Подключение к Интернету с помощью платы расширения Arduino Ethernet shield

Самый распространенный метод обеспечить доступ платы Arduino к сети Интернет — использование платы Ethernet shield (рис. 13.1). Ethernet shield — это плата расширения, которая устанавливается на плату Arduino сверху. Она дает ей возможность выступать в роли сетевого устройства и общаться по проводной сети с аналогичными устройствами, с обычными компьютерами, принтерами, сервисами в Интернете и прочими сетевыми ресурсами. Последняя версия платы Ethernet Shield Rev3 полностью совместима с Arduino Mega2560.

Плата Ethernet shield основана на микросхеме Wiznet W5100, которая поддерживает как TCP-, так и UDP-протоколы. Одновременно открытыми могут быть до четырех подключений.

Плата обладает стандартным Ethernet-портом для подключения к сети с помощью патч-корда витой пары и набором контактов для подключения к Arduino. Для общения между собой Ethernet shield и Arduino задействуют контакты 4-й и с 10-го по 13-й, поэтому их использование в других целях в присутствии платы расширения невозможно.

Для программирования сетевого взаимодействия подключается библиотека Ethernet из стандартного дистрибутива. При использовании этой библиотеки необходимо указывать MAC-адрес платы (уникальный идентификатор любого сетевого устройства). В более новых версиях Ethernet-шилда MAC-адрес можно увидеть на наклейке на плате. Если такой наклейки нет, то просто введите любую похожую комбинацию, — главное, чтобы в вашей сети не было устройств с совпадающими MAC-адресами.
На плате размещен слот для карты памяти формата microSD, которая может быть использована для хранения ресурсов, раздаваемых по сети. Для взаимодействия с такой картой следует подключить, например, библиотеку sdfatlib.
Для отправки данных в облачные сервисы в примерах этого раздела мы воспользуемся веб-клиентом на основе платы Arduino c установленной на нее платой расширения Ethernet shield.

Рис. 13.1. Плата Ethernet shield Rev3

13.1.1. Получение IP-адреса по DHCP

Соединим Ethernet shield с платой Arduino и создадим простой пример получения ими IP-адреса по DHCP. Соединяется Ethernet shield с платой Arduino так же просто, как и любой другой шилд, — просто состыкуйте их вместе. Cледует учесть, что установка других шилдов поверх Ethernet shield весьма затруднительна. Это связано с большими размерами имеющегося на плате Ethernet shield разъема RJ-45, служащего для подключения сетевого кабеля, поэтому, если вы хотите использовать совместно с Arduino еще и другие шилды, лучше их размещать между Arduino и Ethernet shield.

Итак, подключим плату Arduino к USB-порту компьютера, а Ethernet shield подсоединим c помощью сетевого кабеля к маршрутизатору, имеющему выход в Интернет (рис. 13.2).

Скетч, обеспечивающий получение IP-адреса по DHCP, представлен в листинге 13.1, а пример назначения статического IP-адреса — в листинге 13.2.

Рис. 13.2. Подключение к плате Arduino платы расширения Ethernet shield Rev3

Листинг 13.1

// Получение IP-адреса по DHCP
// MAC-адрес Ethernet shield (можно увидеть на наклейке на плате) или
// произвольный уникальный в сети

#include <Ethernet.h>
#include <SPI.h>
byte mac[] = {0x00, 0xAA, 0xBB, 0xCC, 0xDE, 0x02};
void setup() {

// Open serial communications and wait for port to open:

Serial.begin(9600);
}

// запуск Ethernet-соединения
if (Ethernet.begin(mac) == 0) {
Serial.println("Failed to configure Ethernet using DHCP");
for (;;)
;
}

// печать в последовательный порт полученного по DHCP адреса
Serial.print("My IP address: ");
for (byte thisByte = 0; thisByte < 4; thisByte++) {
Serial.print(Ethernet.localIP()[thisByte], DEC);
Serial.print(".");
}
Serial.println();
}

void loop() {;}

---

Электронный архив

Полный вариант рассмотренного скетча находится в папке examples\13\_13_01 сопровождающего книгу электронного архива (см. приложение 2).

---

Листинг 13.2

// Получение статического IP-адреса
// MAC-адрес Ethernet shield (можно увидеть на наклейке на плате) или
// произвольный уникальный в сети

#include <Ethernet.h>
#include <SPI.h>
byte mac[] = {0x00, 0xAA, 0xBB, 0xCC, 0xDE, 0x02};

// IP-адрес, назначаемый Ethernet shield:
byte ip[] = { 192, 168, 0, 111 };
// IP-адрес dns сервера:
byte sdns[] = { 192, 168, 1, 1 };
// адрес шлюза:
byte gateway[] = { 192, 168, 0, 1 };
// маска:
byte subnet[] = { 255, 255, 255, 0 };

void setup() {
Serial.begin(9600);
// запуск Ethernet-соединения
Ethernet.begin(mac, ip, sdns, gateway, subnet);
delay(1000);
Serial.println(Ethernet.localIP());
}

void loop() {;}

Электронный архив
Полный вариант рассмотренного скетча находится в папке examples\13\_13_02 сопровождающего книгу электронного архива (см. приложение 2).

---