Comandare un LED con il Raspberry attraverso un web server REST in Node.js

Avete la necessità di accendere un led o in generale leggere/impostare un qualsiasi pin del GPIO del Raspberry Pi via web? La soluzione più semplice e comoda è probabilmente utilizzare un server REST in Javascript con Node.js.

Esistono sicuramente anche altre valide alternative, io ho scelto questa perché negli ultimi mesi mi sono trovato diverse volte a lavorare con Node.Js e l’ho apprezzato veramente tanto per la sua semplicità e al contempo grossa potenza modulare, con un’infinità di pacchetti ed estensioni NPM.

Lo scopo di questa guida è quindi quello di accendere un led attaccato al gpio (con una resistenza e un mosfet, che non sono oggetto di questo post ma di cui potete trovare già tantissima documentazione) attraverso una semplice chiamata web http://indirizzo.ip/led/on.

Due led incastonati nel case del Raspberry, comandati da NodeJs

Parto dal presupposto che il Raspberry sia già stato configurato con la Raspbian installata ed attiva e che quindi abbiate già una conoscenza base generale del sistema.

Installare i pacchetti necessari con

[bash]curl -sLS https://apt.adafruit.com/add | sudo bash

sudo apt-get install node[/bash]

Verificate che node sia installato correttamente:

[bash]pi@raspberrypi node -v
v0.12.0[/bash]

creiamo un nuovo progetto ed installiamo le librerie necessarie

[bash]mkdir /home/pi/raspiledjs
cd /home/pi/raspiledjs

npm init[/bash]

E rispondere alle domande per creare il package del progetto

Adesso possiamo installare le dipendenze necessarie: Express (per creare il server REST), rpi-gpio (per gestire i GPIO del Rpi)

[bash]npm install express rpi-gpio –save[/bash]

Io ho inoltre voluto creare una pagina html semplice con dei bottoni per accendere e spegnere il led. Anche questa pagina sarà servita da node che funzionerà da web server.

Per creare l’interfaccia velocemente ho utilizzato boostrap e jquery, anch’esse installate con NPM:

[bash]npm install bootstrap jquery cors –save[/bash]

Adesso che abbiamo installato il necessario, passiamo al codice dell’applicazione. Io ho creato un “index.js” con questo contenuto:

[javascript title=”index.js”] var http = require(‘http’);
var express = require(‘express’);
var gpio = require(‘rpi-gpio’);
var exec = require(‘child_process’).exec;
var cors = require(‘cors’);
var app = express();
app.use(express.static(__dirname + ‘/public’));
app.use(‘/node_modules/bootstrap’, express.static(__dirname + ‘/node_modules/bootstrap’));
app.use(‘/node_modules/jquery’, express.static(__dirname + ‘/node_modules/jquery’));
app.use(cors());

var LEDPIN = 8;
var SERVERPORT = 80;

app.get(‘/led/:on’, function (req, res) {
console.log(‘led request = ‘ + req.params.on);
if (req.params.on == ‘on’) {
setLed(LEDPIN,1, function(err){
if (err) {
res.status(500).send(‘Oops, Something went wrong! ‘ + err);
} else {
res.status(200).send("LED 1 ON");
}
});

} else if (req.params.on == ‘off’) {
setLed(LEDPIN,0, function(err){
if (err) {
res.status(500).send(‘Oops, Something went wrong! ‘ + err);
} else {
res.status(200).send("LED 1 OFF");
}
});
}
else if (req.params.on == ‘read’) {
readStatus(LEDPIN, function(err, value){
if (err) {
res.status(500).send(‘Oops, Something went wrong! ‘ + err);
} else {
res.status(200).send(value);
}
});
} else {
res.status(404).send("Bad Request. Use /led1/on or /led1/off or /led1/read");
}
});

app.post(‘/shutdown’, function (req, res) {
res.status(200).send("Raspberry is shutting down…");
unexportPins();
execute("halt");
});

app.post(‘/restart’, function (req, res) {
res.status(200).send("Raspberry is restarting…");
unexportPins();
execute("restart");
});

// Express route for any other unrecognised incoming requests
app.get(‘*’, function (req, res) {
res.status(404).send(‘Unrecognised API call.’);
});

