Просмотр исходного текста страницы Blog:Ustinov/27.06.2017 Сервер Статистики aka Автоматизация измерений Эпизод II

<summary [ hidden ]>
<center>[[File:StatServer.PNG|400px]]</center>
'''''Сервера Статистики УИЦ СРТТ'''''
</summary>

[[File:StatServer.PNG|right|600px]]
'''Д'''анная страница продолжает дело создания Сервера Статистики и написана по мотивам нескольких статей: [https://www.srns.ru/wiki/Blog:Boldenkov/06.04.2017_%D0%90%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%B8%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B9 этой], [https://www.srns.ru/wiki/Blog:Boldenkov/10.04.2017_%D0%9F%D0%BE%D0%B4%D0%BA%D0%BB%D1%8E%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_Javad_%D1%87%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B7_%D1%81%D0%B5%D1%82%D1%8C этой] и [https://www.srns.ru/wiki/Blog:Boldenkov/12.05.2017_Headless_Ubuntu этой].

Написана она для того, чтобы подвести итог и чтобы потом не забыть, как это сделано и работает сейчас.

Пути улучшения, как всегда, есть, но это дело будущего.

== Что за Сервер Статистики? ==
'''Сервер Статистики''' - отдельно выделенный компьютер, работающий круглосуточно, к которому подключены различные приемники, в свою очередь, решающиеся по одной антенне. На данный момент подключены '''Javad Lexon GGD''', '''Swift Navigation Piksi''' и наш '''Oryx''' в <s>серой коробке</s> походном исполнении. Далее в статье Oryx фигурирует под мейнстримовым названием '''MCR'''. IP сервера [https://srns.ru/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA_IP '''192.168.0.94'''], кодовое имя '''Evaluator''', пользователь '''srtt''', пароль известен.

== Чего он там делает? ==
На протяжении суток Сервер Статистики пишет логи себе в ''/tmp'', а в начале каждых суток (00:01) решается по ним, строит картинки, делает некоторые статистические (вот почему Сервер Статистики, а не логов) вычисления и шлет это на заданные почтовые адреса типа '''@gmail.com'''. 

После этого для Javad и Oryx '''логи''' копируются в папку ''/home/CommonFiles/logs'', затем стираются. Логи для Piksi, в настоящее время, слишком тяжелы, потому они просто стираются без копирования.

Необходимые '''скрипты''' находятся в папке ''/home/CommonFiles/scripts''.

Необходимые '''программы''' в папке ''/home/CommonFiles/progs''.

== Как заставить приемники делиться логами? ==
Для этого существуют скрипты.

'''Javad''' не имеет ethernet возможностей, потому для него два скрипта.

Первый, настраивает приемник и запускает трансляцию данных в сеть - ''broadcast_javad:''
<source lang="bash">
#!/bin/bash

PORT=/dev/ttyUSB0

stty -F $PORT raw
stty -F $PORT 115200 cs8 -parenb -cstopb -ixon

echo "em,,def:{1,,}" > $PORT
echo "em,,jps/gd"    > $PORT
echo "em,,jps/qd"    > $PORT
echo "em,,jps/WD"    > $PORT

nc -l -p 3500 < $PORT
</source>

Второй скрипт пишет логи - ''start_javad_log:''
<source lang="bash">
#!/bin/bash

IP=127.0.0.1
TcpPort=3500

DIR=/tmp/
FILE=javad.log

curl $IP:$TcpPort > $DIR/$FILE
</source>


'''MCR''' транслирует по сети протокол BINR через порт 3491. Для записи логов - ''start_mcr_log:''
<source lang="bash">
#!/bin/bash

IP=192.168.0.163
TcpPort=3491

DIR=/tmp/
FILE=mcr.log

curl $IP:$TcpPort > $DIR/$FILE
</source>


'''Piksi''' пишет лог с помощью GUI программы ''swift_console'' в формате JSON, скрипт ''start_piksi_log:''
<source lang="bash">
#!/bin/bash

IP=192.168.0.222
TcpPort=55555
DIR=/tmp
FILE=piksi.log

echo /home/CommonFiles/progs/swift_console_v1.0.A_linux/console -t -p $IP:$TcpPort -l -o $DIR --logfilename $FILE
DISPLAY=:1 /home/CommonFiles/progs/swift_console_v1.0.A_linux/console -t -p $IP:$TcpPort -l -o $DIR --logfilename $FILE
</source>
Сервер Статистики не имеет экрана, но должен запускать GUI приложение, по крайней мере на данный момент так. При запуске GUI приложений выдаются ошибки об отсутствии дисплея и завершении программы, это несколько странно, ведь наш сервер живет и вроде бы здравствует без экрана, а здесь в качестве выхода из ситуации поднят виртуальный X-сервер, который называется '''Xvfb''', он загружается автоматически при старте системы. Сделано это [https://www.srns.ru/wiki/Blog:Boldenkov/12.05.2017_Headless_Ubuntu так]. Соответственно, при запуске ''swift_console'' принудительно указывается этот виртуальный экран - '''DISPLAY=:1'''.

