Lectura de plantillas tipo test de la ETSIT-UPM con Raspberry Pi, Flask, OpenCV, omr-rbaron, mjpg-streamer, Pandas y smtplib
Para facilitar el proceso de instalación, configuración, y uso de la herramienta, la dirección IP que se emplea para acceder a la Raspberry/servidor debe ser consistente (i.e. estática). En caso contrario, es recomendable emplear el host DIRECCION_RPI como dirección de la Raspberry/DIRECCION_SERVIDOR como dirección del servidor para que, en caso de producirse un cambio inesperado de la IP, resulte sencillo emplear la herramienta de nuevo. Para ello, modificaremos el fichero hosts del sistema operativo del cliente añadiendo al final del mismo la línea (suponiendo dirección IP = 192.168.1.123):
192.168.1.123 DIRECCION_RPIen el fichero/etc/hosts, como usuario root, en sistemas GNU/Linux192.168.1.123 DIRECCION_RPIen el fichero/private/etc/hosts, como usuario root, en sistemas OS X192.168.1.123 DIRECCION_RPIen el ficheroC:\Windows\System32\drivers\etc\hosts, como administrador, en sistemas Windows
En caso de cambio de la IP de la Raspberry en el futuro simplemente debemos modificar esta última línea de manera conveniente.
192.168.1.123 DIRECCION_SERVIDORen el fichero/etc/hosts, como usuario root, en sistemas GNU/Linux192.168.1.123 DIRECCION_SERVIDORen el fichero/private/etc/hosts, como usuario root, en sistemas OS X192.168.1.123 DIRECCION_SERVIDORen el ficheroC:\Windows\System32\drivers\etc\hosts, como administrador, en sistemas Windows
En caso de cambio de la IP del servidor en el futuro simplemente debemos modificar esta última línea de manera conveniente.
Se asume que partimos de una instalación fresh de Raspbian OS con SSH habilitado y que conocemos la IP asignada a la interfaz de red (ethernet o Wi-Fi). Además, se considera que esta IP se ha configurado como estática previamente en la configuración del router que le proporciona acceso a la red, o bien en el fichero /etc/dhcpcd.conf, o bien hemos seguido el paso Configuración en el cliente.
Desde este momento, la dirección IP de la Raspberry será referida como DIRECCION_RPI.
pi@raspberry:~$ cd ~
pi@raspberry:~$ sudo apt-get install python3-pip
pi@raspberry:~$ sudo pip3 install --upgrade adafruit-python-shell click==7.0
pi@raspberry:~$ git clone https://github.com/adafruit/Raspberry-Pi-Installer-Scripts.git
pi@raspberry:~$ cd Raspberry-Pi-Installer-Scripts
pi@raspberry:~$ sudo python3 adafruit-pitft.py --display=28r --rotation=90 --install-type=fbcppi@raspberry:~$ cd ~
pi@raspberry:~$ sudo apt-get update
pi@raspberry:~$ sudo raspi-config
- Botón 6, Enable Camera. Yes, OK, Finish.
pi@raspberry:~$ sudo apt-get install git
pi@raspberry:~$ git clone https://github.com/jacksonliam/mjpg-streamer.git
pi@raspberry:~$ cd mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental/
pi@raspberry:~$ sudo apt-get install cmake
pi@raspberry:~$ sudo apt-get install python-imaging
pi@raspberry:~$ sudo apt-get install libjpeg-dev
pi@raspberry:~$ make CMAKE_BUILD_TYPE=Debug
pi@raspberry:~$ sudo make install
pi@raspberry:~$ echo 'export PATH=~/mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental:$PATH' >> ~/.bashrcpi@raspberry:~$ cd ~
pi@raspberry:~$ sudo apt install libatlas3-base
pi@raspberry:~$ sudo python3 -m pip install opencv-python-headlesspi@raspberry:~$ cd ~
pi@raspberry:~$ sudo python3 -m pip install Flask Flask-Cors Flask-AutoIndexpi@raspberry:~$ cd ~
pi@raspberry:~$ sudo python3 -m pip install --upgrade numpy
pi@raspberry:~$ sudo python3 -m pip install pandaspi@raspberry:~$ cd ~
pi@raspberry:~$ sudo python3 -m pip install requestspi@raspberry:~$ cd ~
pi@raspberry:~$ git clone https://USUARIO_GITHUB_AUTORIZADO@github.com/mguarinos/lector-plantillas-ETSITSe debe ejecutar el siguiente comando para iniciar el servidor Flask que se encargará de ejecutar el pipeline del análisis de las imágenes.
