动环监控系统中B接口的实现
动环监控系统简述
1.术语介绍
1.1 省集中监控中心－Province Supervision Center（PSC)
面向多FSU管理的高级监控层次，即省集中监控中心，通过开放的数据协议，连接监控范围内的FSU。
1.2 现场监控单元－Field supervision unit（FSU)
监控系统的最小管理子系统，由若干监控模块和其它辅助设备组成，面向直接的设备数据采集、处理的监控层次，可以包含采样、数据处理、数据中继等功能，
监控范围一般为一个独立的通信局（站）或大型局（站）内相对独立的电源、空调设备及环境。
1.3 监控对象 Supervision Object（SO）
被监控的各种电源、空调设备及机房环境。
1.4 B接口
为省集中监控中心（PSC）与现场监控单元（FSU）之间的接口。（即FSU的北向接口）
2. 接口网络结构
FSU与PSC之间通过WebService和FTP方式互联，二者同时形成完整的B接口协议标准。
B接口在嵌入式arm监控主机上的实现
环境
宿主机平台：Ubuntu 16.04.6
目标机平台：iMX6UL
交叉编译：gcc-linaro-4.9-2014.11 arm-linux-gnueabihf-gcc https://www.linaro.org/downloads/
SOAP/XML 关于C/C++ 语言的实现 gsoap_2.8.83 https://sourceforge.net/projects/gsoap2/files/
XML数据的生成和解析 tinyxml2
XML数据的生成和解析 libxml2 ftp://xmlsoft.org/libxml2/
结合主要开发为C环境且尽量占用较少资源，推荐使用minixml
XML数据的生成和解析 minixml https://www.msweet.org/mxml/
1. gsaop 生成 B接口报文协议 C代码框架
gSOAP编译工具提供了一个SOAP/XML 关于C/C++ 语言的实现，从而让C/C++语言开发web服务或客户端程序的工作变得轻松了很多。
绝大多数的C++web服务工具包提供一组API函数类库来处理特定的SOAP数据结构，这样就使得用户必须改变程序结构来适应相关的类库。
与之相反，gSOAP利用编译器技术提供了一组透明化的SOAP API，并将与开发无关的SOAP实现细节相关的内容对用户隐藏起来。
1.1 gsaop在linux下的安装
gsoap安装编译依赖
sudo apt-get install build-essential libgtk2.0-dev libglib2.0-dev checkinstall m4 flex bison automake autoconf openssl libssl-dev
为了成功编译gSOAP，您需要安装GTK+的开发文件和GLib库(libraries)。
安装Checkinstall以便管理您系统中直接由源代码编译安装的软件。
安装YACC,YACC是Unix/Linux上一个用来生成编译器的编译器（编译器代码生成器），sudo apt-get install flex bison
安装OpenSSL，web通信的加密（https）及鉴权 sudo apt-get install openssl libssl-dev
安装编译步骤：
解压
unzip gsoap_2.8.83.zip mkdir gsoap_install cd gsoap-2.8/
配置安装路径、编译、安装
./configure --prefix=/home/wangh/workspace/wh_tools/gsoap_install sudo make sudo make install
使用gsoap生成 fsu 代码框架
新建gsoap_fsu文件夹，从gsoap_install文件夹中拷贝以下文件
bin/soapcpp2 bin/wsdl2h
gsoap2.8/gsoap/typemap.dat
custom和import文件夹
1.使用wsdl2h工具，根据WSDL产生头文件，执行以下命令
./wsdl2h -P -x -c -s -t ./typemap.dat -o fsu.h FSUService.wsdl
其中-c为产生纯c代码，默认生成 c++代码；
-x 不产生xml文件(可用可不用，xml有一定帮助，但是太多)；
-s为不使用STL库，-t为typemap.dat的标识。
详情可通过wsdl2h.exe -help查看帮助。
这里的WSDL文件，可以在wsdl2h命令中在线下载，也可以先下载到本地，然后引用本地WSDL文件，我这里是采用本地文件方式。
2. 使用soapcpp2工具，根据头文件 fsu.h 产生框架代码，执行以下命令
./soapcpp2 -2 -L -c -x -I import:custom fsu.h
-2 生成 SOAP 1.2
-L 不生成客户端、服务器库文件
-c 为产生纯c代码，默认生成 c++代码
-I path 引用文件路径
3. 提取有效核心代码用于应用编程，应用工程使用文件如下：
2. B接口报文协议分析与实现
2.1 SOAP函数接口分析
根据 FSUService.wsdl 生成 soap API 如下，在 soapStub.h 的最后定义
我们不用去关心 SOAP 接口的实现细节，直接调用对应 API 即可实现客户端与服务器的 xml 数据收发。
客户端接口过程：
soap_call_ns1__invoke（） 在客户端调用，实现发送和接收（它调用send和recv）；
服务器接口过程：
soap_serve（） 服务器调用，部署 SOAP 服务器，它会调用soap_serve_request（），当收到 ns1:invoke 的请求时，
服务器调用 soap_serve_ns1__invoke（），在调用应用层用户接口 ns1__invoke（），来获取接收数据和填充应答数据。
2.2 SOAP通信简单示例
我的工程目录如下图所示：
客户端程序：
