아두이노 - 웹 서버 다중 페이지 | Arduino - Web Server Multiple Pages

준비물

아두이노 우노 R4와 웹 서버에 대하여

아두이노 우노 R4와 웹 서버(핀아웃, 작동 방식 및 프로그래밍 포함)에 익숙하지 않다면, 다음 튜토리얼을 통해 배울 수 있습니다:

• How to get started with Arduino Uno R4
• Arduino - Web Server

아두이노에서 웹 서버가 작동하는 방법

웹 브라우저가 아두이노 보드에 HTTP 요청을 보낼 때, 아두이노는 다음 작업을 수행하도록 프로그래밍되어야 합니다:

• 웹 브라우저로부터 HTTP 요청을 수신할 수 있는 웹 서버를 만드세요.
• HTTP 요청을 받으면 요청 헤더의 첫 번째 줄을 읽으세요.
• HTTP 요청의 첫 번째 줄을 기반으로 요청을 라우팅하여 아두이노가 반환해야 할 웹 페이지를 결정하세요.
• (선택사항) 사용자가 보낸 제어 명령어를 식별하기 위해 HTTP 요청 헤더를 분석하세요.
• (선택사항) 받은 제어 명령어에 따라 아두이노에 연결된 장치들을 제어하세요.
• 다음을 포함하는 HTTP 응답을 웹 브라우저로 돌려보내세요:
• HTTP 응답 헤더.
• HTML 내용과 (해당되는 경우) 센서 데이터 또는 장치 상태를 포함하는 HTTP 응답 본문.

이러한 작업을 수행함으로써 아두이노는 HTTP 요청을 효과적으로 처리하고 웹 브라우저에 적절한 응답을 제공할 수 있으며, 이를 통해 웹 기반 제어 및 아두이노에 연결된 장치와의 상호작용이 가능해집니다.

라우팅 기능은 가장 중요한 작업으로 자세히 설명될 것입니다. 다른 부분들은 Arduino - Web Server 튜토리얼에서 다루어집니다. 라우팅 알고리즘을 이해하게 되면, 여러 페이지를 가진 웹 서버를 위한 전체 코드를 살펴볼 것입니다.

아두이노 웹 서버 - 라우팅 알고리즘

라우팅 기능을 위한 코드를 작성하기 전에, 아두이노에서 사용할 웹 페이지와 해당 HTTP 메소드의 목록을 만들어야 합니다. 이 튜토리얼에서는 GET 메소드만 지원할 것입니다. 하지만 필요하다면 다른 HTTP 메소드를 쉽게 추가할 수 있습니다. 여기 예시 목록이 있습니다:

• 홈 페이지 가져오기
• 온도 페이지 가져오기
• 문 페이지 가져오기
• LED 페이지 가져오기

그 다음, 페이지 목록에 해당하는 첫 번째 줄 HTTP 요청 헤더 목록을 만들어야 합니다.

• 홈 페이지 가져오기:
• GET /
• GET /index.html
• 온도 페이지 가져오기
• GET /temperature.html
• 문 페이지 가져오기
• GET /door
• LED 페이지 가져오기
• GET /led.html

요약하자면, 다음과 같은 목록을 가지고 있습니다:

GET / GET /index.html GET /temperature.html GET /door.html GET /led.html

다음 코드는 Arduino에서 웹 서버를 위한 라우팅 기능을 구현하는 방법을 보여줍니다.


if (HTTP_req.indexOf("GET") == 0) { // GET 요청 방식이면 확인 if (HTTP_req.indexOf("GET / ") > -1 || HTTP_req.indexOf("GET /index.html ") > -1) { Serial.println("home page"); // 구현 예정 } else if (HTTP_req.indexOf("GET /temperature.html ") > -1) { Serial.println("temperature page"); // 구현 예정 } else if (HTTP_req.indexOf("GET /door.html ") > -1) { Serial.println("door page"); // 구현 예정 } else if (HTTP_req.indexOf("GET /led.html ") > -1) { Serial.println("led page"); // 구현 예정 } else { // 404 Not Found Serial.println("404 Not Found"); // 구현 예정 } } else { // 405 Method Not Allowed Serial.println("405 Method Not Allowed"); // 구현 예정 }

