PyCharm使用技巧：Raspberry Pi的遠端開發

AABBbaby發表於2018-08-15

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Raspberry Pi的遠端開發

介紹

網際網路連線的關鍵指標之一是它對網際網路上其他主機的ping時間。因此，編寫一個程式，定期ping其他主機並記錄結果。對於那些想要在其他遠端計算機上遠端執行程式碼的人，例如AWS例項或DigitalOcean Droplet，過程完全相同。

本教程是在Windows上建立的，程式碼是在RPi上執行的，RPi是一臺Linux計算機。在其他受支援的作業系統上，某些路徑和工作流程可能略有不同。

先決條件

確保滿足以下先決條件：

你有專業版的PyCharm。
程式碼將在任何Linux機器上執行。您也可以使用本地VM。

您還需要一些額外的軟體：

PostgreSQL，因為它將用於建立資料庫。
Libpq-dev，Psycopg2需要。
Python-dev，需要編譯Psycopg2。

要一次安裝所有這些，請執行以下命令：

sudo apt-get update && sudo apt-get install -y postgresql libpq-dev python-dev

Raspberry Ping

構建的應用程式包含兩部分：

首先，實際進行測量。為了測量結果，可以呼叫每個Linux機器（包括Raspberry Pi）附帶的ping命令列工具。然後，將結果儲存在PostgreSQL資料庫中。
其次，使用Flask應用程式對結果進行視覺化，該應用程式使用Matplotlib繪製最近結果的圖表。

準備你的Raspberry Pi

由於希望以後能夠檢視帶有結果的網頁，因此在網路中為Pi提供固定IP非常重要。為此，請編輯/ etc / network / interfaces。

將Pi設定為使用靜態IP後，請raspi-config在命令列中使用。轉到“ 高階選項”，選擇“ SSH”，然後選擇“ 是”。當你完成這項工作後，你就可以開始使用PyCharm了。

建立一個專案

建立一個純Python專案：選擇File | New Project。將專案命名為“raspberry.pi”。

然後按照 Configuring Remote Interpreters via SSH中所述新增SSH遠端直譯器。配置SSH伺服器時，請指定Pi（主機）的IP地址，例如172.27.120.177。另外，指定登入到裝置的憑據。

接下來，在PyCharm中，按Ctrl+Shift+A，開始輸入“啟動SSH會話”：

然後從主機列表中選擇您的Raspberry Pi，您應該連線。

接下來，安裝其他軟體。

在PostgreSQL中設定許可權和建立資料庫

現在需要在PostgreSQL中設定許可權。最簡單的方法是返回SSH終端，並執行以下命令以獲得Postgres使用者的SQL提示：

sudo -u postgres psql

現在建立一個使用者（Postgres術語中的 ‘role’），其名稱與執行該過程的使用者的名稱相同：

CREATE ROLE pi WITH LOGIN PASSWORD ‘hunter2’;

重要注意事項！請確保PostgreSQL中的角色與Linux使用者名稱具有相同的名稱。您可能還需要替換更好的密碼。在PSQL中用分號（；）來結束SQL語句是很重要的，因為它會假定您正在編寫多行語句，直到用分號終止。授予PI使用者登入許可權，這意味著使用者可以登入。沒有登入許可權的角色用於建立組。

接下來，建立一個資料庫：

CREATE DATABASE pi WITH OWNER pi;