/** ********************************************************************************** * @file main.c * @brief soap客户端测试程序 * @details 基于东环监控 B 接口的soap客户端程序 * @author wanghuan any question please send mail to 371463817@qq.com * @date 2019-06-17 * @version V1.0 * @copyright Copyright (c) 2019-2022 江苏亨通光网科技有限公司 ********************************************************************************** */ #include "soapH.h" #include "stdsoap2.h" #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <assert.h> #include "FSUServiceSoapBinding.nsmap" int main(int argc, char **argv) { // struct soap fsuSoap; // soap_init(&fsuSoap); struct soap *fsuSoap = soap_new(); fsuSoap->send_timeout = fsuSoap->recv_timeout = 5; //soap发送、接收超时 fsuSoap->transfer_timeout = 30; //soap消息传输超时 soap_set_namespaces(fsuSoap, namespaces); // soap_set_mode(fsuSoap, SOAP_C_NOIOB); struct ns1__invokeResponse soap_tmp_ns1__invokeResponse; char * soap_tmp_SOAP_ENC__string; soap_default_ns1__invokeResponse(fsuSoap, &soap_tmp_ns1__invokeResponse); soap_tmp_SOAP_ENC__string = NULL; soap_tmp_ns1__invokeResponse._invokeReturn = &soap_tmp_SOAP_ENC__string; // 手动组成LOGIN的xml数据字符串 char xmlData[500]; memset(xmlData, 0x00, sizeof(xmlData)); strcat(xmlData, "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>\n"); strcat(xmlData, "<Request>\n"); strcat(xmlData, "<PK_Type>\n"); strcat(xmlData, "<Name>LOGIN</Name>\n"); strcat(xmlData, "</PK_Type>\n"); strcat(xmlData, "<Info>\n"); strcat(xmlData, "<UserName>123</UserName>\n"); strcat(xmlData, "<PassWord>123</PassWord>\n"); strcat(xmlData, "<FsuId>10004</FsuId>\n"); strcat(xmlData, "<FsuIP>192.168.1.124</FsuIP>\n"); strcat(xmlData, "<FsuPort>10000</FsuPort>\n"); strcat(xmlData, "</Info>\n"); strcat(xmlData, "</Request>\n"); printf("soap_tmp_ns1__invoke._xmlData:\n"); printf("%s", xmlData); // saop 客户端程序 // char * server_addr = "http://10.10.62.83:8080/HT_SC/services/SCService"; char * server_addr = "http://192.168.1.123:8080"; int iRet = soap_call_ns1__invoke(fsuSoap, server_addr, NULL, xmlData, soap_tmp_ns1__invokeResponse._invokeReturn); if ( iRet == SOAP_ERR) { printf("Error while calling the soap_call_ns1__invoke"); } else { printf("Calling the soap_call_ns1__invoke success。\n"); printf("%s\n", *soap_tmp_ns1__invokeResponse._invokeReturn); } return 0; }
服务端程序：
/** ********************************************************************************** * @file main.c * @brief soap服务端测试程序 * @details 基于东环监控 B 接口的soap服务器程序 * @author wanghuan any question please send mail to 371463817@qq.com * @date 2019-06-17 * @version V1.0 * @copyright Copyright (c) 2019-2022 江苏亨通光网科技有限公司 ********************************************************************************** */ #include "soapH.h" #include "stdsoap2.h" #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <assert.h> #include "FSUServiceSoapBinding.nsmap" /** * 启动soap服务器 */ int main(int argc, char **argv) { SOAP_SOCKET iSocket_master, iSocket_slave; struct soap *fsuSoap = soap_new(); //新建soap fsuSoap->send_timeout = fsuSoap->recv_timeout = 5; //soap发送、接收超时 fsuSoap->transfer_timeout = 30; //soap消息传输超时 // soap_set_mode(fsuSoap, SOAP_C_NOIOB); // saop 服务器程序 8080为端口号，最后一个参数不重要。 