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给树莓派添加重启关机按钮

最近一段时间开始捣鼓树莓派了,弄的都是试验性质的。经常会出现些问题 导致连不上树莓派可能是卡死或者断网什么的,有没有显示器也不知道到底是什么情况。 没办法只有拔掉电源重启了。

后来想想长期这样弄也不是办法SD卡禁不起折腾啊,于是就想办法给它添加了个“关机和重启按钮”。

这里实现上用了GPIO接口,通过读取一个接口的高低状态然后调用 重启以及关机命令。

我的pi是B版v1。GPIO接口和v2稍微不一样。具体看下图 把代码的接口定义替换成对应的就行了

rasberrypi GPIO

下面这个两幅图更容易看

树莓派v1 GPIO接口定义 树莓派v2 GPIO接口定义

另外使用pin的编号有两种方式

  1. Board Pin 这种是自然排序的,重p1到p26
  2. BCM GPIO Broadcom的编号方法 (上图中的绿色方块部分GPIO*)

我在代码中使用的是 *BCM *。

这里用到了两个GPIO接口,7和17 你也可以自己修改下。 一个用来接收按键信号,另外一个驱动led显示状态

led有三个状态 长亮:正在重启, 闪动:正在关机, 不亮:等待状态。

面包板连接 树莓派重启面包板连接图
若你有杜邦线的话也可以不通过面包板连接,按钮那个GND的线也不是必须的,用手直接触摸 GPIO7 也能起到把这个电压拉低的效果

实现代码

#!/usr/bin/env python
# coding=utf-8
# author:ksc

import RPi.GPIO as GPIO
import time
import os,sys
import signal

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

#define GPIO pin
pin_btn=7
pin_led=17

GPIO.setup(pin_btn, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
GPIO.setup(pin_led, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)

press_time=0
count_down=10
led_on=1

def cleanup():
    '''释放资源,不然下次运行是可能会收到警告
    '''
    print('clean up')
    GPIO.cleanup()

def handleSIGTERM(signum, frame):
    #cleanup()
    sys.exit()#raise an exception of type SystemExit

def onPress(channel):
    global press_time,count_down
    print('pressed')
    press_time+=1
    if press_time >3:
        press_time=1
    if press_time==1:
        GPIO.output(pin_led, 1)
        print('system will restart in %s'%(count_down))
    elif press_time==2:
        print('system will halt in %s'%(count_down))
    elif press_time==3:
        GPIO.output(pin_led, 0)
        print 'cancel '
        count_down=10

GPIO.add_event_detect(pin_btn, GPIO.FALLING, callback= onPress,bouncetime=500)

#signal.signal(signal.SIGTERM, handleSIGTERM)
try:
    while True:
        if press_time==1:
            if count_down==0:
                print "start restart"
                os.system("shutdown -r -t 5 now")
                sys.exit()
            led_on=not led_on
            GPIO.output(pin_led, led_on)# blink led
        if press_time==2 and count_down==0:
            print "start shutdown"
            os.system("shutdown  -t 5 now")
            sys.exit()

        if press_time==1 or press_time==2:
            count_down-=1
            print "%s second"%(count_down)
        time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
    print('User press Ctrl+c ,exit;')
finally:
    cleanup()

使用方法

#创建程序,把代码粘贴进去保存
root@mypi:~# vi reboot.py
#修改可执行
root@mypi:~# chomod 775 reboot.py
#测试下
root@mypi:~# ./reboot.py

按一下按钮 系统进入重启状态倒计时10秒,在这段时间内你可以接着按一下切换到关机状态。 按第三下取消关机进入等待状态。这三种状态可通过按按钮不断切换。

#若没问题就可以让它后台运行了,
root@mypi:~# nohup ./reboot.py &
#想结束后台运行?
ps auxf #查找PID
kill PID

参考

上拉电阻和下拉电阻

使用 RPI.GPIO 模块的输入(INPUT)功能

RPI.GPIO WIKI

使用python向服务器POST大文件

使用python向服务器POST大文件

python 对http操作有几个库 urllib 、 urllib2 还有httplib

httplib比较偏底层 一般情况下使用urllib和urllib2就行了

NOTICE

在python3中urllib与urllib2被分割合并为了 urllib.request, urllib.parse, and urllib.error

httplib重命名为 http.client

分析http协议

python的这几个库中并没有提供直接上传文件的接口 我们先看下普通浏览器是怎么上传文件的 这里我在本地创建简单php程序 若有提交文件,则打印出文件相关的信息。否则显示一个上传表单表单

