View  Edit  Attributes  History  Attach  Print  Search

ACCUEIL | ARDUINO > S'INSTALLER > DEBUTER > APPROFONDIR | PROCESSING | MECATRONIQUE | MATERIEL | OUTILS | TESTS | Plus...|
Python > Shell > ATELIERS Python + Qt > PyQt apps > PyQt+Arduino | Mes Robots | RepRap | Mes lib'Arduino | Mes shields Arduino | Mes distros | Les Mini-PC |
ATELIERS ARDUINO| VIDEOS | COMPRENDRE | REFERENCES | CODER | TECHNIQUE | GNU/LINUX | LIENS | Rien à voir |

Programmer le pcDuino : Pyduino : Réseau : Serveur TCP / Http / Html / Javascript / Ajax actualisant et affichant la mesure d'une broche analogique sous forme de courbe.

Par X. HINAULT - Juillet 2013

Ce que l'on va faire ici

  • Dans ce code, je vous montre comment mettre en place un serveur TCP / Http / Html / Javascript / Ajax actualisant en temps réel et affichant la mesure d'une broche analogique sous forme de courbe.
  • C'est ici une sorte d'oscillo par le réseau !

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

Schéma fonctionnel

  • Le code Pyduino communique avec l'interface réseau du système qui assure la connexion avec le client distant. Une broche analogique est utilisée :
  • 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,
  • une résistance variable,

Instructions de montage

  • Connecter la sortie variable de la résistance variable à la broche A2, 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

# Tester l'envoi d'une requete Ajax, l'envoi d'une reponse et la gestion d'une reponse Ajax

from pyduino import * # importe les fonctions Arduino pour Python

import numpy as np

# entete declarative
compt=0 # variable de comptage
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

data=None # Tableau Numpy  global des donnees

#--- setup ---
def setup():

        # -- serveur TCP --
        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 - debug

        # analyse de la requete

        #====== si requete ajax ======
        if requete.startswith("GET /ajax"): # si la requete recue est une requete ajax

                lignesRequete=requete.splitlines() # recupere la requete est list de lignes
                print lignesRequete[0]  # premiere ligne = la requete utile

                #--- reponse serveur requete formulaire ---
                reponse=( # ( ... ) pour permettre multiligne..
                httpResponse() # entete http OK 200 automatique fournie par la librairie Pyduino

                # contenu reponse AJAX
                +

                reponseAJAXServeur() # 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

        #====== si requete GET simple = premiere requete => envoi page HTML+JS initiale ======
        elif requete.startswith("GET"): # si la requete commence par GET seul = premiere page

                print "Requete GET recue valide"

                #-- code Pyduino a executer au besoin
                global compt
                compt=0 # RAZ compt

                #--- reponse serveur requete initiale ---
                reponse=( # ( ... ) pour permettre multiligne..
                httpResponse() # entete http OK 200 automatique fournie par la librairie Pyduino

                # contenu page HTML+ JS initiale
                +

                pageInitialeHTMLJS() # 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 - debug

        #====== si requete pas valide ======
        else : # sinon requete pas valide

                print ("Requete pas valide")


        #====== une fois la page envoyée ======
        #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(50) # entre 2 loop()

# -- fin loop --

#========== fonction fournissant la page HTML + JS initiale incluant code javascript AJAX ======
def pageInitialeHTMLJS():

        # code Python a executer avant envoyer page

        # donnees types
        global data

        nombreValeurs=25;

        data=np.zeros((nombreValeurs,2)) # tableau de 1000 lignes x 2 colonnes
        data[:,0] = np.arange(0,nombreValeurs,1) # remplissage 1ere colonne = les x

        data[:,1] = np.arange(0,nombreValeurs,1) # remplissage 2eme colonne = les y
        #data[:,1] = np.random.normal(0,1,size=nombreValeurs)  # remplissage 2eme colonne = les y1
        # on laisse à 0 les 10ères valeurs

