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Programmer le pcDuino : Pyduino : Réseau : Simple serveur TCP / Http affichant la mesure des 6 broches analogiques dans un tableau.

Par X. HINAULT - Juillet 2013

Ce que l'on va faire ici

  • Dans ce code, je vous montre comment mettre en place un simple serveur TCP la mesure des 6 broches analogiques dans un tableau. Ici, le serveur reçoit la requête Http reçue du client distant (le navigateur de votre choix sur un autre poste du réseau) et renvoie une page HTML intégrant un tableau.

Cet exemple, bien que très basique dans sa mise en forme, montre avec quelle facilité il est possible de créer son serveur HTML "maison" avec Pyduino : 1. créer sa page HTML dans un éditeur HTML, 2. copier/coller à l'identique la page HTML dans le code pyduino à l'endroit prévu pour çà, 3. intégrer les fonctions Pyduino utiles aux endroits voulus, 4. votre serveur est prêt : vous pouvez le lancer !!
En un mot, faîtes en une petite heure ce que vous feriez en une demi-journée avec Arduino + shield Ethernet...

Les "plus" de l'utilisation du réseau avec Pyduino :

  • Il n'est pas nécessaire d'installer quoi que ce soit de plus : les fonctions "réseau" sont directement accessibles depuis la librairie Pyduino !
  • La librairie Pyduino offre une réelle simplicité du code permettant d'implémenter un serveur TCP/Http à la façon "Arduino", de façon totalement personnalisée ! Il existe aussi des solutions plus avancées utilisables au besoin, mais pour rester simple et maîtriser totalement les échanges serveur/client, rien de tel que de coder soi-même son petit serveur "maison" !
  • D'un point de vue matériel, le mini-PC offre également, via sa carte réseau, une stabilité de la connexion plus robuste qu'avec un shield Arduino Ethernet. Et surtout, même si le serveur ne s'exécute pas correctement, l'accès VNC permet à tout moment de reprendre la main de façon distante sur le mini-PC, de relancer le serveur, chose impossible avec Arduino + shield Ethernet : si la connexion TCP est perdue, un reboot physique est obligatoire sur la carte Arduino !

Pré-requis

Activité préparatoire

  • Avant de générer votre page HTML avec pyduino, vous pouvez la créer et la tester sur votre poste fixe.
  • Si vous ne connaissez pas l'HTML, voir les tutos PDF dédiés au réseau. Vous trouverez également sur internet de nombreuses sources très bien faîtes.
  • Commencer par lancer l'éditeur HTML de votre choix. Sous Gnu/Linux, je vous conseille bluefish, simple et efficace. Puis copier/coller et enregistrer le code HTML suivant :

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta charset="utf-8" />
        <META HTTP-EQUIV="Refresh" CONTENT="2">
        <title>Titre</title>
    </head>

    <body>    
                <div style="text-align: center">*** Serveur de mesures analogiques ***</div>
                <br />
                <br />

                <table width="50%" align="center" valign="middle" >

                        <tr bgcolor="#FFBB00">
                        <td>Voie 0</td>
                        <td>Voie 1</td>
                        <td>Voie 2</td>
                        <td>Voie 3</td>
                        <td>Voie 4</td>
                        <td>Voie 5</td>
                        <td>Unit&eacute;</td>
                        </tr>

                        <tr bgcolor="#FFFF00">
                        <td>###</td>
                        <td>###</td>
                        <td>###</td>
                        <td>###</td>
                        <td>###</td>
                        <td>###</td>
                        <td>brut</td>
                        </tr>

                        <tr bgcolor="#FEF9A0">
                        <td>###</td>
                        <td>###</td>
                        <td>###</td>
                        <td>###</td>
                        <td>###</td>
                        <td>###</td>
                        <td> mV </td>
                        </tr>

                </table>

    </body>

</html>
 
  • Ensuite ouvrez cette page dans votre navigateur : vous devez la visualiser correctement.