<?php
header('Content-Type: text/html; charset=utf-8');
if(!empty($_FILES)){
    var_dump($_FILES);
    exit;
}

?>

<!DOCTYPE HTML>
<html lang="en-US">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body style="text-align:center;">
    <form action="" method="POST" enctype="multipart/form-data" >
        <input type="text" name="username" value="ksc"/> <br/>
        <input type="file" name="file" />
        <input type="submit" value="submit"/>
    </form>
</body>
</html>

这里推荐一个抓包工具fildder 可以很方便的抓取htttp数据,并且直观的显示

下面就是抓取到的内容

POST http://localhost/test/postfile.php HTTP/1.1
Host: localhost
Connection: keep-alive
Content-Length: 295
Cache-Control: max-age=0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Origin: http://localhost
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/32.0.1700.107 Safari/537.36
Content-Type: multipart/form-data; boundary=----WebKitFormBoundarynHbCm1TeYE1AHFXv
DNT: 1
Referer: http://localhost/test/postfile.php
Accept-Encoding: gzip,deflate,sdch
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8,en;q=0.6

------WebKitFormBoundarynHbCm1TeYE1AHFXv
Content-Disposition: form-data; name="username"

ksc
------WebKitFormBoundarynHbCm1TeYE1AHFXv
Content-Disposition: form-data; name="file"; filename="b.txt"
Content-Type: text/plain

我是文件内容
------WebKitFormBoundarynHbCm1TeYE1AHFXv--

从第1-13行就是请求消息http头部的内容,然后下面有个空行 比较重要的几行是

POST http://localhost/test/postfile.php HTTP/1.1
Host: localhost
Content-Length: 295
Content-Type: multipart/form-data; boundary=----WebKitFormBoundarynHbCm1TeYE1AHFXv

内容数据

请求消息(Request message)有以下几部分组成

  • 请求行(request line), 例如 GET /images/logo.png HTTP/1.1
  • 请求头(Request Headers) 比如上面的 Host: localhost、 Content-Length: 295
  • 空行
  • 消息主体 message body

NOTICE

请求行与请求头必须以结尾,空行只能有不能有空格什么的 在HTTP/1.1协议中,除了Host 所有的请求头都是可选的(当然若上传文件的话,就必须设置了Content-Length和Content-Type了, 不然服务器收不到数据的,虽然也能成功响应)

这里message body的类型是multipart/form-data;

boundary 是随机的内容每次请求都不一样, Content-Type为 multipart/form-data; 可同时传输多项数据,而这些数据就是通过 boundary分割开来的

每一项的数据都是’–‘+boundary+换行开始 ,然后是Content-Disposition: form-data;name=”表单项名”

若是文件的话 还有个filename 以及Content-Type,接下来一个空行

最后’–‘+boundary+’–‘+换行结束

到这里整个http请求就结束了

模拟提交数据

其实http协议就是字符串按照约定规则拼接到一起 然后服务器再来解析得到数据 所以我们自己直接使用socket也能发起了一个http请求

但是有了urllib2我们可以省很多事 只需“拼接”内容部分就行了

urllib2.urlopen(url[, data][, timeout])

url 可以是一个链接或者Request对象 data 就是我们要“拼接的内容”

# coding=utf-8

import urllib2
import mimetypes
import os
import uuid

mimetypes.init()

url='http://localhost/test/postfile.php'
fileFieldName='myfile'
file_path='/a.txt'

boundary='--------ksc'+uuid.uuid4().hex;
print('boundary:'+boundary)
req = urllib2.Request(url)
req.add_header("User-Agent", 'ksc')
req.add_header("Content-Type", "multipart/form-data, boundary="+boundary)
def getdata(boundary,file_path):
    global fileFieldName
    file_name=os.path.basename(file_path)
    file_name=file_name.encode('utf-8')
    file_type= mimetypes.guess_type(file_name)[0] #根据文件名匹配文件的mime类型若没有匹配到会返回None
    if file_type==None:
        file_type = "text/plain; charset=utf-8"

    print file_type
    print file_name
    fileData=open(file_path,'rb').read()
    CRLF='\r\n'
    body = '';     
    body += '--' + boundary + CRLF;
    body += 'Content-Disposition: form-data; name="'+fileFieldName+'"; filename="' + file_name + '"'+CRLF;     
    body += "Content-Type: "+file_type+CRLF
    body += CRLF;     
    body += fileData + CRLF;     
    body += "--" + boundary + "--"+CRLF;  
    print 'body size:{0}'.format(len(body))
    return body