필요에 따라 페이지를 추가하거나 제거하기 위해 코드를 자유롭게 수정하십시오. 이제 .html 확장자가 있는 링크와 없는 링크를 처리하기 위해 라우팅 함수를 업데이트해 봅시다.


if (HTTP_req.indexOf("GET") == 0) { // 요청 메서드가 GET인지 확인 if (HTTP_req.indexOf("GET / ") > -1 || HTTP_req.indexOf("GET /index ") > -1 || HTTP_req.indexOf("GET /index.html ") > -1) { Serial.println("home page"); // 구현 예정 } else if (HTTP_req.indexOf("GET /temperature ") > -1 || HTTP_req.indexOf("GET /temperature.html ") > -1) { Serial.println("temperature page"); // 구현 예정 } else if (HTTP_req.indexOf("GET /door ") > -1 || HTTP_req.indexOf("GET /door.html ") > -1) { Serial.println("door page"); // 구현 예정 } else if (HTTP_req.indexOf("GET /led ") > -1 || HTTP_req.indexOf("GET /led.html ") > -1) { Serial.println("led page"); // 구현 예정 } else { // 404 Not Found Serial.println("404 Not Found"); // 구현 예정 } } else { // 405 Method Not Allowed Serial.println("405 Method Not Allowed"); // 구현 예정 }

아두이노 코드 - 다중 페이지 웹 서버

아래는 여러 페이지를 가진 웹 서버를 생성하는 완전한 Arduino 코드입니다. 단순하게 유지하기 위해, 각 페이지에 대한 HTML 내용은 매우 간단하며 Arduino 코드에 직접 포함되어 있습니다. 다음 파트에서는 각 페이지에 대한 HTML 콘텐츠를 별도의 파일로 분리하는 방법을 배워, 코드를 더 정돈되고 관리하기 쉽게 만들 것입니다.

사용 방법

• 아두이노 우노 R4를 처음 사용하는 경우, 아두이노 우노 R4 환경 설정하는 방법을 참조하세요.
• 위의 코드를 복사하고 아두이노 IDE로 열기
• 코드 내의 와이파이 정보(SSID 및 비밀번호)를 귀하의 것으로 변경하세요
• 아두이노 IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 아두이노에 코드를 업로드하세요
• 시리얼 모니터 열기
• 시리얼 모니터에서 결과를 확인하세요.

• 시리얼 모니터에서 IP 주소를 볼 수 있습니다. 예를 들어: 192.168.0.2
• 스마트폰이나 PC의 웹 브라우저 주소 창에 다음 목록을 하나씩 입력하세요.

• 시리얼 모니터에서 받은 IP 주소로 192.168.0.2를 변경해야 합니다. 주의하세요.
• 다음과 같은 페이지들을 볼 수 있습니다: 홈 페이지, LED 페이지, 문 페이지, 온도 페이지, 그리고 찾을 수 없는 페이지
• 시리얼 모니터에서 출력도 확인할 수 있습니다.

이전 코드에는 각 페이지에 대해 아주 간단한 HTML 내용이 있습니다. 하지만 많은 HTML을 사용한 화려한 인터페이스를 만들고 싶다면, 코드가 크고 지저분해질 수 있습니다. 이를 간단하게 만들기 위해, HTML을 아두이노 코드에서 분리하는 방법을 배워보도록 하겠습니다. 이를 통해 HTML을 별도의 파일로 유지하여 관리하고 작업하기가 더 쉬워집니다.

아두이노 코드 - 다중 페이지 웹 서버 완성

• 아두이노 IDE를 엽니다.
• 새 스케치를 생성하고 이름을 지정하세요. 예를 들어, ArduinoWebServer.ino와 같이 합니다.
• 제공된 코드를 복사하여 그 파일에 붙여넣으세요.

