Simple WebSocket server to control a tank.

Dependencies:   SNICInterface_mod WebSocketServer mbed-rtos mbed PowerControl C12832

au Firefox OS WoTハッカソン on ホワイトデーで使用した、タンクを動かすプログラムです。 ゲームパッドでタンクを操縦します。

ゲームパッドは PC に接続し、ブラウザ上の Web アプリから Gamepad API で入力を取得します。 取得した入力データは WebSocket で mbed 上の WebSocket サーバに送信します。

WebSocket サーバのコードはライブラリ化したので、他のプログラムでもインポートして使えます。

使用した機材

  • LPC1768
  • Murata TypeYD
  • LPC1768 用アプリケーションボード
  • TAMIYA トラック&ホイールセット
  • TAMIYA ダブルキヤボックス(左右独立4速タイプ)
  • TAMIYA ユニバーサルプレート
  • TOSHIBA TA7291P x 2
  • その他、モバイルバッテリー、電池ボックス等

左右のモータードライバにそれぞれ LPC1768 の p12, p13 と p14, p15 のピンを割り当てていますが、必要に応じてコードを変更してください。

コントローラー側(Webアプリ)

https://github.com/chikoski/wotxwot-control

Firefox ブラウザで動作確認しています(他のブラウザでは動かないかも)。 ゲームパッドの左右のスティックの前後の操作が左右それぞれのモータの前転・後転に対応しています。

動いているところの動画

https://www.facebook.com/video.php?v=456620974491805

ハッカソンでは ARM 賞をいただきました!

(参考) au Firefox OS WoTハッカソン on ホワイトデー

http://au-fx.kddi.com/event/20150314/wot_hackathon0314.html

Revision:
10:578778037efb
Parent:
9:774f408b9740
--- a/WebSocketServer.cpp	Sat Mar 14 11:06:11 2015 +0000
+++ b/WebSocketServer.cpp	Mon Mar 16 18:48:50 2015 +0900
@@ -1,13 +1,16 @@
 #include "WebSocketServer.h"
-#include "sha1.h"
+#include "WebSocketConnection.h"
 
-WebSocketServer::WebSocketServer() {
+WebSocketServer::WebSocketServer()
+{
 }
 
-WebSocketServer::~WebSocketServer() {
+WebSocketServer::~WebSocketServer()
+{
 }
 
-bool WebSocketServer::init(int port) {
+bool WebSocketServer::init(int port)
+{
 	mTCPSocketServer.set_blocking(true);
 
 	int ret = mTCPSocketServer.bind(port);
@@ -24,253 +27,33 @@
 	return true;
 }
 
-void WebSocketServer::run() {
-	// TCPSocketConnection connection;
-	char buf[1024];
+void WebSocketServer::run()
+{
+	WebSocketConnection connection(this);
 
 	while (true) {
-		bool isWebSocket = false;
-		printf("accepting\r\n");
-		int ret = mTCPSocketServer.accept(mConnection);
+		// printf("accepting\r\n");
+		int ret = mTCPSocketServer.accept(connection.getTCPSocketConnection());
 		if (ret != 0) {
 			continue;
 		}
-		printf("New connection\r\n");
-		mConnection.set_blocking(true);
-
-		while (mConnection.is_connected()) {
-			ret = mConnection.receive(buf, sizeof(buf) - 1);
-			if (ret == 0) {
-//				printf("No data to receive\r\n");
-				continue;
-			}
-			if (ret < 0) {
-				printf("ERROR: Failed to receive %d\r\n", ret);
-				break;
-			}
-			if (!isWebSocket) {
-				if (this->handleHTTP(buf, ret)) {
-					isWebSocket = true;
-				} else {
-					printf("ERROR: Non websocket\r\n");
-					break;
-				}
-			} else {
-				if (!this->handleWebSocket(buf, ret)) {
-					printf("websocket closed\r\n");
-					break;
-				}
-			}
-		}
-		printf("closed\r\n");
-		mConnection.close();
+		connection.run();
 	}
 }
 