#req.add_header('Content-Length',len(body) ) #urllib2会自动添加
res = urllib2.urlopen(req,getdata(boundary,file_path))
print res.read().decode('utf-8');

下面是运行后的输出结果

boundary:--------ksc114eaa38291f43fdaca15ab3b4265a82
text/plain
a.txt
body size:388
array(1) {
  ["myfile"]=>
  array(5) {
    ["name"]=>
    string(5) "a.txt"
    ["type"]=>
    string(10) "text/plain"
    ["tmp_name"]=>
    string(24) "D:\xampp\tmp\php151B.tmp"
    ["error"]=>
    int(0)
    ["size"]=>
    int(197)
  }
}

php能正常接收传输的文件了 但是这里有个问题 ,我们拼接数据的时候使用的是

fileData=open(file_path,'rb').read()

直接把文件内容读到内存中去了,小文件还好,要是几百M上G的文件还用这种方法就不行了,这样会把你的内存吃干。

所以我们就需要弄个变通的方法,让它一块一块的发送数据,读一点发送一点。 这几个库并没有提供类似的方法实现这一个功能,所以就需要自己动手了。

首先介绍一个python的关键字 yield 关于介绍python yield的文章可以查看Python yield 使用浅析 可以通过它来实现一个生成器(generator) 来不断的读取文件数据,而且是只在我们需要的时候读取

def read_file(fpath): 
    BLOCK_SIZE = 1024 
    with open(fpath, 'rb') as f: 
        while True: 
            block = f.read(BLOCK_SIZE) 
            if block: 
                yield block 
            else: 
                return

然后我重写了 httplib 中 HTTPConnection.send(data)使它可以接收一个generator,从里面取数据然后发送 下面是原版HTTPConnection.send的源码

def send(self, data):
    """Send data to the server."""
    if self.sock is None:
        if self.auto_open:
            self.connect()
        else:
            raise NotConnected()

    if self.debuglevel > 0:
        print "send:", repr(data)
    blocksize = 8192
    if hasattr(data,'read') and not isinstance(data, array):
        if self.debuglevel > 0: print "sendIng a read()able"
        datablock = data.read(blocksize)
        while datablock:
            self.sock.sendall(datablock)
            datablock = data.read(blocksize)
    else:
        self.sock.sendall(data)

它支持文件类型File Object 或者是一个字符串

下面是个重新版本

def send(self, data):
    """Send data to the server."""
    if self.sock is None:
        if self.auto_open:
            self.connect()
        else:
            raise NotConnected()

    if self.debuglevel > 0:
        print "send:", repr(data)
    blocksize = 8192
    if hasattr(data,'next'):#支持迭代
        for datablock in data:
            self.sock.sendall(datablock)
    elif hasattr(data,'read') and not isinstance(data, array):
        if self.debuglevel > 0: print "sendIng a read()able"
        datablock = data.read(blocksize)
        while datablock:
            self.sock.sendall(datablock)
            datablock = data.read(blocksize)
    else:
        self.sock.sendall(data)

当然若想实现完美的文件提交,还需要做个封装,下面是一个简单的实现,还有写不完善的地方,post数据只能传文件,打算做个python lib封装一下

# coding=utf-8

import httplib
import mimetypes
import os
import uuid
import socket

mimetypes.init()

url='http://localhost/test/postfile.php'
fileFieldName='myfile'
file_path='/temp/a.txt'

content_length=0   
class builder:

    def __init__(self):

        self.boundary='--------ksc'+uuid.uuid4().hex;
        self.boundary='--------kscKKJFkfo93jmjfd0ismf'
        self.ItemHeaders=[];
        self.CRLF='\n'

    def getBoundary(self):
        return self.boundary

    def getHeaders(self):    
        '''return Request Headers'''
        headers={"Content-Type":"multipart/form-data, boundary="+self.boundary
                ,"Content-Length":self.getContentLength()
                }
        return headers        
    def putItemHeader(self,fieldName,file_path):

        file_name=os.path.basename(file_path)
        print file_name
        file_name=file_name.encode('utf-8')
        file_type= mimetypes.guess_type(file_name)[0] #guess file's mimetype
        if file_type==None:
            file_type = "text/plain; charset=utf-8"

