Arduino開發板與電路模組，延伸了軟體應用，隨著物聯網受到關注，相關技術也擴大發展空間  | 林信良
因在網路上經營「良葛格學習筆記」（openhome.cc）而聞名，曾任昇陽教育訓練中心技術顧問、甲骨文教育訓練中心授權講師，目前為自由工作者，專長為技術寫作、翻譯與教育訓練。喜好研究程式語言、框架、社群，從中學習設計、典範及文化。閒暇之餘記錄所學，技術文件涵蓋C/C++、Java、Ruby/Rails、Python、JavaScript、Haskell等多個領域。 |
從程式人角度看Arduino這類開發板與相關電路模組，實際上可視為軟體的延伸，它們使得開發者可以與實體世界的資訊做連結，近來IoT概念興起，開啟了這類連結更多可能性。
姑且不論IoT背後一些被炒作的概念，網路應用程式開發，本就是程式人擅長之領域，若可以透過網路控制開發板，實際上就給了軟體開發者更多的可能性，而在實現這些可能性時，現階段無論軟硬體，都有非常多的資源可供選擇。
Arduino與Web伺服器 如果想透過瀏覽器來控制Arduino，基本上要有個Web伺服器進行請求處理與回應，若Arduino硬體上沒有網路支援（例如單純使用Arduion Uno），可透過電腦來運行Web伺服器，再由Web伺服器與Arduino進行溝通。
目前來說，有現成的一些軟體具有這類功能，像是為了降低孩子們接觸Arduino困難的S4A（Scratch for Arduino），就內建有Web伺服器（命名為遠端感應器），可透過瀏覽器傳送請求給Web伺服器，訊息在Scratch中以廣播方式，讓訂閱對應訊息的程式積木可以進行相關流程，例如，讓Arduino角色的積木，可以控制LED的開與關。
透過S4A內建的Web伺服器作代理，解決了自行撰寫伺服器的問題，不過，在網頁操作時的使用者介面設計上，必須自行處理，在網路上有幾個名稱同為WebDuino的專案，其中node-webduino是基於node.js實現，它使用http模組來建立Web伺服器，並使用socketstream作為Web框架，實現了現成的網頁操作介面，當然，因為操作介面本身就是HTML、JavaScript、CSS組成，讓前端工程師，可以只使用前端技術，就作出讓網頁（以及行動裝置）與Arduino互動的應用程式。
實際上，電腦上建立的Web伺服器是作為代理（Proxy），當接收到瀏覽器請求時，處理並轉發訊息給Arduino，在Arduino官方網站最新的〈Interfacing with Other Software〉文件中，提供了各種軟體與Arduino互動的方式，而電腦與Arduino的溝通方式，基本上是透過serial頻道，如果開發者熟悉某個語言，可以基於該語言，實現自己的Web伺服器。
比方說，在Arduino官方網站〈Arduino + Python〉文件中，提供了Python如何透過pySerial從Arduino讀取資料，以及如何將資料傳送給Arduino的範例，因而，開發者可以使用Python建立一個簡單的Web伺服器，結合pySerial，就可以實現一個透過瀏覽器，讀取相關感應器資訊，或者是設定Arduino相關腳位的應用程式。
當然，並不是每個語言，都能提供與serial頻道溝通的功能（像是Flash），這時可以透過現成的代理伺服器程式，例如在Arduino官方網站上的〈Serial-to-Network Proxies〉，就提供各種代理程式，有些本身很簡單並提供原始碼，像是〈JavaProxy〉，如果開發者熟悉Java，可以基於它來做與Arduino的進一步整合；實際上，若從不懂node.js的前端工程師角度來看，方才介紹的node-webduino，就是一種代理伺服器程式。
硬體上的網路支援 顯然地，無論透過以上何種方式，都得有個電腦執行Web伺服器，而Arduino板子必須與電腦銜接，如果想要獨立地運行Arduino，那麼Arduino板子就必須有硬體上的網路功能支援，這可以透過外接網路模組，或者使用內建網路連線能力的Arduino板子來達成。
舉例來說，在Arduino官方網站〈Web Server〉文件中，介紹了如何在Arduino Uno加上Arduino Ethernet Shield這塊板子之後，以Ethernet程式庫建立網路伺服器，Arduino Ethernet Shield必須透過有線網路連結，如果要透過無線網路，可以在Arduino Uno加上Arduino WiFi Shield，在Arduino官方網站〈WiFi Web Server〉文件中，就有如何透過Wifi程式庫建立網路伺服器的相關介紹；另一個也常見的ESP8266 WiFi模組，也有對應方式建立伺服器。
如果想在Wiznet-based Ethernet shields（像是Arduino Ethernet Shield）上頭，建立功能更豐富的Web伺服器，可以使用GitHub上sirleech/Webduino，這是個名稱同為WebDuino的專案，它進一步提供了JSON/RESTful介面，以及HTTP Basic Authentication等功能。
如果想要同時具備有線與無線功能，可以使用Arduino Yún這塊板子，除了提供有線與無線網路之外，這塊版子本身具有兩個微控制器，其中一個運行Linux發行套件Linino，這表示開發者可以在上頭運行Linux的各種功能，像是用Python寫好程式，在Linino上安裝，然後使用Arduino官方語言來呼叫。
使用Arduino Yún的話，可以透過YunServer程式庫建立Web伺服器，開發者基於這個伺服器設計REST API，比方說，可以設計為透過瀏覽器直接呼叫arduino.local/arduino/digital/13/1時，在Arduino執行digitalWrite(13, HIGH)，或是呼叫arduino.local/arduino/robot/turnright時，讓Arduino機器人右轉。
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