iSocket_master = soap_bind(fsuSoap, NULL, 8080, 100); //绑定到相应的IP地址和端口（）NULL指本机，然后监听 if (iSocket_master< 0) //绑定出错 { soap_print_fault(fsuSoap, stderr); exit(-1); } printf("SoapBind success,the master socket number is:%d\n",iSocket_master); //绑定成功返回监听套接字 while(1) { iSocket_slave = soap_accept(fsuSoap); //收到套接字连接 if(iSocket_slave < 0) { soap_print_fault(fsuSoap, stderr); exit(-1); } //客户端的IP地址 fprintf(stderr,"Accepted connection fromIP= %d.%d.%d.%d socket = %d \n", \ ((fsuSoap->ip)>>24)&&0xFF,((fsuSoap->ip)>>16)&0xFF,((fsuSoap->ip)>>8)&0xFF,(fsuSoap->ip)&0xFF,(fsuSoap->socket)); printf("Socket connect success,the slave socket number is:%d\n",iSocket_slave); soap_serve(fsuSoap); printf("soap_serve end..."); soap_end(fsuSoap); //服务器出错才到这一步 } soap_done(fsuSoap); free(fsuSoap); return 0; } /** * soap服务器用户数据处理函数 * @param[in] *_xmlData 接收客户端的xml格式字符串 * @param[out] **_invokeReturn 服务器要回复大数据 * @return SOAP_OK or error code */ SOAP_FMAC5 int SOAP_FMAC6 ns1__invoke(struct soap* soap, char *_xmlData, char **_invokeReturn) { printf("ns1__invoke _xmlData\n"); printf("%s\n", _xmlData); char xmlData[500]; memset(xmlData, 0, sizeof(xmlData)); strcat(xmlData, "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>\n"); strcat(xmlData, "<Response>\n"); strcat(xmlData, "<PK_Type>\n"); strcat(xmlData, "<Name>LOGIN_ACK</Name>\n"); strcat(xmlData, "</PK_Type>\n"); strcat(xmlData, "<Info>\n"); strcat(xmlData, "<RightLevel/>\n"); strcat(xmlData, "</Info>\n"); strcat(xmlData, "</Response>"); *_invokeReturn = xmlData; // *_invokeReturn = "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>\n<Response>\n<PK_Type>\n<Name>LOGIN_ACK</Name>\n</PK_Type>\n<Info>\n<RightLevel/>\n</Info>\n</Response>"; printf("_invokeReturn _xmlData\n"); printf("%s\n", *_invokeReturn); return SOAP_OK; }
程序makefile：
顶层Makefile与Makefile.inc
DIRS := DIRS += sc_client DIRS += sc_server #DIRS += xml_test # Dummy targets for building and clobbering everything in all subdirectories all: @ for dir in ${DIRS}; do (cd $${dir}; ${MAKE}) ; done clean: @ for dir in ${DIRS}; do (cd $${dir}; ${MAKE} clean) ; done
Makefile.inc