Посмотреть на виртуальный экран можно командой:
<source lang="bash">
ssvncviewer 192.168.0.94:5900
</source>

[[File:swift_console.png|600px]]

'''Ssvnc''' также запускается автоматически, но иногда умудряется просто прекращать свою работу, тогда необходимо запустить скрипт ''run_vnc:''
<source lang="bash">
#!/bin/bash

x11vnc -display :1 -bg -nopw -listen 192.168.0.94 -xkb
</source>

Доступные сетевые сервисы Сервера Статистики, в том числе проверить работу ''ssvnc'', можно командой:
<source lang="bash">
nmap -O 192.168.0.94
</source>
[[File:VNC_StatServer.png|400px]]

== И что теперь делать с этими логами? ==
Обработать.

Шаг 1. Конвертировать собранные логи в RINEX формат, поможет ''convert_all_to_rinex'':
<source lang="bash">
#!/bin/bash

DIR=/tmp

JAVAD=$DIR/javad.log
MCR=$DIR/mcr.log
PIKSI=$DIR/piksi.log

echo Javad: $JAVAD
convbin $JAVAD -r javad

echo MCR: $MCR
convbin $MCR -r nvs

echo Piksi: $PIKSI
export PIKSI_OUT=`echo $PIKSI | sed 's/\.log/\.obs/'`
/home/CommonFiles/progs/piksi_tools/piksi_tools/sbp2rinex.py $PIKSI -o $PIKSI_OUT

echo 'All convert!'
</source>
Для Javad и MCR используется скомпилированная программа '''convbin''' из RTKLib, для Piksi используется '''sbp2rinex.py''', предоставляемая Swift Navigation.

Шаг 2. Рассчитать решение, ''solve_all_from_rinex'':
<source lang="bash">
#!/bin/bash

DIR=/tmp

JAVAD=$DIR/javad.obs
MCR=$DIR/mcr.obs
PIKSI=$DIR/piksi.obs

NAV=`echo $MCR | sed 's/\.obs/\.nav/g'`
GNAV=`echo $MCR | sed 's/\.obs/\.gnav/g'`

REF="2846044.0 2200316.0 5249376.0"

OUT=`echo $JAVAD | sed 's/\.obs/\.pos/g'`
echo "Javad: $JAVAD  -> $OUT"
rnx2rtkp -r $REF -p 0 $JAVAD $NAV $GNAV -e > $OUT

OUT=`echo $MCR | sed 's/\.obs/\.pos/g'`
echo "MCR: $MCR  -> $OUT"
rnx2rtkp -r $REF -p 0 $MCR $NAV $GNAV -e > $OUT

OUT=`echo $PIKSI | sed 's/\.obs/\.pos/g'`
echo "Piksi: $PIKSI  -> $OUT"
rnx2rtkp -r $REF -p 0 $PIKSI $NAV $GNAV -e > $OUT

echo 'All solve!'
</source>
Используется скомпилированная программа '''rnx2rtkp''' из RTKLib, '''-r REF''' - задается опорная точка, '''-p 0''' - задается режим работы (0 - single), '''-e''' - формат выдачи данных (e - X/Y/Z ECEF).

== Когда уже статистика? ==
Вот теперь.

Визуализируем полученные данные, ''plot_all'':
<source lang="bash">
#!/bin/bash

DIR=/tmp

JAVAD=$DIR/javad.pos
MCR=$DIR/mcr.pos
PIKSI=$DIR/piksi.pos

JAVAD_OUT=`echo $JAVAD | sed 's/\.pos/\.plane/g'`
echo "$JAVAD  ->   $JAVAD_OUT"
cat $JAVAD | grep -v "^%" | awk '{print $3" "$4}' > $JAVAD_OUT
#cat $JAVAD | grep -v "^%" | awk '{print $3$4$5" "$6$7$8}' > $JAVAD_OUT

MCR_OUT=`echo $MCR | sed 's/\.pos/\.plane/g'`
echo "$MCR   ->  $MCR_OUT"
cat $MCR | grep -v "^%" | awk '{print $3" "$4}' > $MCR_OUT
#cat $MCR | grep -v "^%" | awk '{print $3$4$5" "$6$7$8}' > $MCR_OUT