-bool WebSocketServer::setHandler(const char* path, WebSocketHandler* handler) {
-	mHandler = handler; // support only one handler now
-	return true;
-}
-
-#define UPGRADE_WEBSOCKET	"Upgrade: websocket"
-#define SEC_WEBSOCKET_KEY	"Sec-WebSocket-Key:"
-#define MAGIC_NUMBER		"258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"
-
-bool WebSocketServer::handleHTTP(char* buf, int size) {
-	char* line = &buf[0];
-	char key[128];
-	bool isUpgradeWebSocket = false;
-	bool isSecWebSocketKeyFound = false;
-
-	for (int i = 0; i < size; i++) {
-		if (buf[i] == '\r' && i+1 < size && buf[i+1] == '\n') {
-			buf[i] = '\0';
-			if (strlen(buf) <= 0) {
-				break;
-			}
-			printf("[%s]\r\n", line);
-			if (line == &buf[0]) {
-				char* method = strtok(buf, " ");
-				char* path = strtok(NULL, " ");
-				char* version = strtok(NULL, " ");
-//				printf("[%s] [%s] [%s]\r\n", method, path, version);
-
-			} else if (strncmp(line, UPGRADE_WEBSOCKET, strlen(UPGRADE_WEBSOCKET)) == 0) {
-				isUpgradeWebSocket = true;
-				printf("*** %s found\r\n", UPGRADE_WEBSOCKET);
-			} else if (strncmp(line, SEC_WEBSOCKET_KEY, strlen(SEC_WEBSOCKET_KEY)) == 0) {
-				printf("*** %s found\r\n", SEC_WEBSOCKET_KEY);
-				isSecWebSocketKeyFound = true;
-				char* ptr = line + strlen(SEC_WEBSOCKET_KEY);
-				while (*ptr == ' ') ++ptr;
-				strcpy(key, ptr);
-				printf("*** key=%s\r\n", key);
-			}
-			i += 2;
-			line = &buf[i];
-		}
-	}
-
-	if (isUpgradeWebSocket && isSecWebSocketKeyFound) {
-		this->sendUpgradeResponse(key);
-		if (mHandler) {
-			mHandler->onOpen();
-		}
-		mPrevFin = true;
-		return true;
-	}
-
-	return false;
+void WebSocketServer::setHandler(const char* path, WebSocketHandler* handler)
+{
+	mHandlers[path] = handler;
 }
 
-#define OP_CONT		0x0
-#define OP_TEXT		0x1
-#define OP_BINARY	0x2
-#define OP_CLOSE	0x8
-#define OP_PING		0x9
-#define OP_PONG		0xA
-
-bool WebSocketServer::handleWebSocket(char* buf, int size) {
-	uint8_t* ptr = (uint8_t*)buf;
-
-	bool fin = (*ptr & 0x80) == 0x80;
-	uint8_t opcode = *ptr & 0xF;
-//	printf("Byte1: %02X\r\n", *ptr);
-
-//	printf("fin=%d\r\n", fin);
-	printf("opcode=%d\r\n", opcode);
+WebSocketHandler* WebSocketServer::getHandler(const char* path)
+{
+	WebSocketHandlerContainer::iterator it;
 
