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在不到 30 分鐘內建立樹莓派監視器儀表板

WBOY
發布: 2023-07-16 20:50:33
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在不到 30 分钟内构建一个树莓派监控仪表盘

你可能需要一個樹莓派的儀表板,以了解其效能狀況。在本文中,我將示範如何快速建立一個按需監控儀錶板,以即時查看你的樹莓派的 CPU 效能、記憶體和磁碟使用情況,並根據需要隨時添加更多視圖和操作。

如果你已經使用 Appsmith,你也可以直接匯入 範例應用程式 並開始使用。

Appsmith

Appsmith 是開源的 低程式碼 應用程式建置工具,可協助開發人員輕鬆快速地建立內部應用,例如儀表板和管理面板。它是一個用於儀表板的很好選擇,並減少了傳統編碼方法所需的時間和複雜性。

在此範例的儀表板中,我顯示以下統計資料:

  • CPU
  • 佔用百分比
  • #頻率或時脈速度
  • 計數
溫度
記憶體
  • 佔用百分比
  • 可用記憶體百分比
  • 總記憶體
空閒記憶體
#磁碟
  • 磁碟使用百分比
  • 絕對磁碟空間使用量
  • 可用磁碟空間
總磁碟空間

建立一個端點你需要一個從樹莓派取得這些資料並傳遞給Appsmith 的方法。 psutil 是用於監控和分析的 Python 函式庫,而 Flask-RESTful 則是一個建立 

REST API

 的 Flask 擴充功能。

Appsmith 每隔幾秒鐘調用REST API 以自動刷新數據,並以JSON 物件作為回應,其中包含所有所需的統計信息,如下所示:

{ "cpu_count": 4,"cpu_freq": [600.0,600.0,1200.0 ],"cpu_mem_avail": 463953920,"cpu_mem_free": 115789824,"cpu_mem_total": 971063296,"cpu_mem_used": 436252672,"cpu_percent": 1.8,"disk_usage_free": 24678121472,"disk_usage_percent": 17.7,"disk_usage_total": 31307206656,"disk_usage_used": 5292728320,"sensor_temperatures": 52.616 }
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1、設置REST API

如果你的樹莓派尚未安裝Python,請在樹莓派上打開終端並運行此安裝命令:

現在為你的開發設定一個 

Python虛擬環境

$ python -m venv PiData
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接下來,啟動該環境。你必須在重新啟動樹莓派後執行此操作。 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false">$ source PiData/bin/activate$ cd PiData</pre><div class="contentsignin">登入後複製</div></div>為了安裝Flask、Flask-RESTful 和以後需要的依賴項,請在你的Python 虛擬環境中建立一個名為 

requirements.txt

 的文件,並將以下內容新增到其中:<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false">flaskflask-restfulgunicorn</pre><div class="contentsignin">登入後複製</div></div>儲存文件,然後使用 

pip

 一次安裝它們。你必須在重新啟動樹莓派後執行此操作。 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false">(PyData)$ python -m pip install -r requirements.txt</pre><div class="contentsignin">登入後複製</div></div>接下來,建立一個名為 pi_stats.py 的檔案來存放使用 psutil 檢索樹莓派系統統計資料的邏輯。將以下程式碼貼到 

pi_stats.py

 檔案中:

from flask import Flaskfrom flask_restful import Resource, Apiimport psutilapp = Flask(__name__)api = Api(app)class PiData(Resource):def get(self):return "RPI Stat dashboard"api.add_resource(PiData, '/get-stats')if __name__ == '__main__':app.run(debug=True)
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###這段程式碼的功能如下:###
  • 使用 app = Flask(name) 来定义嵌套 API 对象的应用程序。
  • 使用 Flask-RESTful 的 API 方法 来定义 API 对象。
  • 在 Flask-RESTful 中将 PiData 定义为具体的 Resource 类 ,以公开每个支持的 HTTP 方法。
  • 使用 api.add_resource(PiData, '/get-stats') 将资源 PiData 附加到 API 对象 api
  • 每当你访问 URL /get-stats 时,将返回 PiData 作为响应。

2、使用 psutil 读取统计信息

要从你的树莓派获取统计信息,你可以使用 psutil 提供的这些内置函数:

