Главная » Роутеры

Lwip устройство в роутере

На чтение 12 мин Просмотров 18 Опубликовано
Содержание
  1. Русские Блоги
  2. Низкоуровневое обнаружение Wi-Fi устройств в домашней сети
  3. Предисловие
  4. Что там внутри
  5. Поиск устройства
  6. Кто там
  7. Открывайте! Мы знаем, что вы тут
  8. Чуткий нюх
  9. Уведомления

Русские Блоги

HTTP Протокол передачи гипертекста (HyperText Transfer Protocol) является наиболее широко используемым протоколом сетевой передачи в Интернете. Все документы WWW должны соответствовать этому стандарту. HTTP — это протокол связи, основанный на TCP / IP для передачи данных (файлы HTML, файлы изображений, результаты запросов и т. Д.).

HTTP Протокол работает по архитектуре клиент-сервер. В качестве HTTP-клиента браузер отправляет все запросы HTTP-серверу, т. Е. WEB-серверу, через URL-адрес. К веб-серверам относятся: сервер Apache, сервер IIS (информационные службы Интернета) и т. Д. Веб-сервер отправляет клиенту ответную информацию в соответствии с полученным запросом. Номер порта HTTP по умолчанию — 80, но вы также можете изменить его на 8080 или другие порты.

В этом разделе мы изучим stm32 + LWIP для создания HTTP-сервера. См. Ниже конкретную реализацию.

На основе аппаратной платформы: модель MCU — STM32F407VGT6, используйте проект конфигурации, автоматически сгенерированный инструментом stm32cubemx, и используйте KEIL5 для компиляции кода. Принципиальная схема самой маленькой системной платы, используемой в этом примере:

    1. Работа инструментов CUBEMX и KEIL не будет подробно объяснена.Если вы не знакомы с ними, вы можете проверить предыдущий учебный документ. Конфигурация проекта представлена ​​непосредственно ниже:

    Источник

    Низкоуровневое обнаружение Wi-Fi устройств в домашней сети

    Чтобы сделать собственное уникальное устройство для «умного дома» сейчас достаточно купить микроконтроллер и электронные компоненты. Конечно, на рынке уже есть множество «умных» устройств, но не все производители предоставляют открытое API, и уж точно единицы разрешают (или по крайней мере не запрещают) создавать собственные прошивки. Иногда наступает тот момент, когда кажется, что разработать и запрограммировать собственное устройство будет лучшим решением.

    В этой статье я расскажу про несколько способов «‎научить» микроконтроллер распознавать присутствие людей дома исключительно с помощью Wi-Fi.

    Предисловие

    Источник изображения
    Мне с детства нравились часы. Конечно, желания заполнить всю комнату звенящими часами, словно Доктор Браун, у меня не было, но часов в моей комнате было достаточно. Тем не менее, пришлось повзрослеть и желание иметь множество часов как-то приутихло.

    Наступила взрослая самостоятельная жизнь и вопрос с часами стал одним из маленьких конфликтов интересов. Мне хотелось иметь светящиеся часы, которые ненавязчиво покажут время в любое время дня и ночи. Моя девушка же придерживается мнения, что никакой свет, даже слабый, не должен препятствовать засыпанию.

    Компромисс находился простой: в процессе подготовки ко сну выключать часы. Правда, их нужно с утра как-то включить, что в свою очередь нерационально: проще взять телефон, там время тоже есть. Значит, нужно как-то автоматически определять моменты, подходящие для отключения и включения часов.

    Быстро проанализировав подготовку ко сну, я обнаружил там повторяющееся действие, а именно, отключение Wi-Fi на телефоне. Такой триггер позволит «умным» часам выключаться не по сухому «расписанию», а в нужные моменты времени.

    Давайте определимся, из чего состоят часы и какие ограничения накладываются на окружение.

    Что там внутри

    Подключение платы к светодиодной матрице (источник alexgyver.ru)

    Набор юного «самодельщика» прост:

    • плата Wemos D1 Mini на базе чипа ESP8266 с Wi-Fi;
    • светодиодная WS2812B-совместимая матрица размером 32х8;
    • блок питания 5В, 2А;
    • для разработки прошивки используется Arduino IDE.

    Разумеется, полагаться на внутренние часы микроконтроллера неразумно и нужна отдельная плата часов реального времени. Однако, согласно любительскому исследованию, скорость расхождения внутреннего времени микроконтроллера составляет примерно одну секунду в день. Это не критично для настенных часов, а при наличии доступа в интернет, синхронизация с сервером времени решит проблему.

