Analogowy licznik osób przebywających na stronie internetowej

Analogowy licznik osób przebywających na stronie internetowej

Opublikowano 2 września 2016 46 17 458

Hej,
chciałbym przedstawić Wam dzisiaj mój projekt, który powstał ponad 2,5 roku temu. Tzn. wtedy powstała jego pierwsza wersja, która od tamtej pory przeszła kilka modyfikacji ;)

Pokażę Wam dzisiaj, jak zrobić… analogowy wskaźnik liczby osób przebywających aktualnie na stronie www.

Pierwsza wersja prototypu mojego wskaźnika powstała w styczniu 2014 roku i została zbudowana na bazie Arduino UNO i modułu ethernet ENC28j60. Całość prezentowała się wtedy tak:

Prototyp analogowego wskaźnika ilości osób na stronie www

Jest to jeden z tych projektów, który powstał jako “szybki prototyp” i w takiej formie działał ponad dwa lata. Dosłownie w takiej formie, jaką widać na powyższym obrazku :D

Dopiero kilka miesięcy temu, gdy poznałem cudo, którym jest ESP8266, postanowiłem projekt nieco przerobić i wreszcie złożyć w całość i zamknąć w jakiejś obudowie.

Dlaczego ESP8266, a nie Arduino z modułem ENC28j60?

Powodów jest kilka:

  1. Cena. ESP8266 kosztuje ~8 zł (u majfriendów jeszcze taniej) i w standardzie ma zbudowany moduł WiFi.
  2. Rozmiar. Moduły ESP8266 są dużo mniejsze nawet od samego modułu ENC28j60, więc łatwiej je upakować w niedużej obudowie.
  3. WiFi. Możliwość wykorzystania łączności WiFi sprawia, że urządzenie jest dużo poręczniejsze i bardziej mobilne, bo wystarczy je tylko wpiąć do zasilania bez potrzeby ciągnięcia kabla sieciowego.

W modułach ESP jestem generalnie zakochany po uszy i robię na nich dosłownie wszystko :D

Ok – bierzmy się do roboty.

Skrypt PHP zliczający osoby na stronie

Aby licznik mógł działać, musi skądś pobierać informacje o tym, ile osób przebywa aktualnie na stronie. Początkowo próbowałem wydobywać te dane z Google Analytics, ale była to operacja bardzo czasochłonna i karkołomna. Dodatkowo Google narzuca dziennie limity wysyłanych zapytań, więc licznik mógłby się odświeżać najczęściej co 30 sekund, a to było dla mnie stanowczo za rzadko.

W docelowej wersji postawiłem na prosty skrypt PHP, którego jedynym zadaniem jest zliczanie i wyświetlanie liczby osób online.

Cały skrypt wygląda tak:

PHP
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
<?php
$host = "localhost";
$user = "...";
$pass = "...";
$db = "...";
 
$conn = mysql_connect("$host", "$user", "$pass") or die ("Błąd połączenia z bazą.");
mysql_select_db("$db", $conn);
 
class usersOnline {
var $timeout = 300;
var $count = 0;
var $error;
var $i = 0;
function usersOnline () {
if($_GET['esp'] != 1) {
$this->timestamp = time();
$this->ip = $this->ipCheck();
$this->new_user();
$this->delete_user();
}
$this->count_users();
}
function ipCheck() {
foreach (array('HTTP_CLIENT_IP', 'HTTP_X_FORWARDED_FOR', 'HTTP_X_FORWARDED', 'HTTP_X_CLUSTER_CLIENT_IP', 'HTTP_FORWARDED_FOR', 'HTTP_FORWARDED', 'REMOTE_ADDR') as $key) {
if (array_key_exists($key, $_SERVER) === true) {
foreach (array_map('trim', explode(',', $_SERVER[$key])) as $ip) {
if (filter_var($ip, FILTER_VALIDATE_IP, FILTER_FLAG_NO_PRIV_RANGE | FILTER_FLAG_NO_RES_RANGE) !== false) {
return $ip;
}
}
}
}
}
function new_user() {
$insert = mysql_query ("INSERT INTO majsterkowo_online(timestamp, ip) VALUES ('$this->timestamp', '$this->ip')");
if (!$insert) {
$this->error[$this->i] = "Unable to record new visitor\r\n";
$this->i ++;
}
}
function delete_user() {
$delete = mysql_query ("DELETE FROM majsterkowo_online WHERE timestamp < ($this->timestamp - $this->timeout)");
if (!$delete) {
$this->error[$this->i] = "Unable to delete visitors";
$this->i ++;
}
}
function count_users() {
if (count($this->error) == 0) {
$count = mysql_num_rows ( mysql_query("SELECT DISTINCT ip FROM majsterkowo_online"));
return $count;
}
}
 
