got mqtt and wifi connection working reliably

2026-03-27 16:33:49 +01:00
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--- a/PROJEKT.md
+++ b/PROJEKT.md
@@ -60,11 +60,15 @@ sensor-pico/                     ← Git Repo Root
 │   ├── bme280/                  ← Git Submodule (lafftale1999/bme280_driver)
 │   └── dhcp_server/             ← DHCP Server (von pico-examples, kein Submodule)
 ├── src/
-│   ├── main.cpp                 ← Hauptprogramm
-│   ├── webserver.c              ← lwIP httpd Initialisierung + CGI-Handler
+│   ├── main.cpp                 ← Hauptprogramm (WiFi + MQTT Verbindungslogik)
+│   ├── webserver.c              ← lwIP POST-Handler + Formular-Parsing
+│   ├── webserver.h              ← Exports: saved_ssid, saved_mqtt_* etc.
 │   └── fsdata.c                 ← Generiert von makefsdata, nicht im Git!
 ├── fs/
-│   └── index.html               ← Weboberfläche, wird beim Build eingebaut
+│   ├── index.html               ← Navigations-Hub (Links zu den Unterseiten)
+│   ├── wlan_config.html         ← WLAN SSID + Passwort Formular (POST /config)
+│   ├── mqtt_config.html         ← MQTT + Frequenz Formular (POST /mqtt-config)
+│   └── live_stats.html          ← (geplant) Live-Sensordaten
 ├── build/                       ← Von cmake generiert, nicht im Git
 ├── CMakeLists.txt
 ├── lwipopts.h                   ← lwIP Konfiguration
@@ -125,7 +129,7 @@ pico_sdk_init()
 add_subdirectory(lib/bme280 bme280_build)
 add_subdirectory(lib/dhcp_server dhcp_server_build)

-# makefsdata: fs/index.html → src/fsdata.c
+# makefsdata: fs/ → src/fsdata.c (wird von fs.c via #include eingebunden)
 add_custom_command(
    OUTPUT ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/src/fsdata.c
    COMMAND perl ${PICO_SDK_PATH}/lib/lwip/src/apps/http/makefsdata/makefsdata
@@ -133,12 +137,15 @@ add_custom_command(
    COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -P ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/prepend_include.cmake
    WORKING_DIRECTORY ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}
    DEPENDS ${CMAKE_SOURCE_DIR}/fs/index.html
+            ${CMAKE_SOURCE_DIR}/fs/wlan_config.html
+            ${CMAKE_SOURCE_DIR}/fs/mqtt_config.html
 )

+# fsdata.c wird NICHT in add_executable gelistet – fs.c inkludiert sie via
+# #include HTTPD_FSDATA_FILE (definiert in lwipopts.h als "src/fsdata.c")
 add_executable(sensor-pico
    src/main.cpp
    src/webserver.c
-    src/fsdata.c
 )

 pico_enable_stdio_usb(sensor-pico 1)
@@ -153,6 +160,7 @@ target_link_libraries(sensor-pico
    pico_cyw43_arch_lwip_threadsafe_background
    pico_lwip
    pico_lwip_http
+    pico_lwip_mqtt
    bme280
    dhcp_server
 )
@@ -260,16 +268,36 @@ Der Pico hat zwei Betriebsmodi:
 - ✅ Access Point (`SensorAP`, WPA2) öffnet sich
 - ✅ DHCP-Server läuft – Clients bekommen IP
 - ✅ Pico erreichbar unter `192.168.4.1`
- ✅ lwIP httpd läuft – Index-Seite wird ausgeliefert
+- ✅ lwIP httpd läuft – Seiten werden ausgeliefert
 - ✅ `makefsdata` automatisch im Build-Prozess eingebunden
- ✅ `fs/index.html` wird beim Build als Byte-Array in Firmware eingebaut
+- ✅ Alle HTML-Seiten aus `fs/` werden als Byte-Array in Firmware eingebaut
+- ✅ WLAN-Konfiguration über Captive Portal (POST Handler)
+- ✅ Pico verbindet sich mit bestehendem WLAN (Station Mode)
+- ✅ MQTT-Konfiguration über Webformular (Adresse, Port, User, Passwort, Frequenzen)
+- ✅ MQTT-Verbindung zum Broker steht
+- ✅ BME280 Sensor liest Messwerte aus und gibt JSON per printf aus
+- ⬜ Sensordaten per MQTT publishen
+- ⬜ Live-Daten Seite (`live_stats.html`)
+
+### Programm-Ablauf (main.cpp)
+```
+1. cyw43_arch_init() + httpd_init()
+2. WiFi-Schleife:
+   └─ ap_init() → warte auf SSID+Passwort → verbinde mit WLAN
+   └─ bei Erfolg: weiter; bei Fehler: neu versuchen
+3. MQTT-Config-Schleife:
+   └─ warte bis saved_mqtt_address gesetzt ist (Formular abgeschickt)
+   └─ connect_to_mqtt() → bei Fehler: Config zurücksetzen + neu warten
+4. Sensor-Loop (TODO):
+   └─ BME280 auslesen → per MQTT publishen
+```