SHELL = /bin/bash #CC := gcc -m32 #CPP := g++ #LD := ld #AR := ar #STRIP := strip CC := arm-linux-gnueabihf-gcc CPP := arm-linux-gnueabihf-g++ LD := arm-linux-gnueabihf-ld AR := arm-linux-gnueabihf-ar STRIP := arm-linux-gnueabihf-strip # -DWITH_DOM -DWITH_OPENSSL两个宏是链接openssl时要用的； # -DDEBUG宏用于开启SOAP协议收发日志，日志存于文件RECV.log、SENT.log、TEST.log之中 CFLAGS += -c -g -Wall #CFLAGS += -DWITH_DOM -DWITH_OPENSSL CFLAGS += -std=gnu99 CFLAGS += -DWITH_NO_C_LOCALE #CFLAGS += -WITH_NONAMESPACES CFLAGS += $(INCLUDE) # openssl目录名 OPENSSL_DIR := #OPENSSL_DIR += ../openssl # 源文件 SOURCES_FSU := SOURCES_FSU += ../soap_sc/soapC.c SOURCES_FSU += ../soap_sc/soapClient.c #SOURCES_FSU += ../soap_sc/soapServer.c SOURCES_FSU += ../soap_sc/stdsoap2.c SOURCES_COMM := # 目标文件 OBJECTS_FSU := $(patsubst %.c,$(TEMPDIR)%.o,$(filter %.c, $(SOURCES_FSU))) OBJECTS_COMM := $(patsubst %.c,$(TEMPDIR)%.o,$(filter %.c, $(SOURCES_COMM))) # 头文件路径 INCLUDE += -I../soap_sc/ \ -I../minixml/ \ # -I../libxml2/include \ # -I../tinyxml2/ \ # -I../comm/ \ # -I$(OPENSSL_DIR)/include \ # 共享库链接OpenSSL #LDLIBS += -L$(OPENSSL_DIR)/lib \ # -lssl \ # -lcrypto \ # 静态库链接OpenSSL #LDLIBS += $(OPENSSL_DIR)/lib/libssl.a \ # $(OPENSSL_DIR)/lib/libcrypto.a \ # -ldl \ # 静态库链接libxml2 #LDLIBS += ../libxml2/libxml2.a \ # -lm # 静态库链接minixml LDLIBS += ../minixml/libmxml.a #LDLIBS += -lmxml # 链接库(其他) LDLIBS += -lpthread %.o: %.cpp @echo " CPP " $@; @$(CPP) $(CFLAGS) -c -o $@ $< %.o: %.c @echo " CC " $@; @$(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $< .PHONY: all clean
客户端client的Makefile
include ../Makefile.inc PROGRAM = fsuc SOURCES += main.c OBJECTS := $(patsubst %.c,$(TEMPDIR)%.o,$(filter %.c, $(SOURCES))) all: $(OBJECTS_FSU) $(OBJECTS_COMM) $(OBJECTS) $(CC) -o $(PROGRAM) $(OBJECTS_FSU) $(OBJECTS_COMM) $(OBJECTS) $(LDLIBS) clean: rm -f $(OBJECTS_FSU) rm -f $(OBJECTS_COMM) rm -f $(OBJECTS) rm -f $(PROGRAM)
编译之后 先执行服务端程序，在执行客户端程序
服务端收到request
客户端发送request，并收到response
接下来开始尝试使用 libxml2 库生成和解析 xml
2.3 libxml2安装移植（改用minixml）
新建安装文件夹，这样方便我们提取库文件使用
mkdir /home/wangh/workspace/wh_tools/libxml-install
编写安装及配置脚本 wh_configure.sh 如下:
#!/bin/sh #sh文件需设置可执行权限 chmod +x wh_configure.sh #--prefix=PATH,指定make install时目标文件存放路径 PREFIX=/home/wangh/workspace/wh_tools/libxml-install #--host=target-platform 指定目标平台 HOST=arm-linux #交叉编译绝对路径 CC_DIR=/home/wangh/Tools/gcc-linaro-4.9-2014.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc #编译配置 #sudo ./configure --prefix=$PREFIX --host=$HOST CC=$CC_DIR --with-python=/home/wangh/workspace/wh_tools/libxml2-2.9.9/python #编译时由于提示没有python相关的头文件出错，又因为项目中不使用python相关的内容，所以没有讲python进库中，读者应该按照自己的需要要配置该选项。对于zlib同样的道理,--without-zlib不添加会编译出错 sudo ./configure --prefix=$PREFIX --host=$HOST --target=arm CC=$CC_DIR --without-zlib --without-python sudo make sudo make install
执行安装脚本
2.4 minixml安装移植
是一个小型的开源的XML解析器，采用 C 语言开发。该解析器最大的特点就是小型、无须依赖其他类库，在嵌入式系统中，minixml解析器很小巧（200k多点），很常用。
待续。。。。。