-	if (opcode == OP_PING) {
-		*ptr = ((*ptr & 0xF0) | OP_PONG);
-		mConnection.send_all(buf, size);
-		return true;
-	}
-	if (opcode == OP_CLOSE) {
-		if (mHandler) {
-			mHandler->onClose();
-		}
-		return false;
-	}
-	ptr++;
-//	printf("Byte2: %02X\r\n", *ptr);
-
-	if (!fin || !mPrevFin) {	
-		printf("WARN: Data consists of multiple frame not supported\r\n");
-		mPrevFin = fin;
-		return true; // not an error, just discard it
+	it = mHandlers.find(path);
+	if (it != mHandlers.end()) {
+		return it->second;
 	}
-	mPrevFin = fin;
-
-	bool mask = (*ptr & 0x80) == 0x80;
-	uint8_t len = *ptr & 0x7F;
-	ptr++;
-	
-//	printf("mask=%d\r\n", mask);
-//	printf("length=%d\r\n", len);
-	
-	if (len > 125) {
-		printf("WARN: Extended payload lenght not supported\r\n");
-		return true; // not an error, just discard it
-	}
-
-	char* data;
-	if (mask) {
-		char* maskingKey = (char*)ptr;
-		data = (char*)(ptr + 4);
-		for (int i = 0; i < len; i++) {
-        	data[i] = data[i] ^ maskingKey[(i % 4)];
-        }
-	} else {
-		data = (char*)ptr;
-	}
-	if (mHandler) {
-		if (opcode == OP_TEXT) {
-//			printf("OP_TEXT\r\n");
-			data[len] = '\0';
-			mHandler->onMessage(data);
-		} else if (opcode == OP_BINARY) {
-//			printf("OP_BINARY %d\r\n", len);
-			mHandler->onMessage(data, len);
-		}
-	}
-//	printf("return true\r\n");
-	return true;
+	return NULL;
 }
 
-static char encoding_table[] = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H',
-                                'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P',
-                                'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X',
-                                'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f',
-                                'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n',
-                                'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',
-                                'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3',
-                                '4', '5', '6', '7', '8', '9', '+', '/'};
-static int mod_table[] = {0, 2, 1};
-
-char *base64_encode(const unsigned char *data,
-                    size_t input_length,
-                    // size_t *output_length
-                    char* encoded_data,
-                    size_t buffer_length) {
-
-    // *output_length = 4 * ((input_length + 2) / 3);
-    size_t output_length = 4 * ((input_length + 2) / 3);
-    if (buffer_length - 1 < output_length) {
-    	return NULL;
-    }
-
-    // char *encoded_data = malloc(*output_length);
-    // if (encoded_data == NULL) return NULL;
-
-    for (int i = 0, j = 0; i < input_length;) {
-
-        uint32_t octet_a = i < input_length ? (unsigned char)data[i++] : 0;
-        uint32_t octet_b = i < input_length ? (unsigned char)data[i++] : 0;
-        uint32_t octet_c = i < input_length ? (unsigned char)data[i++] : 0;
-
-        uint32_t triple = (octet_a << 0x10) + (octet_b << 0x08) + octet_c;
-
-        encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 3 * 6) & 0x3F];
-        encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 2 * 6) & 0x3F];
-        encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 1 * 6) & 0x3F];
-        encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 0 * 6) & 0x3F];
-    }
-
-    for (int i = 0; i < mod_table[input_length % 3]; i++)
-        // encoded_data[*output_length - 1 - i] = '=';
-        encoded_data[output_length - 1 - i] = '=';
-    encoded_data[output_length] = '\0';
-
-    return encoded_data;
-}
-
-bool WebSocketServer::sendUpgradeResponse(char* key) {
-	char buf[128];
-
-	if (strlen(key) + sizeof(MAGIC_NUMBER) > sizeof(buf)) {
-		return false;
-	}
-	strcpy(buf, key);
-	strcat(buf, MAGIC_NUMBER);
-
-    unsigned char hash[20];
-	char encoded[30];
-    sha1(buf, strlen(buf), (char*)hash);
-    base64_encode(hash, 20, encoded, sizeof(encoded));
-
-    char resp[] = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n" \
-	    "Upgrade: websocket\r\n" \
-    	"Connection: Upgrade\r\n" \
-    	"Sec-WebSocket-Accept: XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX\r\n\r\n";
-    char* ptr = strstr(resp, "XXXXX");
-    strcpy(ptr, encoded);
-    strcpy(ptr+strlen(encoded), "\r\n\r\n");
-
-    int ret = mConnection.send_all(resp, strlen(resp));
-    if (ret < 0) {
-    	printf("ERROR: Failed to send response\r\n");
-    	return false;
-    }
-
-    return true;
-}