domenica 9 dicembre 2018
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Node-RED! La dashboard “comanda tutto” in 5 minuti!

Idea

Node-red è un tool in grado di fare praticamente di tutto e con estrema facilità è possibile anche creare una accattivante interfaccia web responsive adatta ad ogni dispositivo e progetto. Trascinando semplicemente un pulsante ed il nodo exec si può avere un pagina web che può eseguire qualsiasi comando o eseguibile serva al nostro progetto, nel tempo stimato di 30 secondi, deploy e debug compreso!
Per la migliore comprensione della guida importa in node-red il codice che troverai a fine articolo, poi prosegui con la lettura e, se l’articolo ti sarà stato utile, ricordati di condividerlo.

La dashboard

Questa dashboard è solo un esempio di quanto sia semplice e veloce, con node-red creare un interfaccia web in grado di gestire tutto quello che vogliamo.

Layout

Nel tab dashboard in alto a destra, dopo aver creato un gruppo dove mettere i pulsanti, stabiliamo la dimensione della griglia web responsive di 6×6, in base a questo si possono adattare tutti gli elementi al suo interno.
Comandi bash
Pulsanti
Nella prima parte, intitolata “comandi bash”, creiamo dei pulsanti “button” dalla categoria di nodi “dashboard”, la dimensione lasciamola automatica cosi da averne uno per riga. L’icona fa uso dei fontAwesome, una libreria di icone molto utilizzate nei siti web, in pratica basta scrivere fa- ed aggiungere il nome dell’icona che trovate sul sito Font Awesome 
I colori invece accettano come valori i nomi standard (red, white…) o i colori esadecimali ricavabili ad esempio dal sito W3School .
La parte fondamentale è il messaggio che dovrà inviare nel flusso, chiamato payload, che altro non è, in questo caso, che il comando da eseguire nella bash del Raspberry Pi.
Esecuzione
Il payload (messaggio/comando) arriva al nodo “exec” che eseguirà il comando nel terminale,  nel nostro caso volendolo lasciare valido per tutti i pulsanti optiamo di non impostare al suo interno il comando, ma di appendere il payload del pulsante.
Il bello del nodo exec è che ha tre uscite, lo standard output, lo standard error e il codice di ritorno, cosi da poter differenziare le azioni in caso di successo, fallimento o altri codici di uscita.

Output

Standard output
Nel nostro esempio abbiamo scelto di indirizzare il payload dello standard output verso un nodo “notification” in grado di far apparire una casellina col messaggio e scomparire dopo tot secondi.
Essendo nell’era dei comandi vocali, serviva anche una risposta vocale, quindi nella stessa uscita dello standard output colleghiamo il nodo “audio out” cosi il nostro browser ci leggerà il messaggio, usando la voce TTS che conosce.
Standard error

Come ogni buon programma che si rispetti deve saper gestire gli errori e reagire di conseguenza, quindi dal nodo exec colleghiamo l’uscita stderr ad un altra notifica, dandogli i colori rosso e giallo per allertarci. La scelta migliore sarebbe oltre al messaggio proseguire nel flusso, o adibire un flusso alternativo alla gestione dell’errore con l’esecuzioni di altri comandi o avvisi tramite rpinotify, email, smartwatch o ciò che più preferiamo.

Return code

L’uso del return code garantisce una gestione più granulare dei comandi, potendoli integrare nei nostri script ed eseguendo così delle azioni dedicate ad ogni exit code.

Il Linux Documentation Project  stabilisce di riservare degli exit code a delle situazioni particolari:

  • 0 – Comando eseguito correttamente
  • 1 – Catchall per errori generali
  • 2 – Uso improprio dei builtin della shell (secondo la documentazione di Bash)
  • 126 – Il comando invocato non può essere eseguito
  • 127 – “comando non trovato”
  • 128 – Argomento non valido da chiudere
  • 128 + n – Segnale di errore fatale “n”
  • 130 – Script terminato da Control-C
  • 255 \ * – Esce dallo stato fuori intervallo

Per un esempio di personalizzazione dei return code in python, basterebbe aggiungere al nostro script python sys.exit(n), dove al posto di n metteremo un numero a nostra scelta. Vi rimando alla documentazione ufficiale per maggiori dettagli.

Debugger

Uno dei componenti fondamentali per impare ad usare node-red, ed analizzare cio che passa nei vari flussi, è il nodo debug.

Tramite il nodo debug possiamo analizzare in modo dettagliato i vari payload o gli oggetti completi tramite console web o terminale. Per fare ciò sarà sufficiente collegare l’uscita di qualsiasi nodo al debugger, per vedere nel tab debug tutti i messaggi che transitano, dove verranno precisate le proprietà, il tipo di oggetto ed i valori.