    Минимальные вложения для сборки данного устройства накладывают следующие ограничения:

    • в домашней сети отсутствуют какие-либо системы, выполняющие мониторинг сети;
    • допустимы изменения в конфигурации домашнего роутера;
    • допустимы изменения в конфигурации сетевого подключения на телефоне;
    • модификация ПО домашнего роутера запрещена;
    • модификация ПО телефона запрещена.

    Современные устройства умеют подменять MAC-адрес во имя конфиденциальности
    Единственный уникальный идентификатор, с помощью которого можно найти телефон в домашней сети — MAC-адрес. Однако, современная техника умеет генерировать «подставной» MAC-адрес, что усложняет определение устройства. Тем не менее, для заданных Wi-Fi-сетей эту опцию можно отключить.

    Итак, у нас есть MAC-адрес, что будем делать?

    Поиск устройства

    Можно придумать несколько вариантов в зависимости от искомого устройства и используемого маршрутизатора/точки доступа.

    Большую часть решений объединяет одно: подключение к домашнему Wi-Fi. Минимальный код, с которым будем работать.

    #include #include void setup() < Serial.begin(115200); WiFiManager wifiManager; wifiManager.setDebugOutput(false); wifiManager.autoConnect("habr-example", "supergeneral"); Serial.print("Connected! IP address: "); Serial.println(WiFi.localIP()); /* Здесь также инициализация для FastLED и других библиотек, * которые не важны для данного примера **/ >void loop() < // Основной код ledTick(); >

    Для упрощения работы с Wi-Fi используется библиотека WiFiManager. Если в памяти микроконтроллера нет информации о известных точках или они недоступны, WiFiManager запустит собственную точку доступа с веб-интерфейсом для быстрого подключения к новому Wi-Fi.

    Кто там

    Самое простое решение всегда на поверхности: давайте «пинганем» телефон. На поверку, в мире микроконтроллеров протокол ICMP используется неохотно. Так, в lwIP (lightweight IP, реализации стека TCP/IP для встраиваемых систем) есть минимальная поддержка протокола ICMP, но этого недостаточно. Для наших целей придется поставить библиотеку ESP8266-ping.

    Для уведомления об успешном или неуспешном пинге библиотека использует функции обратного вызова. Напишем функцию с простой логикой:

    • если устройство было недоступно, а сейчас доступно — устройство появилось в сети;
    • если устройство недоступно MAX_PING попыток подряд — устройство ушло из сети.
    #define MAX_PING 5 boolean current_state = false; unsigned char attempts = 0; void* responseCallback(const PingerResponse& response) < if(response.ReceivedResponse) < if(current_state == false) < attempts = 0; current_state = true; Serial.println("Device on"); >> else < if(current_state == true) < attempts++; if(attempts >MAX_PING) < current_state = false; Serial.println("Device off"); >> > return (void*)true; >

    Инициализируем библиотеку ESP8266-ping:

    #define PING_INTERVAL 1000 Pinger pinger; void setup() < // Общая инициализация опущена pinger.OnReceive(&responseCallback); >

    Так как пинг — не единственная наша задача, создаем функцию, которая раз в PING_INTERVAL миллисекунд отправляет ICMP-пакет.

    unsigned long previousTime = 0; void pingTick() < if(millis() - previousTime >PING_INTERVAL) < previousTime = millis(); pinger.Ping("192.168.88.148", 1, PING_INTERVAL / 2); >> void loop() < // Другие Tick() функции опущены pingTick(); >
    #include #include #include #define MAX_PING 5 #define PING_INTERVAL 1000 Pinger pinger; boolean current_state = false; unsigned char attempts = 0; void* responseCallback(const PingerResponse& response) < if(response.ReceivedResponse) < if(current_state == false) < attempts = 0; current_state = true; Serial.println("Device on"); >> else < if(current_state == true) < attempts++; if(attempts >MAX_PING) < current_state = false; Serial.println("Device off"); >> > return (void*)true; > unsigned long previousTime = 0; void pingTick() < if(millis() - previousTime >PING_INTERVAL) < previousTime = millis(); pinger.Ping("192.168.88.148", 1, 1000); >> void setup() < Serial.begin(115200); WiFiManager wifiManager; wifiManager.setDebugOutput(false); wifiManager.autoConnect("habr-example", "supergeneral"); Serial.print("Connected! IP address: "); Serial.println(WiFi.localIP()); pinger.OnReceive(&responseCallback); >void loop()

    Третий аргумент функции Ping задает время ожидания ответа и ему стоит быть меньше, чем промежутки между пингами. Однако, здесь фигурирует только IP-адрес, еще и явно прописанный в прошивке. Есть два решения данной ситуации:

    1. в настройках DHCP-сервера явно «прибить» адрес к MAC-адресу искомого устройства;
    2. пинговать все адреса подсети и проверять MAC-адрес.