        #dataStr=",".join(data )   # pour convertir list en str avec elements separes par ,
        dataGraph="" # initialise chaine
        dataStr=str(data.tolist()) # convertit tableau numpy pour affichage dygraph ++
        dataGraph=dataGraph+dataStr

        # Note : lors envoi page initiale : donnees envoyees au sein code JS
        # lors envoi reponse ajax : donnees envoyees en tant que chaine texte

         # l'envoi initial d'un tableau de valeurs permet de fixer la largeur du graphique

        # options du graphique Dygraph a utiliser
        optionsGraph="""
        labels: [ "x", "y="], // labels series
        //width : 800, // largeur
        // height: 400, // hauteur
        valueRange: [0,4095], // plage valeurs Y
        showRangeSelector: true // affiche l'outil de selection plage voulue
        """


        contenuPageInitialeHTMLJS=( # debut page HTML
"""
<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta charset="utf-8" />
        <title>Test reponse Ajax</title>

        <!-- Debut du code Javascript  -->
        <script language="javascript" type="text/javascript">
        <!--

           // code javascript par X. HINAULT - www.mon-club-elec.fr - tous droits reserves - 2013 - GPL v3

        function path(jsFileNameIn) { // fonction pour fixer chemin absolu                              
                        var js = document.createElement("script");
                        js.type = "text/javascript";
                        //js.src = " http://www.mon-club-elec.fr/mes_javascripts/dygraphs/"+jsFileNameIn; // <=== serveur externe - modifier chemin ++ si besoin
                        //js.src = "http://127.0.0.1/javascript/dygraphs/"+jsFileNameIn; // serveur local
                        //js.src = "javascript/rgraph/"+jsFileNameIn; // chemin local  - fichier doit etre a la racine serveur
                        js.src = "http://"+window.location.hostname+":80"+"/javascript/dygraphs/"+jsFileNameIn; // si utilisation server http local port 80

                        document.head.appendChild(js);                                  
                        //alert(js.src); // debug

                } // fin fonction path

                //---- fichiers a charger ---                            
                path('dygraph-combined.js'); // fichier simplifiant acces a tous les fichiers de la librairie dygraph


        // variables / objets globaux
        var textInputDygraphs=null;

        var delai=100; // delai en ms entre 2 requetes AJAX
                var val=0;

        //---------- fonction initiale executee au lancement -----
        window.onload = function () { // au chargement de la page

                        textInputDygraphs=document.getElementById("valeurDygraphs");

                        g = new Dygraph( // cree l'objet du graphique

                        // containing div
                        document.getElementById("graphdiv"), // objet div utilise appele par son nom

                        // CSV ou chemin fichier CSV.

                        // donnees valides au format x,y1, y2, ..., yn \n
                        // x = horodatage ou chiffre
                        // horodatages valides : voir http://dygraphs.com/data.html#csv
"""

        +
        dataGraph
        +
""",

                        //-- parametres a utiliser pour le graphique
                        {
"""

        +
        optionsGraph
        +
"""
                        } // fin parametres


                        ); // fin declaration Dygraph


                        setTimeout(function () {requeteAjax(manageReponseAjaxServeur);}, delai); // setTimeOut avec fonction inline : 1er appel de la fonction requete Ajax
                        // nb : setTimeout() n'applique delai qu'une fois


        } // fin window.onload

        //---------- fonction de requete AJAX -----
        function requeteAjax(callback) { // la fonction recoit en parametre la fonction de callback qui gere la reponse Ajax
                        // la fonction de callback appelee sera celle definie dans setTimeOut : manageAjaxData
                        var xhr = XMLHttpRequest(); // declare objet de requete AJAX  - OK Firefox

                        xhr.open("GET", "/ajax", true); // definition de la requete envoyee au serveur ici : GET /ajax
                        xhr.send(null); // envoi de la requete

