我打算在ESP32控制板顯示OpenWrt路由器的運作時間、溫度、剩餘記憶體、已使用的記憶體百分比和用戶端數量（即：無線網路連線數）。
取得無線網路用戶端數量
Linux系統的iw命令（’i’代表interface，介面，’w’意指wireless，無線）用於設定和顯示無線裝置；搭配 ’dev’ 參數（代表device，裝置），可列舉路由器的無線網路晶片（phy，意指”physic”，實體）。例如，我的OpenWrt路由器（紅米AX6000）有5GHz和2.4GHz兩個頻段，因此會列出兩個網路晶片：
在終端機執行 ‘iw dev wlan0 station dump’ 命令，可呈現接入此 ‘wlan0’ 網路的所有用戶端資訊，包括它們的MAC位址、訊號強度（RSSI）、資料傳輸速率…等，像這樣：
因此，計算傳回的“Station”行數，就能得知Wi-Fi連線用戶數，這個需求可用grep命令達成，它有個計算內容行數的“c”參數（意指counter，計數）。同樣以讀取虛構的syslog檔為例：
底下敘述可計算其中包含‘Bluetooth’字串的行數：
若僅搜尋「以’Bluetooth’開頭」的字串，則要搭配規則表達式的’^’符號：
使用管線（|）轉交資料
假如省略grep的「檔案」參數，則代表讀取來自命令行的輸入。底下是搭配‘|’（管線）運算子，統計接入wlan0無線網路的用戶端數量的命令。管線‘|’負責把前一個命令的輸出，交給下一個命令處理。
Linux系統的殼層（shell）可執行腳本程式（shell script），達成自動化功能。底下是個設定變數的腳本程式敘述，在路由器終端機輸入這一行，將能取得連線到 “wlan0” 的裝置數量，並存入COUNTS變數。
COUNTS=$( iw dev wlan0 station dump | grep -c '^Station' )
“$( .. )”稱為「命令替換（Command Substitution）」，其作用是執行小括號裡面的敘述並傳回執行結果，在此是存入自訂變數。
「命令替換」的早期寫法是用反斜線（`）符號，因此上面的敘述可寫成：
COUNTS=`iw dev wlan0 station dump | grep -c '^Station' `
在終端機輸出變數值的命令是echo，底下的輸出代表有7個連線裝置。
我的路由器有wlan0和wlan1兩個無線介面，所以實際的連線裝置數量是這兩個介面的總和。若直接用 ‘+’ 運算子相加兩個變數，得到的結果將是相連的字串，如下圖左：
正確的辦法是用「算數展開（Arithmetic Expansion）」符號，也就是 $(( 和 )) 包圍運算式，如上圖右。但算數展開式大都僅支援整數，以及簡單的四則運算，若運算元包含浮點數字，會產生語法錯誤：
如果需要進行浮點數或複雜運算，可改用awk命令或者bc（代表basic calculator，基本計算機）工具程式。底下命令將統計wlan0和wlan1連線裝置的總和：
COUNTS=$(( $( iw dev wlan0 station dump | grep -c '^Station' ) + $( iw dev wlan1 station dump | grep -c '^Station' ) ))
執行結果：
編寫腳本程式
本單元將開始編寫一個Linux腳本程式，讓連線裝置或程式（如：網頁瀏覽器、ESP32控制板或者Python和JavaScript等程式）執行並取得即時資料。
首先要決定腳本程式的資料輸出格式，像底下的純文字形式，或者展示成HTML網頁，這兩者都方便人類閱讀。
運作時間：9天 12時34分56秒 CPU溫度：45.38°C 可用記憶體：336.29MB 已使用記憶體百分比：29.6% 連線裝置數：16
若是為了方便機器（如：ESP32和Arduino）解析資料，應該採用標準資料交換格式，例如JSON或XML。因為它們能用結構化的方式描述資料，並且方便程式解析。底下是JSON格式的例子：
{
"uptime":"9天 12:34:56",
"temp":"45.38°C",
"ram_avail":"336.29MB",
"ram_percent":"29.6%",
"clients":16
}
上面的 ”uptime”（運作時間）資料，把原本的秒數，轉換成比較容易理解的「天 時:分:秒」格式，可以用底下的awk命令達成：
使用cat命令輸出多行文字
假設程式只需要輸出單一元素的JSON資料，像這樣：
{ "uptime":"9天 12:34:56" }
可以用一行printf（格式化輸出）敘述完成，像下圖左，請注意最後的變數名稱參數要用雙引號包圍，否則printf會以資料裡面的空格為分界，拆解成不同的輸出。
在需要輸出多行內容的場合，使用cat命令比較方便，程式也更易讀。底下是採用cat命令的語法格式和輸出結果，包含「連線裝置數」和「運作時間」兩個元素的JSON資料。
其中的 “<<” 稱為here-doc（直譯為「此處-文件」）運算子，代表「從下一行到分界標記結束，把全部內容傳給標準輸入裝置（也就是終端機）」。
「分界標記（delimiter）」習慣上命名為EOF（意指“end of file”，檔案結尾），但可以用其他英文字母（大小寫有別），不包含空白和特殊字元。內文最後的結束標記必須單獨佔一行，前後不能有空格。
uHTTPd網站伺服器與CGI腳本
讓外部裝置（如：Arduino）執行OpenWrt路由器上的程式，取得它的運作狀態，最簡單的辦法是提供CGI腳本（CGI script）。CGI腳本指的是在HTTP網站伺服器端運作的程式，類似Python的Flask網站程式，預設存放在OpenWrt系統的 “/www/cgi-bin/” 目錄裡面。