其次，出口psql用\q。

捕獲pings

要獲取有關Internet連線質量的資訊，請使用系統的ping實用程式ping伺服器，然後使用正規表示式讀取結果。輸出 ping：

所有具有單獨往返時間的行都以64位元組開頭。所以讓我們建立一個檔案ping.pyFile | New - Python File），然後開始編碼。

這裡可以先獲取ping的輸出，然後遍歷這些行，選擇以數字開頭，後跟“bytes from”字樣的行：

此時，如果您執行程式碼（Ctrl+Shift+F10），您應該看到此程式碼在Raspberry Pi上遠端執行：

要檢查部署設定是否已正確設定，請指向主選單上的Tools | Deployment 。應檢查檢查命令“ Automatic Upload”。

儲存ping

如果要儲存ping PostgreSQL，為它們建立一個表。首先，需要建立一個PostgreSQL資料庫：

選擇PostgreSQL後，將開啟資料來源頁面：

在此頁面上，下載所需的驅動程式，輸入所需的憑據，然後單擊“Test Connection”按鈕以確保已連線。

由於我們的資料庫只暴露給localhost，所以需要使用SSH隧道：

在連線之後，通過執行setup_db.sql指令碼來建立表。從GitHub複製貼上指令碼，連線後立即開啟SQL控制檯，然後使用綠色播放按鈕執行。

現在已經有了這個工作，然後擴充套件指令碼，將ping記錄到資料庫中。要從Python連線到資料庫，需要安裝psycopg2。為此，請指向 File | Settings（對於Windows和Linux）或PyCharm / Preferences （對於macOS使用者），然後單擊Project Interpreter頁面，然後使用"+"圖示來安裝包

Cron

實際上會定期記錄ping，需要安排執行此指令碼。為此，將使用cron。當對資料庫使用對等身份驗證時，需要確保指令碼以pi使用者身份執行。因此，開啟一個SSH會話（確保已登入 pi），然後執行crontab -e以編輯使用者crontab。然後在檔案的底部新增以下行：

*/5 * * * * /home/pi/raspberryping/ping.py jetbrains.com >> /var/log/raspberryping.log 2>&1

確保檔案末尾有換行符！

第一個*/5意味著指令碼將每5分鐘執行一次。如果您想要不同的頻率，您可以瞭解有關crontabs的更多資訊。現在還需要建立日誌檔案並確保指令碼可以寫入它：

sudo touch /var/log/raspberryping.log

sudo chown pi:pi /var/log/raspberryping.log

此時花點時間，當您稍後再回來時，應該記錄一些ping時間。讓檢視PyCharm的資料庫工具。開啟 Database tool window 在螢幕右側），然後雙擊該表。您應該看到它包含值：

建立Flask應用程式

如果看不到有關它們的統計資料，那麼記錄ping是沒有好處的。因此，編寫一個小型Flask應用程式（安裝Flask，pip install在終端中使用），並使用 matplotlib繪製最近ping時間的圖表。

在Flask應用程式中，將建立兩個路徑：

On /，這裡將列出在過去一小時內使用基本統計資料確定的destinations（最後一小時的最小，平均，最長時間）。
在/ graphs / 上，我們將繪製過去3小時內ping的圖表。

該路線很簡單：只是執行一個查詢來獲取感興趣的資料，並傳遞給模板。為了確保一切正常，在呼叫時設定一個斷點 render_template：

然後啟動除錯會話（圖示動作startDebugger svg）並在瀏覽器中檢視結果。/ graphs / 路線要複雜得多。首先，必須在合理大小的垃圾箱中獲得過去三個小時的平均值（比方說，10分鐘）。其次，必須繪製圖形。

查詢資料

要尋找的資料是：

在過去3小時內每10分鐘一次
獲取指定目標的最小，平均和最長ping時間

第一部分使這個查詢相當複雜。即使PostgreSQL支援間隔，日期範圍以及生成一系列日期的方法，也無法生成一系列範圍。這個問題的一個解決方案是公用表表示式（CTE），這是一種執行子查詢的方法，您可以在以後將其稱為真實表。

要以10分鐘的間隔獲取過去三小時的一系列timestamps很簡單：

select begin_time from generate_series(now() - interval '3 hours', now(), interval '10 minutes') begin_time;

該generate_series函式有三個引數：begin，end和step。該功能適用於數字和timestamps，因此可以輕鬆實現。需要兩個timestamps之間的時間。可以使用另一個SQL magic： window functions，它允許在當前所在的行之前或之後處理行。所以新增 end_time到查詢中：