// Express route to handle errors
app.use(function (err, req, res, next) {
if (req.xhr) {
res.status(500).send(‘Oops, Something went wrong!’);
} else {
next(err);
}
});

//catches ctrl+c event
process.on(‘SIGINT’, function(){
unexportPins();
});

function unexportPins() {
gpio.destroy(function() {
console.log(‘All pins unexported’);
process.exit();
});
}

//init pin and app
gpio.setup(LEDPIN, gpio.DIR_OUT, function(err){
if (err) {
console.log("Error opening pin " + err);
return;
}
app.listen(SERVERPORT);
console.log(‘GPIO setup completed and server listening on port ‘ + SERVERPORT);
});
[/javascript]

L’unica configurazione da fare sono le variabili LEDPIN e SERVERPORT che trovate alle righe 12 e 13 dello script:

LEDPIN è il numero del GPIO che volete pilotare (segue la numerazione standard del Raspberry Pi, con il pin 1 in alto a sinistra, il secondo in alto a destra e così via. Riferimento completo qui.)
SERVERPORT è la porta sulla quale starà in ascolto il server. La porta 80 permette di accedere agli indirizzi semplicemente con http://ipraspberry/led/on

Una volta salvato il file, possiamo testarlo con un’unica accortezza: eseguirlo con i permessi di root, altrimenti il raspberry non riuscirà a gestire i GPIO

[bash]sudo node index.js[/bash]

se tutto è andato bene dovreste leggere una frase del tipo

[bash]GPIO setup completed and server listening on port 80[/bash]

a questo punto potete provare ad attivare il vostro GPIO semplicemente da un qualsiasi browser in rete con il raspberry (anche da smartphone), aprendo l’indirizzo

http://192.168.1.10/led/on

dove 192.168.1.10 è l’ip del Raspberry in questo caso. (vi consiglio di impostarlo statico…)

Nella consolle di Node dovreste leggere contemporaneamente

[bash] led request = on Setting pin 8 to[/bash]

Gli endpoint che questo script rende disponibili sono i seguenti:

[GET] http://192.168.1.10/led/on – Attiva il pin
[GET] http://192.168.1.10/led/off – Disattiva il pin
[GET] http://192.168.1.10/led/read – Legge lo stato del pin
[POST] http://192.168.1.10/shutdown – Spegne il Raspberry
[POST] http://192.168.1.10/reboot – Riavvia il Raspberry

Ovviamente al pin comandato potrete collegare qualsiasi cosa, non solo un led !

Se infine volete eseguire uno script node in automatico all’avvio, vi consiglio l’ottimo Forever.

Interfaccia web

Lascio qua anche la paginetta web che ho creato per testare i servizi. Sia il file index.html che functions.js vanno salvati nella cartella “public” dell’applicazione node appena creata (ovvero /home/pi/raspiledjs/public ) e saranno raggiungibili semplicemente all’indirizzo http://ipdelraspberry/
nota: all’inizio del file functions.js inserire l’ip del raspberry nella variabile url.

[html title=”index.html”] <!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="utf-8">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
<title>RASPiLedJs</title>
<!– Bootstrap –>
<link href="../node_modules/bootstrap/dist/css/bootstrap.min.css" rel="stylesheet">
<script type="text/javascript" src="./functions.js"></script>
</head>
<body>

<h1>RASPiLedJs</h1>

<label>Last response: </label>
<input type="text" id="response">

<h2>SYSTEM</h2>

<div class="btn-group" role="group" aria-label="…">
<button type="button" class="btn btn-default" onclick="restart()">RESTART</button>
<button type="button" class="btn btn-default" onclick="shutdown()">SHUTDOWN</button>
</div>

<!– jQuery (necessary for Bootstrap’s JavaScript plugins) –>
<script src="../node_modules/jquery/dist/jquery.min.js"></script>
<!– Include all compiled plugins (below), or include individual files as needed –>
<script src="../node_modules/bootstrap/dist/js/bootstrap.min.js"></script>
</body>
</html>
[/html] [javascript title=”functions.js”] var url = "http://192.168.1.125/";

function output(text) {
var elem = document.getElementById("response");
if (elem!= null)
elem.value = text;
}
[/javascript]

Interfaccia web

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