• 코드에서 WiFi 정보(SSID 및 비밀번호)를 본인 것으로 변경하세요.
• 다음 방법으로 Arduino IDE에서 index.h 파일을 생성하세요:
• 시리얼 모니터 아이콘 바로 아래 버튼을 클릭하고 새 탭을 선택하거나, Ctrl+Shift+N 키를 사용하세요.


파일 이름을 index.h로 지정하고 OK 버튼을 클릭하세요.



아래 코드를 복사하여 index.h 파일에 붙여넣으세요.


/* * 이 Arduino 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 Arduino 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/arduino/arduino-web-server-multiple-pages */ const char *HTML_CONTENT_HOME = R""""( <!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"> <link rel="icon" href="data:,"> <title>Home Page</title> </head> <body> <h1>Welcome to the Home Page</h1> <ul> <li><a href="/led">LED Page</a></li> <li><a href="/temperature">Temperature Page</a></li> <li><a href="/door">Door Page</a></li> </ul> </body> </html> )"""";

마찬가지로, 아래의 내용을 포함하여 Arduino IDE에서 temperature.h 파일을 생성하세요.


/* * 이 Arduino 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 Arduino 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/arduino/arduino-web-server-multiple-pages */ const char *HTML_CONTENT_TEMPERATURE = R""""( <!DOCTYPE html> <html> <head> <title>Arduino - Web Temperature</title> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=0.7, maximum-scale=0.7"> <meta charset="utf-8"> <link rel="icon" href="https://diyables.io/images/page/diyables.svg"> <style> body { font-family: "Georgia"; text-align: center; font-size: width/2pt;} h1 { font-weight: bold; font-size: width/2pt;} h2 { font-weight: bold; font-size: width/2pt;} button { font-weight: bold; font-size: width/2pt;} </style> <script> var cvs_width = 200, cvs_height = 450; function init() { var canvas = document.getElementById("cvs"); canvas.width = cvs_width; canvas.height = cvs_height + 50; var ctx = canvas.getContext("2d"); ctx.translate(cvs_width/2, cvs_height - 80); update_view(TEMPERATURE_MARKER); } function update_view(temp) { var canvas = document.getElementById("cvs"); var ctx = canvas.getContext("2d"); var radius = 70; var offset = 5; var width = 45; var height = 330; ctx.clearRect(-cvs_width/2, -350, cvs_width, cvs_height); ctx.strokeStyle="blue"; ctx.fillStyle="blue"; //5-step Degree var x = -width/2; ctx.lineWidth=2; for (var i = 0; i <= 100; i+=5) { var y = -(height - radius)*i/100 - radius - 5; ctx.beginPath(); ctx.lineTo(x, y); ctx.lineTo(x - 20, y); ctx.stroke(); } //20-step Degree ctx.lineWidth=5; for (var i = 0; i <= 100; i+=20) { var y = -(height - radius)*i/100 - radius - 5; ctx.beginPath(); ctx.lineTo(x, y); ctx.lineTo(x - 25, y); ctx.stroke(); ctx.font="20px Georgia"; ctx.textBaseline="middle"; ctx.textAlign="right"; ctx.fillText(i.toString(), x - 35, y); } // shape ctx.lineWidth=16; ctx.beginPath(); ctx.arc(0, 0, radius, 0, 2 * Math.PI); ctx.stroke(); ctx.beginPath(); ctx.rect(-width/2, -height, width, height); ctx.stroke(); ctx.beginPath(); ctx.arc(0, -height, width/2, 0, 2 * Math.PI); ctx.stroke(); ctx.fillStyle="#e6e6ff"; ctx.beginPath(); ctx.arc(0, 0, radius, 0, 2 * Math.PI); ctx.fill(); ctx.beginPath(); ctx.rect(-width/2, -height, width, height); ctx.fill(); ctx.beginPath(); ctx.arc(0, -height, width/2, 0, 2 * Math.PI); ctx.fill(); ctx.fillStyle="#ff1a1a"; ctx.beginPath(); ctx.arc(0, 0, radius - offset, 0, 2 * Math.PI); ctx.fill(); temp = Math.round(temp * 100) / 100; var y = (height - radius)*temp/100.0 + radius + 5; ctx.beginPath(); ctx.rect(-width/2 + offset, -y, width - 2*offset, y); ctx.fill(); ctx.fillStyle="red"; ctx.font="bold 34px Georgia"; ctx.textBaseline="middle"; ctx.textAlign="center"; ctx.fillText(temp.toString() + "°C", 0, 100); } window.onload = init; </script> </head> <body> <h1>Arduino - Web Temperature</h1> <canvas id="cvs"></canvas> </body> </html> )"""";

마찬가지로, 다음 내용으로 Arduino IDE에서 door.h 파일을 생성하세요.