        print file_type

        CRLF=self.CRLF
        head = '';     
        head += '--' + self.boundary + CRLF;
        head += 'Content-Disposition: form-data; name="'+fieldName+'"; filename="' + file_name + '"'+CRLF;     
        head += "Content-Type: "+file_type+CRLF
        head += CRLF;
        self.ItemHeaders.append({'head':head,'file_path':file_path})

    def getContentLength(self):    
        length=0
        for item in self.ItemHeaders:
            length+=len(item['head'])+os.path.getsize(item['file_path'])+len(self.CRLF)

        return length+len("--" + self.boundary + "--"+self.CRLF)

    def getdata(self):

        blocksize=4096
        for item in self.ItemHeaders:
            yield item['head']

            fileobj=open(item['file_path'],'rb')
            while True:
                block = fileobj.read(blocksize)
                if block:
                    yield block
                else:
                    yield self.CRLF
                    break

        body = "--" +self.boundary + "--"+self.CRLF;  

        yield body

class MyHTTPConnection(httplib.HTTPConnection):
    def send(self, value):
        if self.sock is None:
            if self.auto_open:
                self.connect()
                print '-----------------ksc: reconnect'
            else:
                raise NotConnected()

        try:
            if hasattr(value,'next'):
                print "--sendIng an iterable"
                for data2 in value:
                    self.sock.sendall(data2)    
            else:
                print '\n--send normal str'
                self.sock.sendall(value) 
        except socket.error, v: 
            if v[0] == 32:      # Broken pipe
                print(v)
                self.close()
            raise
        print '--send end' 

bl=builder()    

bl.putItemHeader(fileFieldName, file_path) 
bl.putItemHeader('bb', u'/temp/贪吃蛇.zip') 
#bl.putItemHeader('zipfile', u'/temp/a.zip') 

#注意web端post数据大小限制  
#这里 php.ini post_max_size = 30M

content_length=bl.getContentLength()
print "content_length:"+str(content_length)

url='/test/postfile.php'
#这里使用fiddler捕捉数据包,设置了fiddler为代理
fiddler_monitor=True
fiddler_monitor=False

if fiddler_monitor:
    httpconnect=MyHTTPConnection('127.0.0.1',8888)
    url='http://localhost'+url
else:
    httpconnect=MyHTTPConnection('localhost')

httpconnect.set_debuglevel(1)

headers = bl.getHeaders()
data    = bl.getdata()

httpconnect.request('POST', url, data ,headers)

httpres=httpconnect.getresponse()
print httpres.read().decode('utf-8')

现在有很多现成的第三方库比如 poster Requests 可以实现这些功能了,但是由于是第三方库需要用户手动安装,在一个我需要上传大文件时有个回调功能,这样就能显示进度了。 等运行稳定了会添加到kuaipan cli 里面,就可以摆脱poster依赖

参考资料

HTTP

python argparse模块bug:将版本信息输出到标准错误

今天打算把 kuaipan cli 编译成 二进制版本

kuaipan cli 使用的官方模块argparse解析命令行参数

下面这种方式,已经被官方废弃了,应该是为了解决 -v冲突的问题

parser=argparse.ArgumentParser(version='0.2')

后来修改为

    parser.add_argument('-v','--version', action='version', version='0.2', help="show program's version number and exit")

于是写了个脚本自动编译,并且获取版本号

version=`kuaipan.py -v`
echo $version

但是 $version 始终为空 ,单独执行 kuaipan.py -v是没问题的

运行环境 debian下是Python 2.7.3 ,window下是Python 2.7.6 都不行

然后怀疑是 argparse的问题

查看了下argparse模块的源码 版本号 是 1.1

class _VersionAction(Action):
....
    def __call__(self, parser, namespace, values, option_string=None):
        version = self.version
        if version is None:
            version = parser.version
        formatter = parser._get_formatter()
        formatter.add_text(version)
        parser.exit(message=formatter.format_help())
....
def _print_message(self, message, file=None):
    if message:
        if file is None:
            file = _sys.stderr
        file.write(message)

# ===============
# Exiting methods
# ===============
def exit(self, status=0, message=None):
    if message:
        self._print_message(message, _sys.stderr)
    _sys.exit(status)

问题出来知道了,这里默认的version action 把信息输出到了 stderr标准错误

所以在命令行中获取不到

已经有人提交了issue18920 以及path 不知道什么时候能发布出来

目前临时解决方法是:将标准错误stderr输出到stdout

version=`kuaipan.py -v 2>&1`
echo $version#0.2