  • cpu_percentagecpu_countcpu_freq 和 sensors_temperatures 函数分别用于获取 CPU 的占用百分比、计数、时钟速度和温度。sensors_temperatures 报告了与树莓派连接的所有设备的温度。要仅获取 CPU 的温度,请使用键 cpu-thermal
  • virtual_memory 函数可返回总内存、可用内存、已使用内存和空闲内存的统计信息(以字节为单位)。
  • disk_usage 函数可返回总磁盘空间、已使用空间和可用空间的统计信息(以字节为单位)。

将所有函数组合到一个 Python 字典中的示例如下:

system_info_data = {'cpu_percent': psutil.cpu_percent(1),'cpu_count': psutil.cpu_count(),'cpu_freq': psutil.cpu_freq(),'cpu_mem_total': memory.total,'cpu_mem_avail': memory.available,'cpu_mem_used': memory.used,'cpu_mem_free': memory.free,'disk_usage_total': disk.total,'disk_usage_used': disk.used,'disk_usage_free': disk.free,'disk_usage_percent': disk.percent,'sensor_temperatures': psutil.sensors_temperatures()['cpu-thermal'][0].current,}
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下一节将使用该字典。

3、从 Flask-RESTful API 获取数据

为了在 API 响应中看到来自树莓派的数据,请更新 pi_stats.py 文件,将字典 system_info_data 包含在 PiData 类中:

from flask import Flaskfrom flask_restful import Resource, Apiimport psutilapp = Flask(__name__)api = Api(app)class PiData(Resource):def get(self):memory = psutil.virtual_memory()disk = psutil.disk_usage('/')system_info_data = {'cpu_percent': psutil.cpu_percent(1),'cpu_count': psutil.cpu_count(),'cpu_freq': psutil.cpu_freq(),'cpu_mem_total': memory.total,'cpu_mem_avail': memory.available,'cpu_mem_used': memory.used,'cpu_mem_free': memory.free,'disk_usage_total': disk.total,'disk_usage_used': disk.used,'disk_usage_free': disk.free,'disk_usage_percent': disk.percent,'sensor_temperatures': psutil.sensors_temperatures()['cpu-thermal'][0].current, }return system_info_dataapi.add_resource(PiData, '/get-stats')if __name__ == '__main__':app.run(debug=True)
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你的脚本已经就绪,下面运行 PiData.py

$ python PyData.py * Serving Flask app "PiData" (lazy loading) * Environment: production WARNING: This is a development server. Do not run this in a production environment. * Debug mode: on * Running on http://127.0.0.1:5000 (Press CTRL+C to quit) * Restarting with stat * Debugger is active!
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你有了一个可以工作的 API。

4、将 API 提供给互联网

你可以在本地网络中与 API 进行交互。然而,要在互联网上访问它,你必须在防火墙中打开一个端口,并将传入的流量转发到由 Flask 提供的端口。然而,正如你的测试输出建议的那样,在 Flask 中运行 Flask 应用程序仅适用于开发,而不适用于生产。为了安全地将 API 提供给互联网,你可以使用安装过程中安装的 gunicorn 生产服务器。

现在,你可以启动 Flask API。每次重新启动树莓派时都需要执行此操作。

$ gunicorn -w 4 'PyData:app'Serving on http://0.0.0.0:8000
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要从外部世界访问你的树莓派,请在网络防火墙中打开一个端口,并将流量定向到你树莓派的 IP 地址,端口为 8000。

首先,获取树莓派的内部 IP 地址:

$ ip addr show | grep inet
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内部 IP 地址通常以 10 或 192 或 172 开头。

接下来,你必须配置防火墙。通常,你从互联网服务提供商(ISP)获取的路由器中嵌入了防火墙。通常,你可以通过网络浏览器访问家用路由器。路由器的地址有时会打印在路由器的底部,它以 192.168 或 10 开头。不过,每个设备都不同,因此我无法告诉你需要点击哪些选项来调整设置。关于如何配置防火墙的完整描述,请阅读 Seth Kenlon 的文章 《打开端口并通过你的防火墙路由流量》。