Schéma fonctionnel

  • Le code Pyduino communique avec l'interface réseau du système qui assure la connexion avec le client distant. Six broches analogiques sont utilisées. Ici, 1 seul capteur est représenté, mais on peut utiliser jusqu'à 6 sans problème :
  • Noter que ce code fonctionne aussi bien en éthernet (filaire) qu'en wifi (sans fil) sous réserve que la connexion matérielle soit opérationnelle.

Le réseau utilisé

  • Note : le poste fixe peut évidemment être le poste depuis lequel vous accédez au pcDuino par VNC, au moins en phase d'essai.

Matériel nécessaire

Système

  • Le pcDuino
  • connecté à un réseau local actif associant :
    • un routeur (une box internet typiquement) +/- un switch réseau
    • d'autres postes sur le réseau, notamment un poste fixe ou une tablette.
    • voire un poste distant sur le web
  • Si on utilise le wifi, on utilisera le dongle wifi ou une clé USB wifi au lieu de l'interface réseau ethernet. Mais pour un simple test, rester en filaire, c'est plus simple !

E/S

  • une plaque d'essai pour montage sans soudures,
  • des straps,
  • 1 à 6 résistances variables ou capteurs analogiques,

Instructions de montage

  • Connecter la sortie variable de la résistance variable à une des broches A0 à A5, les deux autres broches de la résistance variable étant connectées entre le 0V et le 3.3V.
  • Connecter le pcDuino au réseau, ce qui est normalement déjà le cas si vous travaillez en accès VNC !

Le montage à réaliser

Le fichier *.py

Copier/coller ce code dans l'éditeur Geany :


#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-

# exemple pyDuino - par X. HINAULT - www.mon-club-elec.fr
# Juillet 2013 - Tous droits réservés - GPLv3
# voir : https://github.com/sensor56/pyDuino

# Serveur TCP / Http / HTML affichant la mesure des 6 voies analogiques

from pyduino import * # importe les fonctions Arduino pour Python

# entete declarative

ipLocale=Ethernet.localIP() # auto - utilise l'ip de l'interface eth0 du systeme

#ipLocale='192.168.1.25' # manuel - attention : utiliser la meme IP qu'une interface reseau du systeme
# pour connaitre les interfaces reseau sur le systeme : utiliser la commande $ ifconfig

print ipLocale # affiche l'adresse IP

port=8080 # attention port doit etre au dessus de 1024 sinon permission refusee par securite - 8080 pour http

serverHTTP=EthernetServer(ipLocale, port) # crée un objet serveur utilisant le port 8080 = port HTTP > 1024

#--- setup ---
def setup():
        global serverHTTP, ipLocale, port

        #serverHTTP.begin(10) # initialise le serveur - fixe nombre max connexion voulu
        serverHTTP.begin() # initialise le serveur - nombre max connexion par defaut = 5

        print ("Serveur TCP actif avec ip : " + ipLocale + " sur port : " + str(port) )
#--- fin setup

# -- loop --
def loop():

        global serverHTTP

        print ("Attente nouvelle connexion entrante...")
        clientDistant, ipDistante = serverHTTP.clientAvailable() # attend client entrant
        # code bloque ici tant que pas client ! Si present, on recupere d'un coup objet client ET son ip

        print "Client distant connecte avec ip :"+str(ipDistante) # affiche IP du client

        #--- requete client ---
        requete=serverHTTP.readDataFrom(clientDistant) # lit les donnees en provenance client d'un coup

        print requete # affiche requete recue

        #--- reponse serveur ---
        reponse=( # ( ... ) pour permettre multiligne..

        httpResponse() # entete http OK 200 automatique fournie par la librairie Pyduino

        # contenu page - ici date / heure du serveur et mesure nalogique A2
        +

        pageHTML() # voir la fonction separee - pour clarte du code

        +"\n") # fin reponse

        serverHTTP.writeDataTo(clientDistant, reponse) # envoie donnees vers client d'un coup

        print "Reponse envoyee au client distant : "
        #print (bytes(reponse))
        print (reponse) # affiche la reponse envoyee