假設「取得路由器狀態」的CGI腳本名叫 ”status”，而路由器的網址是192.168.1.1，外部裝置將能透過這個網址執行它：
http://192.168.1.1/cgi-bin/status
根據OpenWrt官網“uHTTPd webserver”文件的說明，OpenWrt主流版本的系統映像檔通常預設包含名叫uHTTPd的HTTP伺服器軟體套件；如果沒有，可以透過底下命令自行安裝：
opkg update opkg install uhttpd
我的紅米AX6000路由器安裝的是在恩山無線論壇，”bleach1991”編譯的版本，每個月大約更新三次，內含uHTTPd伺服器。
編寫與執行CGI腳本
底下是在瀏覽器顯示一個大標文字 “hello world!” 的基本CGI腳本程式。腳本程式的第一行必須是由井號和驚嘆號起頭的「直譯器指令（Shebang）」。
HTML標頭的相關說明，請參閱《超圖解Arduino互動設計入門》第18章的「認識 HTTP 通訊協定」單元。
請將這個程式碼存入 “/www/cgi-bin/” 路徑底下的 “hello” 文字檔。以使用nano文字編輯器建立此文件為例，請先在連線OpenWrt的終端機輸入底下命令安裝nano：
opkg update opkg install nano
接著執行底下命令，用nano開啟並新增 “hello” 文件：
nano /www/cgi-bin/hello
然後在nano編輯器裡面貼入底下的原始碼（在Windows的終端機中，按一下滑鼠右鍵即可貼入）：
#!/bin/sh echo "Content-type: text/html" echo "" cat <<EOF <html><body> <h1>hello world!</h1> </body></html> EOF
像這樣：
最後，按下Ctrl+O寫入檔案、按下Ctrl+X退出nano。
此時，若在瀏覽器中輸入：“http://192.168.1.1/cgi-bin/hello” 網址，將會看到如下的「禁止（Forbidden）」錯誤訊息，代表你沒有執行 “/cgi-bin/hello” 檔案的權限。
回到終端機，輸入底下命令，賦予 “/www/cgi-bin/hello” 檔案執行的權限；此即chmod +x的作用，chmod代表 “change mode”（改變模式），“+x” 代表「賦予執行（execute）權限」。
root@BleachWrt:~# chmod +x /www/cgi-bin/hello
重開網頁，即可正常執行：
顯示OpenWrt路由器狀態的完整CGI腳本
底下是傳回JSON格式，OpenWrt路由器狀態的完整CGI腳本原始碼，第2行的內容類型（Content-Type）標頭要設成 "application/json"。
#!/bin/sh
echo "Content-type: application/json"
echo ""
# 取得「運作時間」
UPTIME=$(awk '{
sec=int($1);
d=sec/86400;
h=(sec%86400)/3600;
m=(sec%3600)/60;
s=sec%60;
printf("%d天 %02d:%02d:%02d", d, h, m, s)
}' /proc/uptime )
# 取得「處理器溫度」
TEMP=$(
awk '{printf "%.2f°C\n", $1 / 1000}' /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp
)
# 取得「可用記憶體大小」
RAM_AVAIL=$(
awk '
/MemAvailable/ {printf "%.2f MB\n", $2/1024}
' /proc/meminfo
)
# 取得「已使用的記憶體大小」
RAM_PERCENT=$(
awk '
/MemTotal/ {t=$2}
/MemAvailable/ {a=$2}
END {
printf "%.1f%%\n", (1 - a/t) * 100
}
' /proc/meminfo
)
# 取得「連線裝置數量」
COUNTS=$((
$( iw dev wlan0 station dump | grep -c '^Station' ) +
$( iw dev wlan1 station dump | grep -c '^Station' )
))
cat <<EOF
{
"uptime":"$UPTIME",
"temp":"$TEMP",
"ram_avail":"$RAM_AVAIL",
"ram_percent":"$RAM_PERCENT",
"clients":$COUNTS
}
EOF
在終端機執行底下命令，用nano開啟、新增 “status” 文件：
nano /www/cgi-bin/status
貼入上面的原始碼之後，按下Ctrl+O寫入檔案、按下Ctrl+X退出nano。
最後，執行底下命令賦予 “status” 執行權限：
chmod +x /www/cgi-bin/status
用瀏覽器開啟 “http://192.168.1.1/cgi-bin/status” 網址，即可看到JSON格式的路由器狀態資訊。
如此，就可以使用ESP32 Arduino程式連線、解析並讀取OpenWrt網站的JSON資料，相關說明與程式範例可參閱《超圖解ESP32深度實作》第7章，也可以用Python請求（request）此JSON資料，再解析處理，請參閱《超圖解Python程式設計》第10章說明。