或者,你可以使用 localtunnel 来使用动态端口转发服务。

一旦你的流量到达树莓派,你就可以查询你的 API:

$ curl https://example.com/get-stats{ "cpu_count": 4, "cpu_freq": [600.0,600.0,1200.0 ], "cpu_mem_avail": 386273280, ...
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如果你已经执行到这一步,那么最困难的部分已经过去了。

5、重复步骤

如果你重新启动了树莓派,你必须按照以下步骤进行操作:

  • 使用 source 重新激活 Python 环境
  • 使用 pip 刷新应用程序的依赖项
  • 使用 gunicorn 启动 Flask 应用程序

你的防火墙设置是持久的,但如果你使用了 localtunnel,则必须在重新启动后启动新的隧道。

如果你愿意,可以自动化这些任务,但那是另一个教程的内容。本教程的最后一部分是在 Appsmith 上构建一个用户界面,使用拖放式小部件和一些 JavaScript,将你的树莓派数据绑定到用户界面。相信我,从现在开始很容易!

在 Appsmith 上构建仪表盘

在不到 30 分钟内构建一个树莓派监控仪表盘硬件监控仪表盘

要制作一个像这样的仪表盘,你需要将公开的 API 端点连接到 Appsmith,使用 Appsmith 的小部件库构建用户界面,并将 API 的响应绑定到小部件上。如果你已经使用 Appsmith,你可以直接导入 示例应用程序 并开始使用。

如果你还没有,请 注册 一个免费的 Appsmith 帐户。或者,你可以选择 自托管 Appsmith

将 API 作为 Appsmith 数据源连接

登录到你的 Appsmith 帐户。

  • 在左側導覽列中找到並點擊 “查詢或 JSQUERIES/JS” 旁邊的 “ ” 按鈕。
  • 點選 「建立一個空白 APICreate a blank API」。
  • 在頁面頂部,將你的專案命名為 「PiData」。
  • 取得你的 API 的 URL。如果你使用的是 localtunnel,則是一個 localtunnel.me 地址,總是在末尾添加 /get-stats 以獲得統計資料。將其貼到頁面的第一個空白欄位中,然後點擊 “RUN” 按鈕。

確保在 “回應Response” 面板中看到成功的回應。

在不到 30 分钟内构建一个树莓派监控仪表盘Appsmith 介面

建立使用者介面

#Appsmith 的介面非常直觀,但如果你感到迷失,我建議你查看 在Appsmith 上建立你的第一個應用程式 教學。

在畫布上拖曳"文字Text"、"圖像Image"和"分隔線Divider"小工具作為標題。將它們排列如下:

在不到 30 分钟内构建一个树莓派监控仪表盘設定項目標題

「文字Text」 小工具包含你頁面的實際標題。鍵入比“Raspberry Pi Stats”更酷的內容。

「影像Image」 小工具用來展示儀表板的獨特標誌。你可以使用你喜歡的任何標誌。

使用 “開關Switch” 小工具來切換即時資料模式。從你建立的 API 取得數據,需要在 "屬性Property" 面板進行配置。

對於主體部分,使用來自左側的小部件庫的以下小部件創建一個CPU 統計資訊區域,使用以下小部件:

  • 進度條Progress Bar
  • 統計框Stat Box
  • 圖表Chart

對於記憶體和磁碟統計資訊部分,重複相同的步驟。磁碟統計資訊部分不需要圖表,但如果你能找到用途,那也可以使用它。

你的最終小部件佈局應該類似於以下:

在不到 30 分钟内构建一个树莓派监控仪表盘Appsmith 中的屬性設定

最後一步是將API 的數據綁定到你的小部件上。

將資料綁定到小部件上

回到畫布,並在三個類別的部分中找到你的小部件。首先設定 CPU 統計資訊。

要將資料綁定到“進度條Progress Bar” 小部件:

