Arduino 溫溼度計 Part 2 – 用 Ethernet Shield 連上網路

在本系列的第一篇文中，我們用 Arduino Uno 接收 DHT22 模組傳來的溫溼度訊號，並經由 USB 將 Arduino 輸出的資料顯示在電腦的序列埠監控視窗中。雖然這對示範 DHT11 或 DHT22 這種溫溼度感測器的功能來說已經很夠用了，不過如果感測器測出來的溫度和濕度只能用 Arduino 的 IDE 上看的話，那就太不方便了。所以要把資料傳出去，讓我們能在之後使用。傳出去的方法很多，藍牙、 Wi-Fi 、有線網路都可以。在本文中使用的是有線網路。

在一切開始之前，先確認以下材料是否都齊全了：

Part 1 中做出來的東西
Ethernet Shield - 1 塊
網路線 - 足夠長

Ethernet Shield 之所以叫 Ethernet “Shield” 是因為它跟一般的模組不一樣，Ethernet Shield 的腳位跟 Arduino 相容，使它可以插在 Arduino Uno 上面，看起來就像盾牌一樣。 shieldlist.org 列出了 Arduino 可以使用的 shield，以及他們使用的腳位之類的有用資訊，比如 shieldlist.org 中 Ethernet Shield 的資料。

硬體部分

示意圖，非當事 Arduino
by Gaël Chardon , 於 Flickr

記住 Arduino 上插的線的位置
把 Arduino 上插的線都拔掉
把 Ethernet Shield 插在 Arduino Uno 上
把剛剛拔的線接在 Ethernet Shield 的相對位置上
把網路線接在 Ethernet Shield 的 RJ45 接頭與路由器(或其他可以接上網路的接頭)上

把 Ethernet Shield 插在 Arduino Uno 上時，要小心不要讓針腳歪掉，高度也應該跟示意圖相同。除此之外都很簡單。

軟體部分

建立網路連線、取得 IP 位址

要能成功連上網路，就要讓 Arduino 取得 IP 位址。裝置取得 IP 位址的方式有 2 種：

系統管理員手動設定 IP 位址
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)：讓裝置能自動取得 IP 位址

對應的程式碼分別如下：

Ethernet.begin(mac, ip);
Ethernet.begin(mac);

(mac = MAC 位址、ip = IP 位址)

因為使用 DHCP 取得 IP 位址比較簡單，所以使用第二種方法。

詳情可以參考這邊的程式碼： Arduino Ethernet Shield W5100 乙太網路擴充版，使用 DHCP 取得 IP 位址

這個範例與官方範例 DHCP Address Printer 的不同點是他沒有定時 call Ethernet.maintain() 確保 Arduino 有定時更新 IP 租約，雖然我也沒有。

! 還是加比較好。
! 放太久導致租約到期的話網路就會斷線。所以如果要長時間運作的話，還是要加 Ethernet.maintain() 以定時更新 IP 租約。

建立與伺服器的連線

這次我想讓 Arduino 作為 client ，傳送溫濕度的資料給某個 server ，再由 server 將資料存起來。所以必須先建立與那個伺服器的連線。

#include <Ethernet.h>;

byte mac[] = {0x00, 0xAA, 0xBB, 0xCC, 0xDE, 0x02};
//宣告 client
EthernetClient client;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Ethernet.begin(mac);
  //與伺服器連線
  if(client.connect("vrabe.tw", 80)){
    //輸出字串給伺服器
    client.println("Hello, world!");
  }
}

void loop() {
}

上面的是已經簡化過也沒驗證過的程式碼。可以看出這次要講的 function 是 client.connect() ，他的回傳值代表有沒有連線成功，參數分別是網址與 port number。

建立連線後就可以開始傳資料，client.println() 看起來就跟 Serial.println() 的用法一樣，只是一個是將字串傳給連線的另外一方，另一個是將字串傳給序列埠的另外一邊。

不過這個程式還真的沒什麼意義。在下一篇 Part. 3 中，我們要用伺服器看得懂的格式 HTTP 跟它溝通，看起來跟這個有點像。

Arduino 溫溼度計 Part 2 – 用 Ethernet Shield 連上網路

硬體部分

軟體部分

建立網路連線、取得 IP 位址

建立與伺服器的連線

參考資料