/* * 이 Arduino 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 Arduino 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/arduino/arduino-web-server-multiple-pages */ const char *HTML_CONTENT_DOOR = R""""( <!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"> <link rel="icon" href="data:,"> <title>Door Page</title> </head> <body> <h1>Door Page</h1> <p>Door State: <span style="color: red;">DOOR_STATE_MARKER</span></p> </body> </html> )"""";

마찬가지로, 아래의 내용으로 Arduino IDE에 led.h 파일을 생성하세요.


/* * 이 Arduino 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 Arduino 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/arduino/arduino-web-server-multiple-pages */ const char *HTML_CONTENT_LED = R""""( <!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"> <link rel="icon" href="data:,"> <title>LED Page</title> </head> <body> <h1>LED Page</h1> <p>LED State: <span style="color: red;">LED_STATE_MARKER</span></p> </body> </html> )"""";

마찬가지로, 아래의 내용으로 Arduino IDE에서 error_404.h 파일을 만드세요.


/* * 이 Arduino 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 Arduino 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/arduino/arduino-web-server-multiple-pages */ const char *HTML_CONTENT_404 = R""""( <!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"> <link rel="icon" href="data:,"> <title>404 - Page Not Found</title> <style> h1 {color: #ff4040;} </style> </head> <body> <h1>404</h1> <p>Oops! The page you are looking for could not be found on Arduino Web Server.</p> <p>Please check the URL or go back to the <a href="/">homepage</a>.</p> <p>Or check <a href="https://arduinogetstarted.com/tutorials/arduino-web-server-multiple-pages"> Arduino Web Server</a> tutorial.</p> </body> </html> )"""";

마찬가지로, 아래 내용을 포함하여 Arduino IDE에서 error_405.h 파일을 생성하세요.


/* * 이 Arduino 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 Arduino 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/arduino/arduino-web-server-multiple-pages */ const char *HTML_CONTENT_405 = R""""( <!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"> <link rel="icon" href="data:,"> <title>405 - Method Not Allowed</title> <style> h1 {color: #ff4040;} </style> </head> <body> <h1>405 - Method Not Allowed</h1> <p>Oops! The requested method is not allowed for this resource.</p> <p>Please check your request or go back to the <a href="/">homepage</a>.</p> <p>Or check <a href="https://arduinogetstarted.com/tutorials/arduino-web-server-multiple-pages"> Arduino Web Server</a> tutorial.</p> </body> </html> )"""";

이제 아래와 같이 Arduino IDE에서 여러 파일이 있습니다:


• 아두이노 IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 아두이노에 코드를 업로드하세요.
• 이전과 같이 웹 브라우저를 통해 아두이노 보드의 웹 페이지에 하나씩 접속하세요. 아래와 같이 모든 웹 페이지를 보게 될 것입니다:


※ NOTE THAT:

index.h 파일 내의 HTML 내용에 변경 사항을 만들었지만 ArduinoWebServer.ino 파일을 수정하지 않으면, 아두이노 IDE는 코드를 컴파일하고 ESP32에 업로드할 때 HTML 내용을 새로 고치거나 업데이트하지 않습니다.

이 상황에서 아두이노 IDE가 HTML 내용을 업데이트하도록 강제하려면 ArduinoWebServer.ino 파일에서 수정을 해야 합니다. 예를 들어, 빈 줄을 추가하거나 주석을 삽입할 수 있습니다. 이 작업은 IDE가 프로젝트에 변경이 있었다고 인식하게 하여 업로드할 때 업데이트된 HTML 내용이 포함되도록 합니다.

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