}
 
$visitors_online = new usersOnline();
 
if($_GET['esp'] == 1) {
if (count($visitors_online->error) == 0) {
echo $visitors_online->count_users();
echo "\r\n\r\n";
}
}
?>

Nie będę ukrywał, że skrypt nie jest mojego autorstwa. W dużej części bazuje na gotowcach znalezionych w sieci, które dopiero później dostosowywałem do swoich potrzeb.

Adam Ziaja podesłał mi poprawkę bezpieczeństwa, którą już wdrożyłem w powyższym skrypcie. Dzięki!

W linii 11 znajduje się zmienna $timeout = 300; – jest to czas (w sekundach), przez jaki użytkownik jest zapamiętywany przez skrypt. Jeżeli użytkownik będzie nieaktywny przez ten czas, przestanie być zliczany przez skrypt. Wartość “300” (5 minut) dobrałem eksperymentalnie w taki sposób, żeby wartości zwracane przez skrypt jak najbardziej pokrywały się z tym, co pokazuje Google Analytics.

Do poprawnego działania skrypt wymaga utworzenia prostej bazy danych, w której są przechowywane informacje o użytkownikach aktualnie przebywających na stronie.

Bazę danych możecie utworzyć wykonując następującą kwerendę:

MySQL
1
2
3
4
5
6
7
CREATE TABLE `majsterkowo_online` (
`ip` VARCHAR(15) NOT NULL,
`timestamp` VARCHAR(10) NOT NULL
)
COLLATE='utf8_general_ci'
ENGINE=InnoDB
;

Pamiętajcie tylko, żeby po utworzeniu bazy dodać na początku skryptu dane, które pozwolą się z nią połączyć :)

Gotowy plik umieściłem na serwerze, a następnie w kodzie strony dodałem ramkę iframe o rozmiarach 1×1 px, w której skrypt jest ładowany:

XHTML
1
<iframe src="http://majsterkowo.pl/adres/do/licznik.php" style="width: 1px; height: 1px; display: hidden;"></iframe>

I od strony strony (jakkolwiek by to nie zabrzmiało;) to już wszystko. Możemy przejść do tej bardziej namacalnej części projektu.

Kod programu do ESP8266

Program do ESP przedstawia się następująco:

Arduino
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <Timers.h>
 
// Stałe
#define czestotliwosc 2
#define dioda_x10 14
#define licznik 15
 
// Zmienne
String ile = "0";
int ile_osob_pwm;
 
// Timery
Timer uaktualnij;
 
// Konfiguracja WiFi
const char *ssid = "...";
const char *pass = "...";
const char *host = "majsterkowo.pl";
 
void setup() {
Serial.begin(115200);
 
// Piny
pinMode(licznik, OUTPUT);
analogWrite(licznik, 0);
 
pinMode(dioda_x10, OUTPUT);
digitalWrite(dioda_x10, LOW);
 
delay(1000);
Serial.println("START");
 
// WiFi
WiFi.mode(WIFI_STA);
WiFi.begin(ssid, pass);
int retries = 0;
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {delay(500); Serial.print(".");}
if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
Serial.println(F("IP address: "));
Serial.println(WiFi.localIP());
}
 
uaktualnij.begin(SECS(czestotliwosc));
}
 
void loop() {
if(uaktualnij.available()) {
Serial.print("Ile: ");
WiFiClient client;
const int httpPort = 80;
if(!client.connect(host, httpPort)) {
Serial.println(F("Connection failed"));
return;
}
String url = "/adres/do/licznik.php?esp=1";
 
client.print(String("GET ") + url + " HTTP/1.1\r\n" + "Host: " + host + "\r\n" + "Connection: close\r\n\r\n");
int timeout = millis() + 5000;
while(client.available() == 0) {
if(timeout - millis() < 0) {
Serial.println(F(">>> Client Timeout!"));
client.stop();
return;
}
}
 
int lines_received = 0;
while(client.available() && lines_received <= 9) {
String line = client.readStringUntil('\r');
 
if(lines_received == 8) {
ile = line.substring(1,line.length());
int ile_osob = atoi(ile.c_str());
if(ile_osob <= 100) {
int ile_osob_pwm = map(ile_osob, 0, 100, 0, 460);
digitalWrite(dioda_x10, LOW);
}
else {
int ile_osob_pwm = map(ile_osob, 0, 1000, 0, 460);
digitalWrite(dioda_x10, HIGH);
}
analogWrite(licznik, ile_osob_pwm);
Serial.println(ile_osob);
}
lines_received++;
}
 
uaktualnij.restart();
}
delay(0);
}

Do poprawnego działania kodu potrzebna jest biblioteka Timers (ja wykorzystałem najnowszą wersję nr 16.4.0).