Possono tornare utili questi pulsanti per copiare in memoria il percorso corretto di un oggetto, utile per ricavare correttamente il valore che ci interessa. Il secondo invece copiera il singolo valore, mentre il terzo fisserà il messaggio in modo da non venire sommerso dagli altri.

I filtri del debugger, verranno usati , oltre al pulsante a destra del nodo debug, per tenere sotto controllo solo lo stretto necessario, senza dover scollegare i vari debugger.

 

Grafici di sistema

Che dashboard sarebbe senza grafici?

Visto che che la nostra dashboard serve a gestire il nostro Raspberry Pi, partiamo dalle informazioni base di utilizzo della CPU, RAM e filesystem usando gli oggetti gauge e chart del gruppo dashboard.

Per raccoglie le informazioni, possiamo usare i comandi da terminale oppure i nodi installabili dal menù manage palette come node-red-contrib-os .

Node-red-contrib-os ci fornisce i nodi OS, Drivers, UpTime, CPUs, Loadavg, Memory, NetworkIntf, i quali sono grado di fornirci oggetti con tantissime informazioni.
Se sei abituato a Windows ti troverai disorientato nel vedere i dati risultanti perché linux di solito non usa misurare CPU e RAM con un solo valore totale ed in percentuale; per analizzarli inviali ad un nodo debug così da poterli comprendere bene.

Partiamo da come avviare il controllo, per farlo serve i nodo inject, che senza un payload può ad intervalli regolari avviare il flusso verso gli altri nodi che analizzeranno e visualizzeranno i risultati.

Il nodo che ho chiamato RAM, invia molti dati nel payload, ma a noi interessa solo quello nella posizione {{msg.payload.memusage | number:0}} , il quale andrà scritto nella casella Value format del nodo gauge chiamato memoria.

Passiamo al nodo per la CPU, il quale di fornisce il valore di ogni singola CPU, ma nel nostro caso, per semplificare, abiliteremo la voce “Create a message for overall usage” cosi da avere un solo valore globale da inviare ai nodi gauge e chart i quali manterranno i valori di default.

La percentuale del filesystem non mi piaceva tanto come veniva rappresentata dal nodo “drivers” cosi ho scelto di recuperalo con un comando da terminale usando il nodo exec

df -h --type=ext4 --output=pcent | grep -o '[0-9]\+'

Visto che la percentuale dello spazio occupato nel disco cambia lentamente, è più utile creare un inject con tempi più lenti, in modo da alleggerire il Raspberry Pi

Elementi html e CSS

Un sito web che si rispetti oltre ad essere responsive, deve anche essere piacevole, quindi perché non personalizzarlo con stili CSS, implementazioni javascript o altro codice HTML a nostro piacimento?

La parte che preferisco sono i CSS, hanno rivoluzionato il web, separando il lavoro del programmatore web, dal designer. I CSS possono cambiare radicalmente un qualsiasi sito donando animazioni ed effetti speciali moderni. L’amplia e semplice documentazione su w3schools ci permette di creare il nostro CSS in pochi semplici passaggi e, per chi volesse le animazioni, in questa sezione  le troviamo spiegate molto bene.

Per aggiungere la grafica o altri elementi web alla nostra dashboard node-red sarà sufficiente aggiungere il nod ui_template nella categoria dashboard.

Il nodo template possiamo aggiungerlo ad un gruppo o all’head della pagina, potendo  comprendere qualsiasi codice valido html o angular/angular-material è molto versatile, pensate a quanti script troviamo già pronti online o possiamo semplicemente sbizzarrirci con le nostre abilità.

I fogli di stile possiamo aggiungerli in due modi, linkare un foglio di stile esterno, oppure integrarlo tra i tag html  <style> . Quindi perché non fare un esperimento?

Esperimento CSS

Crea un nodo ui-template non collegato a niente e incollaci dentro questo codice.

<style>
.fa {
-webkit-animation: rotation 2s infinite linear;
}
@-webkit-keyframes rotation {
from {
-webkit-transform: rotate(0deg);
}
to {
-webkit-transform: rotate(359deg);
}
}
</style>

Niente male la magia dei CSS! Prova ad immaginare cosa si può fare integrando anche angular!
Direi che con questo piccolo spunto possiamo creare dei bei progetti da sfoggiare nel forum, la gara ha inizio!

Codice

Ecco il codice da importare in Node-RED per iniziare i nostri fantastici progetti!
Bitbucket Repository

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A proposito di Enrico Sartori

Tecnico Microsoft da oltre un decennio, appena ho tempo cerco di imparare un po' di tutto.

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