  • 點擊“進度條Progress Bar” 小部件,以打開右側的“屬性Property”面板。
  • 尋找 “進度Progress” 屬性。
  • 點選 “JS” 按鈕以啟動 JavaScript。
  • 在 “進度Progress” 欄位中貼上 {{PiData.data.cpu_percent ?? 0}}。此程式碼引用了你的 API 的資料流,名稱為 PiData。 Appsmith 將回應資料緩存在 PiData 的 .data 運算子內。鍵 cpu_percent 包含了 Appsmith 用來顯示 CPU 使用率百分比的資料。
  • 在 “進度條Progress Bar” 小部件下方新增一個 “文字Text” 小工具作為標籤。

在不到 30 分钟内构建一个树莓派监控仪表盘在設定畫面中綁定資料

在 CPU 部分有三个 “统计框Stat Box” 小部件。将数据绑定到每个小部件的步骤与绑定 “进度条Progress Bar” 小部件的步骤完全相同,只是你需要从 .data 运算符中绑定不同的数据属性。按照相同的步骤进行操作,但有以下例外:

  • 使用 {{${PiData.data.cpu_freq[0]} ?? 0 }} 来显示时钟速度。
  • 使用 {{${PiData.data.cpu_count} ?? 0 }} 来显示 CPU 计数。
  • 使用 {{${(PiData.data.sensor_temperatures).toPrecision(3)} ?? 0 }} 来显示 CPU 温度数据。

如果一切顺利,你将得到一个漂亮的仪表盘,如下所示:

在不到 30 分钟内构建一个树莓派监控仪表盘树莓派的仪表盘

CPU 利用率趋势图

你可以使用 “图表Chart” 小部件将 CPU 利用率显示为趋势线,并使其随时间自动更新。

首先,单击小部件,在右侧找到 “图表类型Chart Type” 属性,并将其更改为 “折线图LINE CHART”。为了显示趋势线,需要将 cpu_percent 存储在数据点数组中。你的 API 目前将其作为单个时间数据点返回,因此可以使用 Appsmith 的 storeValue 函数(Appsmith 内置的 setItem 方法的一个原生实现)来获取一个数组。

在 “查询或 JSQUERIES/JS” 旁边单击 “+” 按钮,并将其命名为 “utils”。

将以下 JavaScript 代码粘贴到 “代码Code” 字段中:

export default {getLiveData: () => {//When switch is on:if (Switch1.isSwitchedOn) {setInterval(() => {let utilData = appsmith.store.cpu_util_data;PiData.run()storeValue("cpu_util_data", [...utilData, {x: PiData.data.cpu_percent,y: PiData.data.cpu_percent}]); }, 1500, 'timerId')} else {clearInterval('timerId');}},initialOnPageLoad: () => {storeValue("cpu_util_data", []);}}
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为了初始化 Store,你在 initialOnPageLoad 对象中创建了一个 JavaScript 函数,并将 storeValue 函数放在其中。

你使用 storeValue("cpu_util_data", []); 将 cpu_util_data 中的值存储到 storeValue 函数中。此函数在页面加载时运行。

到目前為止,每次刷新頁面時,程式碼都會將 cpu_util_data 中的一個資料點儲存到 Store 中。為了儲存一個數組,你使用了 x 和 y 的下標變量,兩者都儲存了來自 cpu_percent 資料屬性的值。

你也希望透過設定儲存值之間的固定時間間隔來自動儲存這些資料。執行 setInterval 函數:

  • 取得儲存在 cpu_util_data 中的值。
  • 呼叫 API PiData
  • 使用最新的 cpu_percent 資料將 cpu_util_data 更新為 x 和 y# 變數。
  • 將 cpu_util_data 的值儲存在鍵 utilData# 中。
  • 僅當設定為自動執行函數時,才會重複執行步驟 1 到 4。你使用 Switch 小工具將其設為自動執行,這解釋了為什麼有一個 getLiveData 父函數。

在「設定Settings」 標籤中,找到物件中的所有父函數,並在「頁面載入時執行RUN ON PAGE LOAD」 選項中將 initialOnPageLoad 設定為「Yes(是)」。

在不到 30 分钟内构建一个树莓派监控仪表盘設定頁面載入時要執行的函數

現在重新整理頁面進行確認。

回到畫布。按一下 “圖表Chart” 小工具,並找到 “圖表資料Chart Data” 屬性。將綁定 {{ appsmith.store.disk_util_data }} 貼到其中。這樣,如果你自己多次運行物件 utils,就可以取得圖表資料。要自動運行此操作:

