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Programmer le pcDuino : Pyduino : Réseau : Créer un serveur TCP / Http générant une page HTML intégrant un code Javascript affichant un canva simple.

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 simple générant une page HTML intégrant un code Javascript qui affiche un canva simple .
  • Un canva est une zone de dessin affichée dans la fenêtre du navigateur client : c'est un outil très polyvalent pour permettre toutes sortes d'affichages graphiques côté client !
  • On utilise ici une fonction dédiée pour fournir la page HTML+ code Javascript, rendant le code plus facile à maintenir.

Les "plus" 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 !

Note technique

  • A nouveau, un peu à la façon des "poupées gigognes" notre code est écrit en Python...
    • qui intègre lui-même la page HTML
      • qui intègre elle-même le code Javascript qui sera exécuté côté client !

Pré-requis

Activité préalable

  • Avant de générer votre page HTML et Javascript avec pyduino, vous pouvez la créer et la tester sur votre poste fixe.
  • Si vous ne connaissez pas l'HTML ou le langage Javascript (langage exécuté côté client), voir les tutos PDF dédiés au réseau.
  • 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 :

<!-- Debut de la page -->
<html>

        <!-- Debut entete -->
        <head>

                <meta charset="utf-8" /> <!-- Encodage de la page  -->
                <title>JavaScript: Test Canva </title> <!-- Titre de la page -->

                <!-- Debut du code Javascript  -->
                <script language="javascript" type="text/javascript">
                <!--                     
                window.onload = function() {

                        var canvas = document.getElementById("nomCanvas"); // declare objet canvas a partir id = nom

                        canvas.width = 300; // largeur canvas
                        canvas.height = 300; // hauteur canvas

                        if (canvas.getContext){ // la fonction getContext() renvoie True si canvas accessible

                                var ctx = canvas.getContext("2d"); // objet context permettant acces aux fonctions de dessin

                                // le code graphique ci-dessous

                                // carre gris de la taille du canvas
                                ctx.fillStyle = "rgb(200,200,200)"; // couleur de remplissage rgb 0-255
                                ctx.fillRect (0, 0, canvas.width, canvas.height); // rectangle

                                // carre vert
                                ctx.fillStyle = "rgb(0,255,0)"; // couleur remplissage
                                ctx.fillRect (50, 50, 200, 200); // rectangle

                        } // fin si canvas existe

                        else {
                                // code si canvas non disponible
                        } // fin else

                } // fin window.onload
                //-->
                </script>
                <!-- Fin du code Javascript -->    

        </head>
        <!-- Fin entete -->

        <!-- Debut Corps de page  -->
        <body >

                <canvas id="nomCanvas" width="300" height="300"></canvas>

                <br />
                Exemple de Canva

        </body>
        <!-- Fin de corps de page   -->

</html>
<!-- Fin de la page   -->
 
  • 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 :
  • 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

  • Pas utilisées.

Instructions de montage

  • Simplement 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 générant une page HTML avec code Javascript simple.

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
"""
<!-- Debut de la page -->
<html>

        <!-- Debut entete -->
        <head>

                <meta charset="utf-8" /> <!-- Encodage de la page  -->
                <title>JavaScript: Test Canva </title> <!-- Titre de la page -->

                <!-- Debut du code Javascript  -->
                <script language="javascript" type="text/javascript">
                <!--                     
                window.onload = function() {

                        var canvas = document.getElementById("nomCanvas"); // declare objet canvas a partir id = nom

                        canvas.width = 300; // largeur canvas
                        canvas.height = 300; // hauteur canvas

                        if (canvas.getContext){ // la fonction getContext() renvoie True si canvas accessible

                                var ctx = canvas.getContext("2d"); // objet context permettant acces aux fonctions de dessin

                                // le code graphique ci-dessous

                                // carre gris de la taille du canvas
                                ctx.fillStyle = "rgb(200,200,200)"; // couleur de remplissage rgb 0-255
                                ctx.fillRect (0, 0, canvas.width, canvas.height); // rectangle

                                // carre vert
                                ctx.fillStyle = "rgb(0,255,0)"; // couleur remplissage
                                ctx.fillRect (50, 50, 200, 200); // rectangle

                        } // fin si canvas existe

                        else {
                                // code si canvas non disponible
                        } // fin else

                } // fin window.onload
                //-->
                </script>
                <!-- Fin du code Javascript -->    

        </head>
        <!-- Fin entete -->

        <!-- Debut Corps de page  -->
        <body >

                <canvas id="nomCanvas" width="300" height="300"></canvas>

                <br />
                Exemple de Canva

        </body>
        <!-- Fin de corps de page   -->

</html>
<!-- Fin de la page   -->
"""

)  # 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/EthernetServerHTMLJSCanvaSimple.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.
  • 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 192.168.1.13:8080. 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 intégrant l'entête http et la page HTML
  • Du côté client, la page HTML doit s'afficher : le code javascript va afficher un canva dans la fenêtre du navigateur.
  • Il est possible également d'éditer le source de la page permettant de s'assurer que le code HTML + javascript envoyé par le code pyduino est correct
  • 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) !
  • Simple et efficace.

Discussion technique

  • Ce code pourra servir de base pour mise en place d'une serveur Python renvoyant une page HTML + Javascript avec un canva.