python3 ~/lector-plantillas-ETSIT/server.py \
EMAIL_SMTP \
CONTRASEÑA_SMTP \
DOMINIO_SMTP \
PUERTO_SMTPEjemplo del comando:
python3 ~/lector-plantillas-ETSIT/server.py \
"pruebasSDG2@gmail.com" \
"manolete" \
"smtp.gmail.com" \
465Además, debemos iniciar el servidor mjpg-streamer con el comando mjpg_streamer -i "input_raspicam.so -x 2592 -y 1944 -rot 270", habilitando todas las funciones de previsualización y captura de imágenes.
Estos comandos pueden automatizarse para ejecutarse al reiniciar el sistema operativo mediante tareas cron, tal y como se muestra en https://www.cyberciti.biz/faq/linux-execute-cron-job-after-system-reboot/
Modifique los pines GPIO necesarios en el fichero ~/lector-plantillas-ETSIT/teclado_con_display.c, tanto para el teclado como para el display. Tenga en cuenta que el display emplea un pin CLK.
cd ~/lector-plantillas-ETSIT/teclado_con_display
gcc -o main main.c -lwiringPi
./mainOpción b1) Configuración e inicialización de servidor en plataforma distinta a Raspberry (tomar fotos con el móvil), procedimiento manual
A modo de ejemplo se muestran los comandos que deben ejecutarse en un sistema operativo Debian (o derivados) con Python3 y git instalado.
Se asume que partimos de una instalación de Xubuntu 20.04 y que conocemos la IP asignada a la interfaz de red del servidor (ethernet o Wi-Fi). Además, se considera que esta IP se ha configurado como estática previamente en la configuración del router que le proporciona acceso a la red, o bien en el fichero /etc/dhcpcd.conf del servidor, o bien hemos seguido el paso Configuración en el cliente.
Desde este momento, la dirección IP del servidor será referida como DIRECCION_SERVIDOR.
manuel@servidor:~$ cd ~
manuel@servidor:~$ sudo python3 -m pip install opencv-pythonmanuel@servidor:~$ cd ~
manuel@servidor:~$ sudo python3 -m pip install Flask Flask-Cors Flask-AutoIndexmanuel@servidor:~$ cd ~
manuel@servidor:~$ sudo python3 -m pip install --upgrade numpy
manuel@servidor:~$ sudo python3 -m pip install pandasmanuel@servidor:~$ cd ~
manuel@servidor:~$ sudo python3 -m pip install requestsmanuel@servidor:~$ cd ~
manuel@servidor:~$ git clone https://USUARIO_GITHUB_AUTORIZADO@github.com/mguarinos/lector-plantillas-ETSITSe debe ejecutar el siguiente comando para iniciar el servidor Flask que se encargará de ejecutar el pipeline del análisis de las imágenes.
python3 ~/lector-plantillas-ETSIT/server.py \
EMAIL_SMTP \
CONTRASEÑA_SMTP \
DOMINIO_SMTP \
PUERTO_SMTPEjemplo del comando:
python3 ~/lector-plantillas-ETSIT/server.py \
"pruebasSDG2@gmail.com" \
"manolete" \
"smtp.gmail.com" \
465Este comando puede automatizarse para ejecutarse al reiniciar el sistema operativo mediante tareas cron, tal y como se muestra en https://www.cyberciti.biz/faq/linux-execute-cron-job-after-system-reboot/
A modo de ejemplo, se muestra el comando que debe ejecutarse en un sistema operativo con Docker instalado.