        #serverHTTP.close()
        # remarque : le socket = serveur doit rester ouvert

        # quand on quitte l'application: la connexion TCP reste active un peu donc erreur si re-execution trop rapide du code
        # on peut utiliser un port voisin dans ce cas...

        delay(10) # entre 2 loop()

# -- fin loop --

#--- fonction fournissant la page HTML ---
def pageHTML():

        pageHTML=( # debut page HTML
"""
<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta charset="utf-8" />
        <title>Mon Serveur HTML</title>
    </head>

    <body>    
                <div style="text-align: center">*** Serveur de mesures analogiques ***</div>
                <br />
                <br />

                <table width="75%" align="center" valign="middle" >

                        <tr align="center"  bgcolor="#FFBB00">
                        <td>Voie 0</td>
                        <td>Voie 1</td>
                        <td>Voie 2</td>
                        <td>Voie 3</td>
                        <td>Voie 4</td>
                        <td>Voie 5</td>
                        <td>Unit&eacute;</td>
                        </tr>

                        <tr align="center" bgcolor="#FFFF00">
                        <td>"""
+  str(analogRead(A0))+ """</td>
                        <td>"""
+  str(analogRead(A1))+ """</td>
                        <td>"""
+  str(analogRead(A2))+ """</td>
                        <td>"""
+  str(analogRead(A3))+ """</td>
                        <td>"""
+  str(analogRead(A4))+ """</td>
                        <td>"""
+  str(analogRead(A5))+ """</td>
                        <td> brut </td>
                        </tr>

                        <tr align="center" bgcolor="#FEF9A0">
                        <td>"""
+  str(analogReadmV(A0))+ """</td>
                        <td>"""
+  str(analogReadmV(A1))+ """</td>
                        <td>"""
+  str(analogReadmV(A2))+ """</td>
                        <td>"""
+  str(analogReadmV(A3))+ """</td>
                        <td>"""
+  str(analogReadmV(A4))+ """</td>
                        <td>"""
+  str(analogReadmV(A5))+ """</td>
                        <td> mV </td>
                        </tr>

                </table>

    </body>

</html>
"""

)  # fin page HTML
        return pageHTML # la fonction renvoie la page HTML


#--- obligatoire pour lancement du code --
if __name__=="__main__": # pour rendre le code executable
        setup() # appelle la fonction setup
        while not noLoop: loop() # appelle fonction loop sans fin

 

Ce code est également disponible ici : https://raw.github.com/sensor56/pyduino-exemples/master/Ethernet/EthernetServerAnalogReadx6.py

Utilisation

  • Connecter le mini-PC au réseau
  • Appuyer sur le bouton exécuter dans Geany
  • Une fenêtre de Terminal doit apparaître : un message indique que le serveur attend un client entrant. Les paramètres du serveur sont affichés.
  • Ouvrir alors sur le poste client un navigateur, par exemple firefox, et saisir l'adresse ip du mini-PC suivie de :8080 ce qui donne par exemple 192.168.1.12:8080. On utilise ici le port 8080 d'où le :8080...
  • A ce moment là, on doit voir sur le mini-PC les messages attestant de la connexion du client ainsi que le requête reçue
  • Puis le serveur envoie sa réponse et le tableau avec les valeurs analogiques doit s'afficher dans le navigateur client.
  • Noter que le poste fixe peut simultanément accéder au mini-PC par VNC (qui utilise le port 5900) et par le navigateur client ( qui utilise le port 8080) !

Discussion technique

  • Truc : pour une réactualisation automatique de la page toutes les 2 secondes, ajouter la ligne :
<META HTTP-EQUIV="Refresh" CONTENT="30">