmp(param_str, "post_string") == 0)
                {
                    strncpy(post_string, value_str, sizeof(post_string));
                }
                else if (strcmp(param_str, "post_int") == 0)
                {
                    post_int = atoi(value_str);
                }
            }
            param_str = strtok(NULL, "&");
        }

        free(buf);
    }

    // 将结果打印输出
    printf("post_string=%s, post_int=%d\\n", post_string, post_int);

    // 返回成功
    httpd_resp_send(req, NULL, 0);
    return ESP_OK;
}


 httpd_uri_t post_uri = {
         .uri = "/post",
         .method = HTTP_POST,
         .handler = post_demo_handler,
         .user_ctx = NULL
 };

三、基本用法完整示例

接前文的项目代码示例，项目结构如下：

Web

本文主要是使用其中的web_server.c文件。

1. 加载http_server模块

在 CMakeLists.txt里写上 ：

idf_component_register(
	REQUIRES "esp_http_server"
)

2. 建立 web_server.h 头文件

#ifndef ESP32_LEARN_WEB_SERVER_H
#define ESP32_LEARN_WEB_SERVER_H
void http_server_task(void *pvParameters);
#endif //ESP32_LEARN_WEB_SERVER_H

3. web_server.c文件实现

#include "include/web_server.h"
#include 
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_log.h"
#include "esp_system.h"
#include "esp_netif.h"
#include "esp_http_server.h"
#include "string.h"
/* Define the server port number */
#define SERVER_PORT 80

/* Define the routes for the web server */
const  char *INDEX_HTML = "Hello, world";

/* Define the handler for the HTTP requests */
 esp_err_t index_handler(httpd_req_t *req)
{
    httpd_resp_send(req, INDEX_HTML, strlen(INDEX_HTML));
    return ESP_OK;
}

/* Define the HTTP server configuration */
 httpd_uri_t index_uri = {
        .uri = "/",
        .method = HTTP_GET,
        .handler = index_handler,
        .user_ctx = NULL
};

/* Define the HTTP server task */
 void http_server_task(void *pvParameters)
{
    httpd_handle_t server = NULL;
    httpd_config_t config = HTTPD_DEFAULT_CONFIG();
    config.server_port = SERVER_PORT;

    /* Start the HTTP server */
    if (httpd_start(&server, &config) == ESP_OK) {
        /* Register the routes */
        httpd_register_uri_handler(server, &index_uri);
        ESP_LOGI("HTTP_SERVER", "Server started");
    }

    /* Loop to keep the task running */
    while (1) {
        vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
    }
}

4. main.c 创建任务开启web server

#include 

#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"

#include 
#include "network/include/wifi.h"
#include "network/include/wifi_sta.h"
#include "network/include/wifi_ap.h"
#include "network/include/web_server.h"
static const char *TAG = "main";



void app_main()
{
    ESP_LOGE(TAG, "app_main");
    // 初始化NVS存储区
    esp_err_t ret = nvs_flash_init();
    if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) {
        ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
        ret = nvs_flash_init();
    }
    ESP_ERROR_CHECK(ret);

    // Wi-Fi初始化
    ESP_LOGI(TAG, "Wi-Fi initialization");
    wifi_initialize();

    wifi_init_softap();
    /* Start the HTTP server task */
    xTaskCreate(http_server_task, "http_server_task", 4096, NULL, 5, NULL);
    while (1) {
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
    }
}
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