    Но случаются вредные устройства, которые не отвечают на ICMP-запросы.

    Открывайте! Мы знаем, что вы тут

    Далеко за примером ходить не надо: операционная система Microsoft Windows по умолчанию игнорирует ICMP-запросы. Такой расклад дел не сильно усложняет жизнь. Устройство может игнорировать ICMP-запросы, но ARP-запросы ему проигнорировать не получится. Поэтому для «особо вредных» устройств у нас более хитрый план: очищаем ARP-таблицу, отправляем несколько пингов, проверяем ARP-таблицу.

    ARP (англ. Address Resolution Protocol — протокол определения адреса) — протокол в компьютерных сетях, предназначенный для определения MAC-адреса по IP-адресу другого компьютера. © Википедия

    Особенность ARP-протокола заключается в том, что он работает только в пределах одного Ethernet-сегмента. Тем не менее, ожидается, что домашняя сеть не должна быть сложной.

    Доступ к ARP-таблицам на ESP8266 возможен через функции lwIP. Эти функции — для смелых и простым смертным не нужны, поэтому примеров и объяснений достаточно мало, нужно читать еще и комментарии к коду. Добавляем в проект включение заголовочных файлов lwip:

    Удаляем функцию обратного вызова и изменяем pingTick() следующим образом:

    void pingTick() < if(millis() - previousTime >PING_INTERVAL) < previousTime = millis(); // IP-адрес искомого устройства, может быть глобальным IPAddress addr = IPAddress(192,168,88,148); // Итерация по ARP-таблице ip4_addr_t *ip; struct netif *netif; struct eth_addr *ethaddr; bool found = false; for(int i=0; iaddr & 0xFF) && addr[1] == (ip->addr >> 8 & 0xFF) && addr[2] == (ip->addr >> 16 & 0xFF) && addr[3] == (ip->addr >> 24 & 0xFF)) < found = true; >> > // Очищаем ARP-таблицу etharp_cleanup_netif(netif); // Запускаем следующий раунд пингов pinger.Ping(addr, 5, 100); // Обрабатываем информацию if(found) < Serial.println("Device on"); >else < Serial.println("Device off"); >> >

    Время реакции этого способа равно PING_INTERVAL, в моем случае я увеличил это число до пяти секунд. Способ потенциально хороший, но в тестах в моей домашней сети он постоянно сбоил и способ с ICMP-ответами работал стабильнее. Поэтому если ваше устройство не скупится отвечать на пинг, то лучше использовать предыдущий способ.

    #include #include #include #include #define MAX_PING 5 #define PING_INTERVAL 5000 Pinger pinger; boolean current_state = false; unsigned char attempts = 0; unsigned long previousTime = 0; void pingTick() < if(millis() - previousTime >PING_INTERVAL) < previousTime = millis(); // IP-адрес искомого устройства, может быть глобальным IPAddress addr = IPAddress(192,168,88,148); // Итерация по ARP-таблице ip4_addr_t *ip; struct netif *netif; struct eth_addr *ethaddr; bool found = false; for(int i=0; iaddr & 0xFF) && addr[1] == (ip->addr >> 8 & 0xFF) && addr[2] == (ip->addr >> 16 & 0xFF) && addr[3] == (ip->addr >> 24 & 0xFF)) < found = true; >> > // Очищаем ARP-таблицу etharp_cleanup_netif(netif); // Запускаем следующий раунд пингов pinger.Ping(addr, 5, PING_INTERVAL / 10); // Обрабатываем информацию if(found) < if(current_state == false) < current_state = true; Serial.println("Device on"); >> else < if(current_state == true) < current_state = false; Serial.println("Device off"); >> > > void setup() < Serial.begin(115200); WiFiManager wifiManager; wifiManager.setDebugOutput(false); wifiManager.autoConnect("habr-example", "supergeneral"); Serial.print("Connected! IP address: "); Serial.println(WiFi.localIP()); >void loop()

    Но что делать, если эти варианты по каким-то причинам не подходят?