PIKSI_OUT=`echo $PIKSI | sed 's/\.pos/\.plane/g'`
echo "$PIKSI   ->  $PIKSI_OUT"
cat $PIKSI | grep -v "^%" | awk '{print $3" "$4}' > $PIKSI_OUT
#cat $PIKSI | grep -v "^%" | awk '{print $3$4$5" "$6$7$8}' > $PIKSI_OUT

#pl $MCR_OUT_SKIP $PIKSI_OUT_SKIP $JAVAD_OUT_SKIP

SKIP=5000

MCR_OUT_SKIP=`echo $MCR_OUT | sed 's/\.plane/\.plane_skip/g'`
echo "$MCR_OUT   ->  $MCR_OUT_SKIP"
cat $MCR_OUT | tail -n +$SKIP > $MCR_OUT_SKIP

JAVAD_OUT_SKIP=`echo $JAVAD_OUT | sed 's/\.plane/\.plane_skip/g'`
echo "$JAVAD_OUT   ->  $JAVAD_OUT_SKIP"
cat $JAVAD_OUT | tail -n +$SKIP > $JAVAD_OUT_SKIP

PIKSI_OUT_SKIP=`echo $PIKSI_OUT | sed 's/\.plane/\.plane_skip/g'`
echo "$PIKSI_OUT   ->  $PIKSI_OUT_SKIP"
cat $PIKSI_OUT | tail -n +$SKIP > $PIKSI_OUT_SKIP

octave --eval "graphics_toolkit('gnuplot');
fid=fopen(\"$MCR_OUT_SKIP\", 'r');
mcr_plot=fscanf(fid, '%f %f\n', [2 Inf]);
fclose(fid);
fid=fopen(\"$JAVAD_OUT_SKIP\", 'r');
javad_plot=fscanf(fid, '%f %f\n', [2 Inf]);
fclose(fid);
fid=fopen(\"$PIKSI_OUT_SKIP\", 'r');
piksi_plot=fscanf(fid, '%f %f\n', [2 Inf]);
fclose(fid);
fig = figure();
set (fig, 'visible', 'off');
mcr_plot(1,:) = mcr_plot(1,:)-2846044; piksi_plot(1, :) = piksi_plot(1, :)-2846044; javad_plot(1, :) = javad_plot(1, :)-2846044;
mcr_plot(2,:) = mcr_plot(2,:)-2200316; piksi_plot(2, :) = piksi_plot(2, :)-2200316; javad_plot(2, :) = javad_plot(2, :)-2200316;
plot(mcr_plot(1, :), mcr_plot(2, :),'r-*', piksi_plot(1, :), piksi_plot(2, :),'g-+', javad_plot(1, :), javad_plot(2, :),'b-x');
grid on; set (gca, 'FontSize', 14);
MCR_smpl = length(mcr_plot); piksi_smpl = length(piksi_plot); javad_smpl = length(javad_plot);
samples_str = sprintf('Solutions statistics [MCR: %d, Piksi: %d, Javad: %d]', MCR_smpl, piksi_smpl, javad_smpl);
title (samples_str);
xlabel('X, m');
ylabel('Y, m');
box('off');
Std_MCR = sqrt((norm(mcr_plot,'fro')^2)/MCR_smpl);
Std_Piksi = sqrt((norm(piksi_plot,'fro')^2)/piksi_smpl);
Std_Javad = sqrt((norm(javad_plot,'fro')^2)/javad_smpl);
MCR_lgn = sprintf('MCR: %0.2f m', Std_MCR);
Piksi_lgn = sprintf('Piksi: %0.2f m', Std_Piksi);
Javad_lgn = sprintf('Javad: %0.2f m', Std_Javad);
lgn = legend(MCR_lgn,Piksi_lgn,Javad_lgn,'Location','southeast');
time = strftime ('%Y-%m-%d_%H_%M_%S', localtime (time ()));
mess = sprintf('%s.png', time);
tic ()
print (fig,mess,'-S1024,768','-dpngcairo');
toc ()"

echo 'All plot!'
</source>
Скрипт может откинуть начальные измерения, например, чтобы исключить начальные искажения, в данном случае откидываются '''SKIP''' 5000 начальных измерений.

В построении графиков поможет '''Octave'''. В него парсятся данные из созданных выше файликов, строятся графики, подсчитывается количество измерений и рассчитывается стандартное отклонение измерений относительно опорной точки по каждому приемнику.
[[File:Std_StatServer.PNG|300px]]

'''n''' - количество накопленных измерений.