  • 尋找並點擊儀錶板標題中的 “即時資料開關Live Data Switch” 小工具。
  • 找出 onChange 事件。
  • 將其綁定到 {{ utils.getLiveData() }}。 JavaScript 物件是 utils,而 getLiveData 是在你切換開關時啟動的函數,它會從你的樹莓派取得即時資料。但是還有其他即時數據,因此同一開關也適用於它們。繼續閱讀以了解詳情。

將資料綁定到記憶體和磁碟部分的小部件與你在 CPU 統計資訊部分所做的方式類似。

對於記憶體部分,綁定如下所示:

  • 進度條中的綁定為:{{( PiData.data.cpu_mem_avail/1000000000).toPrecision( 2) \* 100 ?? 0 }}
  • 三個統計框小工具的綁定分別為:{{ \${(PiData.data.cpu_mem_used/1000000000).toPrecision(2)} ?? 0 }} GB{{ \${(PiData.data.cpu_mem_free/1000000000).toPrecision(2)} ?? 0}} GB 和 {{{ \${(PiData.data.cpu_mem_to# 和 {{{ \${(PiData.data.cpu_mem_total/1000000000 ).toPrecision(2)} ?? 0 }} GB

對於磁碟部分,進度條和統計框小部件的綁定分別變為:
  • 進度條的綁定為:{{ PiData. data.disk_usage_percent ?? 0 }}
  • 三個統計框小工具的綁定分別為:{{ \${(PiData.data.disk_usage_used/1000000000).toPrecision(2)} ?? 0 }} GB{{ \${(PiData.data.disk_usage_free/1000000000).toPrecision(2)} ?? 0 }} GB 和 {{ \${(PiData.data.disk_usage_to# 和 
  • {{ \${(PiData.data.tal00000000 ).toPrecision(2)} ?? 0 }} GB

這裡的圖表需要更新你為CPU 統計資料建立的 utils 對象,使用 storeValue 鍵名稱為 #disk_util_data#,嵌套在 getLiveData 下面,其邏輯與 cpu_util_data 類似。對於磁碟使用率圖表,我們儲存的 

disk_util_data### 的邏輯與 CPU 使用率趨勢圖的邏輯相同。 ###
export default {getLiveData: () => {//When switch is on:if (Switch1.isSwitchedOn) {setInterval(() => { const cpuUtilData = appsmith.store.cpu_util_data; const diskUtilData = appsmith.store.disk_util_data;  PiData.run();  storeValue("cpu_util_data", [...cpuUtilData, { x: PiData.data.cpu_percent,y: PiData.data.cpu_percent }]); storeValue("disk_util_data", [...diskUtilData, { x: PiData.data.disk_usage_percent,y: PiData.data.disk_usage_percent }]);}, 1500, 'timerId')} else {clearInterval('timerId');}},initialOnPageLoad: () => {storeValue("cpu_util_data", []);storeValue("disk_util_data", []);}}
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通过使用 utils JavaScript 对象在打开和关闭真实数据开关时触发的数据流可视化如下所示:

在不到 30 分钟内构建一个树莓派监控仪表盘切换

在打开实时数据开关时,图表会变成这样:

在不到 30 分钟内构建一个树莓派监控仪表盘显示实时数据

整体上,它既漂亮,又简约,而且非常有用。

祝你使用愉快!

当你对 psutils、JavaScript 和 Appsmith 更加熟悉时,我相信你会发现可以轻松无限地调整你的仪表板,实现非常酷的功能,例如:

  • 查看先前一周、一个月、一个季度、一年或根据你的树莓派数据允许的任何自定义范围的趋势
  • 为任何统计数据的阈值违规构建报警机制
  • 监控连接到你的树莓派的其他设备
  • 将 psutils 扩展到另一台安装有 Python 的计算机上
  • 使用其他库监控你家庭或办公室的网络
  • 监控你的花园
  • 跟踪你自己的生活习惯

在下一个令人兴奋的项目中,祝你玩得愉快!

以上是在不到 30 分鐘內建立樹莓派監視器儀表板的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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來源:51cto.com
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