docker container run -d \
-it \
-p 5000:5000 \
--name lector-plantillas \
mguarinos/lector-plantillas \
python3 server.py \
EMAIL_SMTP \
CONTRASEÑA_SMTP \
DOMINIO_SMTP \
PUERTO_SMTPEjemplo del comando:
docker container run -d \
-it \
-p 5000:5000 \
--name lector-plantillas \
mguarinos/lector-plantillas \
python3 server.py \
"pruebasSDG2@gmail.com" \
"manolete" \
"smtp.gmail.com" \
465Este comando puede automatizarse para ejecutarse al reiniciar el sistema operativo mediante tareas cron, tal y como se muestra en https://www.cyberciti.biz/faq/linux-execute-cron-job-after-system-reboot/
Modificando los campos EMAIL_SMTP, CONTRASEÑA_SMTP, DOMINIO_SMTP y PUERTO_SMTP de los comandos anteriores obtendremos los resultados desesados.
En las líneas 20-28 del fichero server.py encontramos las siguientes constantes:
-
EXAMENdefine el asunto del mensaje que recibirá el alumno al recibir la imagen, respuestas y calificación en su dirección de correo electrónico. -
EMAIL_COORDINADORes la dirección de correo electrónico a la que llegarán las fotos reconocidas incorrectamente y los exámenes con DNI inexistente en el fichero configurado en el apartado siguiente. -
N_ALTERNATIVASes el número de respuestas posibles que tiene cada pregunta:{A, B} = 2{A, B, C} = 3{A, B, C, D} = 4{A, B, C, D, E} = 5
-
RESPUESTAS_CORRECTASes el array de respuestas correctas para cada uno de los modelos {1, 2, 3, 4} del examen.
Las respuestas incorrectas suman -1/N_ALTERNATIVAS a la calificación final del examen.
EXAMEN = "INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIÓN - EXAMEN FINAL"
EMAIL_COORDINADOR = "pruebasSDG2+coordinador@gmail.com"
N_ALTERNATIVAS = 5
RESPUESTAS_CORRECTAS = [
["A", "B", "C", "A", "B", "A", "C", "E", "E", "E", "C", "D"],
["C", "A", "B", "C", "A", "B", "A", "C", "E", "A", "B", "D"],
["A", "B", "C", "A", "B", "A", "C", "E", "A", "B", "C", "D"],
["A", "B", "A", "B", "C", "A", "C", "E", "A", "B", "C", "D"]
]No es posible modificar los datos de este apartado en la imagen Docker de manera sencilla. Queda a manos del lector los conocimientos necesarios para ello, así como el Dockerfile por si lo considerara necesario.
Los datos de los alumnos deben configurarse previamente al examen, y conforman la "base de datos" con sus nombres, apellidos, DNIs y direcciones de correo electrónico, todo ello en el fichero data.csv, con el formato DNI,Surname,Name,Email,Version,Answers,Nota. Se puede editar con el editor deseado (nano, mousepad, geany, libreoffice, openoffice, excel...)
A modo de ejemplo, se muestra el contenido del fichero para 4 alumnos:
| DNI | Surname | Name | Version | Answers | Nota | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 12321 | Apellido1 Apellido2 | Nombre | pruebasSDG2+prueba2@gmail.com | |||
| 123456 | Apellido3 Apellido4 | Nombre | pruebasSDG2+prueba3@gmail.com | |||
| 1234789 | Apellido4 Apellido5 | Nombre | pruebasSDG2+prueba3@gmail.com | |||
| 541875 | Clerico da Costa | Maria Victoria | mv.clerico@alumnos.upm.es | |||
| 49217746 | Guarinos López | Manuel | m.guarinos@alumnos.upm.es | |||
| 99009310 | PRUEBA | PRUEBA | prueba@prueba.com |
DNI,Surname,Name,Email,Version,Answers,Nota
12321,Apellido1 Apellido2 ,Nombre,pruebasSDG2+prueba2@gmail.com,,,
123456,Apellido3 Apellido4 ,Nombre,pruebasSDG2+prueba3@gmail.com,,,
1234789,Apellido4 Apellido5,Nombre,pruebasSDG2+prueba3@gmail.com,,,
541875,Clerico da Costa,Maria Victoria,mv.clerico@alumnos.upm.es,,,
49217746,Guarinos López,Manuel,m.guarinos@alumnos.upm.es,,,
99009310, PRUEBA, PRUEBA, prueba@prueba.com,,,
