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。

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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

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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"?>
");
    strcat(xmlData, "<Request>
");
    strcat(xmlData, "<PK_Type>
");
    strcat(xmlData, "<Name>LOGIN</Name>
");
    strcat(xmlData, "</PK_Type>
");
    strcat(xmlData, "<Info>
");
    strcat(xmlData, "<UserName>123</UserName>
");
    strcat(xmlData, "<PassWord>123</PassWord>
");
    strcat(xmlData, "<FsuId>10004</FsuId>
");
    strcat(xmlData, "<FsuIP>192.168.1.124</FsuIP>
");
    strcat(xmlData, "<FsuPort>10000</FsuPort>
");
    strcat(xmlData, "</Info>
");
    strcat(xmlData, "</Request>
");

    printf("soap_tmp_ns1__invoke._xmlData:
");
    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。
");
        printf("%s
", *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
",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 
",    
                ((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
",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
");
    printf("%s
", _xmlData);

    char xmlData[500];
    memset(xmlData, 0, sizeof(xmlData));
    strcat(xmlData, "<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
");
    strcat(xmlData, "<Response>
");
    strcat(xmlData, "<PK_Type>
");
    strcat(xmlData, "<Name>LOGIN_ACK</Name>
");
    strcat(xmlData, "</PK_Type>
");
    strcat(xmlData, "<Info>
");
    strcat(xmlData, "<RightLevel/>
");
    strcat(xmlData, "</Info>
");
    strcat(xmlData, "</Response>");

    *_invokeReturn = xmlData;
//    *_invokeReturn = "<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Response>
<PK_Type>
<Name>LOGIN_ACK</Name>
</PK_Type>
<Info>
<RightLevel/>
</Info>
</Response>";

    printf("_invokeReturn _xmlData
");
    printf("%s
", *_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。。。。。