                        xhr.onreadystatechange = function() { // fonction de gestion de l'evenement onreadystatechange
                                if (xhr.readyState == 4 && xhr.status == 200) { // si reponse OK
                                        callback(xhr.responseText); // appel fonction gestion reponse en passant texte reponse en parametre
                                } // fin if
                        }; // fin function onreadystatechange

                } // fin fonction requeteAjax

                //------ fonction qui sera utilisee en fonction de callback = gestion de la reponse Ajax
                // cette fonction est executee cote client suite reception de la chaine de reponse ajax en provenance serveur
                function manageReponseAjaxServeur(stringDataIn) { // la fonction recoit en parametre la chaine de texte de la reponse Ajax

                        // ici la fonction assure actualise le graphique


                        // met a jour donnees a partir chaine recue
                        g.updateOptions( { 'file': stringDataIn } ); // met a jour les donnees du graphique

                        // recupere derniere valeur
                        textInputDygraphs.value=Number(g.getValue(0,g.numColumns()-1) ); // derniere valeur du graphique
                        // voir : http://dygraphs.com/jsdoc/symbols/Dygraph.html

                        // reinitialise delai rappel requete
                        setTimeout(function () {requeteAjax(manageReponseAjaxServeur);}, delai); // relance delai avant nouvelle requete Ajax

                } // fin fonction gestion de la reponse Ajax

                //-->
                </script>
                <!-- Fin du code Javascript -->


    </head>

    <body>  

   <div id="graphdiv"></div>
        <br/>
        Valeur courante = <input type="text" id="valeurDygraphs" />

        <br/>
        Serveur Pyduino : Affichage Dygraphs d'une mesure analogique par reponse de requete Ajax
        <br/>

    </body>

</html>
"""


)  # fin page HTML+JS initiale
        return contenuPageInitialeHTMLJS # la fonction renvoie la page HTML

#===================== Reponse AJAX ==================

#--- fonction fournissant la page de reponse AJAX
def reponseAJAXServeur():

        # definition des variables a uiliser dans la reponse
        global data

        # operations sur tableau de donnees
        #data[:,1]=data[:,1]*2

        # mesure la voie analogique A2
        value=analogRead(A2)
        print "Value=" + str(value)

        #data[:,1]= value=analogRead(A2)
        data[:,1]=np.roll(data[:,1],-1)  #fait defiler y de 1 cran vers la gauche
        data[-1,1]=value # modifie la valeur dernier elemnt Y

        # envoi du tableau en reponse Ajax
        #dataGraph=""
        #dataStr=str(data.tolist()) # convertit tableau numpy pour affichage dygraph ++
        #dataGraph=dataGraph+dataStr

        # attention : envoyer une chaine car la fonction JS recoit une chaine : c'est pas du code JS qu'on envoie
        # donnees sous forme d'une chaine
        # format "x,y\n"

        dataGraph=""

        # attention - ici le formatage est la chaîne brute, pas la chaîne au sein de code JS.. subtil.. !
        for i in range(len(data)-1):
                # format "x,y\n"
                dataGraph=dataGraph+str(data[i,0])+","+str(data[i,1]) + "\n" # le 2eme \n est dans la page HTML, le premier dans la chaine des donnees

        dataGraph=dataGraph+str(data[-1,0])+","+str(data[-1,1]) + "\n" # derniere ligne sans le plus

        print dataGraph

        # la reponse
        reponseAjax=( # debut page reponse AJAX
#"""123, 456, 789"""
dataGraph
)  # fin page reponse AJAX
        return reponseAjax# 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/EthernetServerAnalyseAjaxDygraphsAnalogx1.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 message texte avec la valeur analogique 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

  • Il est ici possible de régler le délai de réactualisation en modifiant la variable délai du code javascript. Il est possible également de modifier la plage de mesure à afficher (0-4095 par défaut ici, car le pcDuino fait des mesures analogiques sur 12 bits)