 ### Geplante Anforderungen
-1. Beim Erststart: Access Point für Erstkonfiguration
-2. Weboberfläche zum Einstellen von:
-   - WLAN SSID + Passwort
-   - MQTT Broker (Adresse, Port, User, Passwort)
-   - Sendefrequenz
+1. ✅ Beim Erststart: Access Point für Erstkonfiguration
+2. ✅ Weboberfläche zum Einstellen von:
+   - ✅ WLAN SSID + Passwort
+   - ✅ MQTT Broker (Adresse, Port, User, Passwort)
+   - ✅ Messfrequenz + Pushfrequenz
 3. Im Produktionsbetrieb: Live-Daten + Einstellungen änderbar

 ### makefsdata – wie es funktioniert
@@ -286,6 +314,9 @@ Es liest alle Dateien aus dem `fs/`-Ordner und erzeugt daraus eine `fsdata.c` mi

 ### lwipopts.h
 ```c
+// fsdata.c wird von lwIP's fs.c via #include eingebunden – Pfad relativ zum Include-Root
+#define HTTPD_FSDATA_FILE           "src/fsdata.c"
+
 #define NO_SYS                      1
 #define LWIP_SOCKET                 0
 #define LWIP_NETCONN                0
@@ -310,18 +341,22 @@ Es liest alle Dateien aus dem `fs/`-Ordner und erzeugt daraus eine `fsdata.c` mi
 #define LWIP_HTTPD                  1
 #define LWIP_HTTPD_CGI              1
 #define LWIP_HTTPD_SSI              1
+#define LWIP_HTTPD_SUPPORT_POST     1  // POST-Body Callbacks aktivieren
 ```

 ---

 ## Nächste Schritte

- [x] `makefsdata` automatisch in cmake einbinden damit `fs/index.html` beim Build in die Firmware eingebaut wird
- [ ] Konfigurationsformular in `index.html` (WLAN + MQTT + Sendefrequenz)
- [ ] CGI-Handler in `webserver.c` für POST-Request vom Formular
- [ ] Einstellungen im Flash speichern
- [ ] WLAN Station Mode (Verbindung mit bestehendem Netz)
- [ ] MQTT einbinden
+- [x] `makefsdata` automatisch in cmake einbinden
+- [x] WLAN Konfigurationsformular + POST-Handler
+- [x] WLAN Station Mode
+- [x] MQTT Konfigurationsformular + POST-Handler
+- [x] MQTT Verbindung zum Broker
+- [x] BME280 Sensor auslesen
+- [ ] BME280 Sensordaten per MQTT publishen
+- [ ] Live-Daten Seite (`live_stats.html`)
+- [ ] Einstellungen im Flash speichern (Neustart ohne Neukonfiguration)