    Чуткий нюх

    Микроконтроллер на базе ESP8266 может быть Wi-Fi-сниффером. У него можно включить неразборчивый режим (promiscuous mode) и собирать пролетающие мимо пакеты. Существует несколько репозиториев, в которых есть код запускающий сниффер на вашем ESP8266.

    Телефоны с включенным Wi-Fi будут постоянно рассылать разные пакеты, и часть из них не будет иметь шифрования. Таким образом, можно определять наличие или отсутствие телефона в сети.

    Несмотря на то, что способ надежный как швейцарские часы, у данного решения есть ряд проблем:

    • если рядом множество Wi-Fi сетей, то поток пакетов будет большим, что потребует самодельного фильтра. Возможно этот фильтр будет медленнее, чем в lwIP.
    • В этом режиме ESP8266 не имеет доступа в интернет, так как не подключена к Wi-Fi. Если вы хотели добавить погоду или синхронизацию с NTP — это будет затруднительно.
    • Микроконтроллер может «не услышать» пакет от вашего устройства в силу физических причин, а так как пакет не предназначался микроконтроллеру, повторения не будет.
    • Сниффер может не понравиться соседям, их друзьям или местным законам.

    Уведомления

    Этот способ требует соответствующего сетевого оборудования. Если у ваш домашний роутер работает на OpenWRT или RouterOS, то он точно подойдет.

    Данный способ построен на парсинге логов маршрутизатора. Маршрутизатор всегда знает MAC-адрес подключившегося и в большинстве случаев выдает адрес с помощью DHCP-сервера. Поэтому, логи маршрутизатора — это самый быстрый и самый надежный способ.

    Для моего Mikrotik hAP ac lite лог подключения и отключения выглядит следующим образом. MAC-адреса вымышлены.

    wireless,info 80:35:XX:XX:XX:XX@wlan2: disconnected, received deauth: sending station leaving (3) wireless,info 80:35:XX:XX:XX:X@wlan2: connected, signal strength -44

    Настраиваем логирование по метке wireless,info в удаленный порт. Для ускорения обработки на микроконтроллере задействуем протокол UDP. Настраиваем UDP-сервер следующим образом:

    #include WiFiUDP syslog; void setup() < // Общая инициализация опущена syslog.begin(514); >

    Далее периодически опрашиваем UDP-сервер на предмет пришедших пакетов.

    #define BUF_SIZE 4096 char str[BUF_SIZE]; String masterMac = "80:35:XX:XX:XX:XX"; void syslogTick() < int packetSize = syslog.parsePacket(); if(packetSize >0) < int n = syslog.read(str, BUF_SIZE); str[n] = '\0'; String syslog_str = String(str); String mac = syslog_str.substring(14, 31); String reason = syslog_str.substring(39); bool connected = true; if(reason.startsWith("disconnected")) < connected = false; >if(mac != masterMac) < return; >if(connected) < Serial.println("Device connected!"); >else < Serial.println("Device disconnected!"); >> >

    Пакет содержит MAC-адрес и причину события. Достаточно «‎разобрать»‎ пришедшую строку и записать состояние.

    Этот способ, конечно, тоже обладает недостатком. Так, при перезагрузке микроконтроллера, потребуется узнать текущее состояние искомого устройства. Но для этого можно использовать способ с ICMP-запросом.

    WiFiUDP syslog;
    void setup() Serial.begin(115200);

    WiFiManager wifiManager;
    wifiManager.setDebugOutput(false);
    wifiManager.autoConnect(«habr-example», «supergeneral»);
    Serial.print(«Connected! IP address: „);
    Serial.println(WiFi.localIP());

    #define BUF_SIZE 4096
    char str[BUF_SIZE];
    String masterMac = “80:35:XX:XX:XX:XX»;
    void syslogTick() int packetSize = syslog.parsePacket();
    if(packetSize > 0) int n = syslog.read(str, BUF_SIZE);
    str[n] = ‘\0’;
    String syslog_str = String(str);
    String mac = syslog_str.substring(14, 31);
    String reason = syslog_str.substring(39);

    bool connected = true;
    if(reason.startsWith(«disconnected»)) connected = false;
    >

    if(connected) Serial.println(«Device connected!»);
    > else Serial.println(«Device disconnected!»);
    >
    >
    >

    Источник

    Читайте также:  Роутер для dsl интернета
Оцените статью
© 2023 Posetke
Adblock
detector