| DNI | Surname | Name | Version | Answers | Nota | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 12321 | Apellido1 Apellido2 | Nombre | pruebasSDG2+prueba2@gmail.com | |||
| 123456 | Apellido3 Apellido4 | Nombre | pruebasSDG2+prueba3@gmail.com | |||
| 1234789 | Apellido4 Apellido5 | Nombre | pruebasSDG2+prueba3@gmail.com | |||
| 541875 | Clerico da Costa | Maria Victoria | mv.clerico@alumnos.upm.es | |||
| 49217746 | Guarinos López | Manuel | m.guarinos@alumnos.upm.es | 9.0 | ||
| 99009310 | PRUEBA | PRUEBA | prueba@prueba.com |
DNI,Surname,Name,Email,Version,Answers,Nota
12321,Apellido1 Apellido2 ,Nombre,pruebasSDG2+prueba2@gmail.com,,,
123456,Apellido3 Apellido4 ,Nombre,pruebasSDG2+prueba3@gmail.com,,,
1234789,Apellido4 Apellido5,Nombre,pruebasSDG2+prueba3@gmail.com,,,
541875,Clerico da Costa,Maria Victoria,mv.clerico@alumnos.upm.es,,,
49217746,Guarinos López,Manuel,m.guarinos@alumnos.upm.es,,,9.0
99009310, PRUEBA, PRUEBA, prueba@prueba.com,,,
Con la imagen Docker no es posible modificar estos datos de manera sencilla. Una posible alternativa sería emplear el comando
docker exec -it lector-plantillas cat data.csvpara la lectura. Previsiblemente se habilitará un campo para la subida de este fichero en la interfaz web en futuras versiones. Otras alternativas quedan en manos de un lector familizarizado con contenerización.
La carpeta
IMAGENES_EJEMPLOincluye fotografías de ejemplo para probar la herramienta mediante el procedimientoEscanear una imagen externa mediante petición HTTP POSTdescrito en esta sección
Si se han seguido los pasos correctamente, tras reiniciar el sistema operativo todo debe funcionar adecuadamente.
Abrir la dirección http://DIRECCION_RPI:5000/interfaz.html en un navegador web y pulsar el botón Tomar foto cuando se considere un resultado adecuado. La interfaz mostrará el resultado del análisis, mandará el email correspondiente, y modificará el fichero data.csv
Tomar una foto de la cámara conectada a la Raspberry Pi mediante petición HTTP GET (análisis masivo)
Carecemos de previsualización de la cámara, salvo que accedamos a http://DIRECCION_RPI:8080?action=stream. En un sistema UNIX con la herramienta cURL se debe ejecutar la orden curl http://DIRECCION_RPI:5000/get_answers en una terminal. Devolverá un objeto JSON con el resultado del análisis, mandará el email correspondiente, y modificará el fichero data.csv
`
Permite subir ficheros externos, como fotografías tomadas con un móvil. Acceda a http://DIRECCION_RPI:5000/interfaz.html o http://DIRECCION_SERVIDOR:5000/interfaz.html. Presione el botón "subir foto", y seleccione la imagen deseada. Procesará la plantilla, mandará el email correspondiente, y modificará el fichero data.csv.
La carpeta
IMAGENES_EJEMPLOincluye fotografías de ejemplo para probar la herramienta mediante el procedimientoEscanear una imagen externa mediante petición HTTP POSTdescrito en esta sección
Permite subir ficheros externos, como fotografías tomadas con un móvil, lotes de ficheros de manera automatizada.. En un sistema UNIX con la herramienta cURL se debe ejecutar la orden curl --location --request POST 'http://DIRECCION_SERVIDOR:5000/get_answers' --form 'image=@RUTA_AL_FICHERO' en una terminal. Devolverá un objeto JSON con el resultado del análisis, mandará el email correspondiente, y modificará el fichero data.csv.
Ejemplo de la llamada:
curl --location --request POST 'http://DIRECCION_SERVIDOR:5000/get_answers' --form 'image=@"/home/manuel/Escritorio/lector-plantillas-ETSIT/imagen.jpg"'