 ---

@@ -352,6 +387,22 @@ Es liest alle Dateien aus dem `fs/`-Ordner und erzeugt daraus eine `fsdata.c` mi
 - **${CMAKE_COMMAND} -E** – plattformunabhängige CMake-Dateibefehle (rename, copy, remove) ohne Shell-Abhängigkeit
 - **${CMAKE_COMMAND} -P** – führt ein CMake-Script direkt aus, ohne Shell-Umweg und ohne Quoting-Probleme
 - **GET vs POST** – GET-Parameter landen in der URL (sichtbar, in Logs), POST-Daten im Body – für Passwörter immer POST
+- **Buffer** – Array als temporärer Zwischenspeicher; in C immer manuell null-terminieren (`buf[len] = '\0'`)
+- **pbuf** – lwIPs internes Paket-Buffer-Format; Inhalt mit `pbuf_copy_partial()` extrahieren, danach `pbuf_free()` aufrufen
+- **strstr** – sucht Substring in String, gibt Zeiger auf Fundstelle zurück oder NULL
+- **strchr** – sucht einzelnes Zeichen in String, gibt Zeiger darauf zurück
+- **Zeigerarithmetik** – zwei Zeiger auf denselben String subtrahieren gibt die Länge zwischen ihnen
+- **strlen** – Länge eines C-Strings ohne Null-Terminator
+- **atoi** – wandelt C-String (`"30"`) in Integer (`30`) um; aus `<stdlib.h>`
+- **memset** – setzt alle Bytes eines Arrays auf einen Wert; `memset(arr, 0, sizeof(arr))` zum Nullen
+- **static (lokale Variable)** – lebt für die gesamte Programmlaufzeit, wird nicht bei jedem Aufruf neu initialisiert
+- **Asynchrone Callbacks** – Funktion wird nicht direkt aufgerufen sondern von lwIP registriert und später automatisch aufgerufen (z.B. bei MQTT-Verbindung)
+- **void *arg** – generischer Kontext-Zeiger in C-Callbacks; übergib `&deine_variable`, caste in Callback zurück mit `static_cast<typ*>(arg)`
+- **static_cast<>** – C++ Cast-Operator; typsicherer als C-Style-Cast `(typ)`
+- **Ternary Operator** – `bedingung ? wert_true : wert_false`; Kurzform für einfache if/else-Zuweisungen
+- **mqtt_client_t** – lwIP MQTT Client-Objekt; erstellt mit `mqtt_client_new()`
+- **mqtt_connect_client_info_t** – Struct mit Client-ID, Username, Passwort für MQTT-Verbindung
+- **MQTT Verbindungsflow** – `mqtt_client_connect()` kehrt sofort zurück; Ergebnis kommt asynchron im Callback

 ### CMake-Konzepte

@@ -375,3 +426,9 @@ Es liest alle Dateien aus dem `fs/`-Ordner und erzeugt daraus eine `fsdata.c` mi
 - `makefsdata` generiert `fsdata.c` ohne `#include "lwip/apps/fs.h"` → Compiler kennt `struct fsdata_file` nicht → `prepend_include.cmake` als Workaround
 - Shell-Quoting in CMake `COMMAND` ist fehleranfällig bei komplexen Perl-Ausdrücken → CMake-Scripts (`-P`) verwenden statt Shell-Befehle
 - `add_custom_command OUTPUT` mit relativem Pfad legt die Datei im Build-Verzeichnis ab, nicht im Source-Verzeichnis → immer absoluten Pfad mit `${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}` angeben
+- `pico_lwip_http` ist ein INTERFACE-Target – `target_include_directories` mit `PRIVATE` schlägt fehl; stattdessen `HTTPD_FSDATA_FILE` in `lwipopts.h` überschreiben
+- lwIP `fs.c` inkludiert `fsdata.c` direkt via `#include HTTPD_FSDATA_FILE` – ohne Override wird die Default-Seite aus dem pico-sdk verwendet statt der eigenen
+- `strcmp` gibt `0` zurück wenn Strings gleich sind, nicht `true` – `== true` prüft auf Verschiedenheit
+- lwIP CGI-Handler parst nur GET-Parameter aus der URL, nicht POST-Body → für POST-Formulare `LWIP_HTTPD_SUPPORT_POST` + die drei Callbacks (`httpd_post_begin`, `httpd_post_receive_data`, `httpd_post_finished`) verwenden
+- `dhcp_server_t` in `ap_init()` muss `static` sein – sonst wird der Stack-Speicher nach Funktionsrückkehr freigegeben, der DHCP-Server läuft aber weiter und greift auf ungültigen Speicher zu
+- `strncpy` fügt **kein** Null-Byte hinzu wenn exakte Länge übergeben wird → immer `dest[len] = '\0'` danach setzen