Получается картинка примерного такого вида:

[[File:2017-06-27_00_08_30.png|600px]]

Достаточно важным моментом здесь является выбор "рендера" и выдаваемого формата файла:
<source lang="bash">
graphics_toolkit('gnuplot')
...
print (fig,mess,'-S1024,768','-dpngcairo');
</source>
'''Cairo''' - наиболее быстрый (проверено экспериментально) способ вывода. Работает только при ''graphics_toolkit('gnuplot')''. Иначе, процесс сохранения картинки занимает баснословное количество времени.

== Где искать эти картинки? ==
Картинки сохраняются в папку к скопированным логам ''/home/CommonFiles/logs''.

== И всё? ==
Нет, еще картинки отправляются по почте, следующим образом ''send_mail'':
<source lang="bash">
#!/bin/bash

ATTACHMENT=`find -name '*.png'`
echo $ATTACHMENT
(echo "Subject:Solutions statistics"; uuencode $ATTACHMENT $ATTACHMENT;) | sendmail -F "Daily solutions" *****@gmail.com
(echo "Subject:Solutions statistics"; uuencode $ATTACHMENT $ATTACHMENT;) | sendmail -F "Daily solutions" *********@gmail.com
cp $ATTACHMENT /home/CommonFiles/logs
rm -rf $ATTACHMENT
echo 'Email successfully sent!'
</source>
'''Uuencode''' необходим, чтобы конвертировать бинарный файл картинок в текст, чтобы ''sendmail'' мог её передать, является частью пакета '''sharutils'''. После отправки картинка копируется в папку ''logs'' и удаляется.

== Как очищаются логи? ==
Инквизицией! Шутка. Скриптом ''refresh_logs'':
<source lang="bash">
#!/bin/bash

Data=$(date +%Y-%m-%d)
Time=$(date +%H_%M_%S)
mkdir /home/CommonFiles/logs/$Data"_"$Time
cp /tmp/javad.* /home/CommonFiles/logs/$Data"_"$Time
cp /tmp/mcr.* /home/CommonFiles/logs/$Data"_"$Time
echo " ">/tmp/javad.log
echo " ">/tmp/mcr.log
echo " ">/tmp/piksi.log
echo 'Logs refreshed!'
</source>
При вызове скрипта фиксируется дата и время, после чего логи для Javad и MCR копируются в соответствующую папку в ''/home/CommonFiles/logs/''. Затем логи для всех 3-х приемников начинают собираться заново.

== Хочу один скрипт для вызова всего! ==
И он есть у нас. Один скрипт, чтобы править всеми. Его название ''process_all'':
<source lang="bash">
#!/bin/bash

convert_all_to_rinex
solve_all_from_rinex
plot_all
send_mail
refresh_logs
echo 'All done!'
</source>
== А где же автоматизация? ==
Автоматизируется Сервер Статистики программированием его расписания с помощью планировщика '''crontab''', для этого необходимо указать ему расписание,
<source lang="bash">
crontab ./cron
</source>
заполненное специальным образом ''cron'':
<source lang="bash">
SHELL=/bin/bash
MAILTO=srtt
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/home/CommonFiles/scripts:/home/CommonFiles/progs/RTKlib:
#15 17 * * * "bash -c `broadcast_javad`"
#16 17 * * * "bash -c `start_javad_log`"
#17 17 * * * "bash -c `start_mcr_log`"
#18 17 * * * "bash -c `start_piksi_log`"
01 00 * * * "bash -c `process_all`"
</source>
Обязательно указывается пользователь '''MAILTO''', от которого будут выполнены запланированные команды, и пути нахождения необходимых программ '''PATH'''.
Закомментированные строки это строки, выполнение которых, по идеи, должно выполняться единожды, я это сделал. Возможно в будущем накопление логов выявит проблемы или новые задачи и будет необходимо запускать сбор логов также по расписанию, пока что так. 

Формат записи строчки расписания такой:
<source lang="bash">
01       00    *             *       *             "bash -c `process_all`"
минута   час   день_месяца   месяц   день_недели   команда
</source>
Первое число обозначает минуту, второе час, то есть запуск всех процессов произойдет в одни минуту первого ночи. Звездочку вместо числа следует трактовать как слово ''каждый'', то есть ''каждого дня месяца'', ''каждого месяца'', ''каждого дня недели''. Тонкости настройки ''crontab'' легко ищутся в интернете, например, [http://help.ubuntu.ru/wiki/cron вот] и [http://devacademy.ru/posts/15-otlichnykh-primierov-dlia-sozdaniia-cron-zadach-v-linux/ вот].

Посмотреть текущее расписание можно командой:
<source lang="bash">
crontab -l
</source>
Удалить текущее расписание:
<source lang="bash">
crontab -r
</source>


= PS =
Вот примерно так всё и работает!

<s>Подписывайтесь, ставьте лайки!</s>

[[Категория:HOWTO]] [[Категория:Сервер Статистики]]