Jak widzicie kod stosunkowo prosty i jego działanie sprowadza się do kilku kroków:

  1. Pobierz adres http://majsterkowo.pl/adres/do/licznik.php?esp=1 (adres jest składany z hosta podanego w linii 19, oraz ścieżki do pliku w linii 57)
  2. Z dziewiątej linii odczytaj liczbę osób na stronie (w poprzednich liniach znajdują się nagłówki HTTP) (linia 72),
  3. Przekształć liczbę pobraną jako String na Int (linia 75),
  4. Sprawdź, czy liczba jest większa od 100:
    1. Jeżeli jest mniejsza lub równa 100, zmapuj wartości odczytane w zakresie od 0 – 100 na wartości od 0 – 255 (linia 76),
    2. Jeżeli jest większa od 100, zmapuj odczytane wartości w zakresie od 0 – 1000 na wartości od 0 – 255 (linia 80). Dodatkowo zapal diodę sygnalizującą przełączenie na drugi zakres,
  5. Ustaw na wyjściu PWM o wypełnieniu uzyskanym w poprzednim punkcie (linia 85),
  6. Zresetuj timer (linia 91),
  7. I od nowa :)

I tyle. Wyjaśnienia wymagają tylko dwie rzeczy.

Jak pewnie zauważyliście, do pobieranego adresu dodałem zmienną esp=1. Została ona dodana po to, aby skrypt na serwerze nie zliczał zapytał wysyłanych przez nasze ESP jako kolejnej wizyty na stronie.

W drugim punkcie pisałem z kolei o odczytywaniu liczby osób na stronie z 9 linii. W praktyce może się zdarzyć tak, że u Was tych linii z nagłówkami HTTP będzie mniej lub więcej. Wszystko zależy od konfiguracji serwera. Listę nagłówków, które zwraca Wasz serwer, możecie sprawdzić na tej stronie. U mnie wygląda to tak:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
HTTP/1.0 200 OK
Cache-Control: public, max-age=1
Expires: Thu, 18 Aug 2016 23:59:02 GMT
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Content-Length: 6
Date: Thu, 18 Aug 2016 23:59:01 GMT
Accept-Ranges: bytes
Server: LiteSpeed
Connection: close

Zwróćcie też uwagę na to, że w programie linie są numerowane od 0, więc dziewiąta linia występuje w programie jako 8.

Mam nadzieję, że nikt nie będzie miał problemów z tą częścią projektu. Jak coś, to pytajcie śmiało w komentarzach.

Hardware, czyli składamy licznik

Raster modułów ESP nie pozwala na wlutowanie ich bezpośrednio w uniwersalną płytkę drukowaną, ani wpięcie w płytkę stykową, dlatego dla wygody zawsze wlutowuję moduł w adapter PCB tego typu:

Adapter PCB do ESP8266

Do modułów ESP są takie dostępne inne adaptery wykonane na białej płytce PCB, jednak odradzam ich zakup. Po pierwsze – mają pomylone oznaczenia pinów, a po drugie są szersze, więc po wpięciu ich w płytkę stykową nie mamy już możliwości wpięcia obok jakiegokolwiek przewodu.

Na płytce adaptera mamy od razu wlutowany stabilizator napięcia, więc możemy zasilać płytkę bezpośrednio z 5V, oraz wszystkie rezystory potrzebne przy programowaniu modułu.

Samo podłączenie całego układu jest banalnie proste i sprowadza się w sumie do dosłownie kilku przewodów:

Podłączenie modułu ESP do miernika

Do tego oczywiście zasilanie – albo 3,3V bezpośrednio do ESP, albo 5V do adaptera (co jest wygodniejsze, bo można zasilać całość z USB).

W roli miernika wykorzystałem stary analogowy miernik… cholera wie czego ;)

Miernik wypełnienia LUMEL

Wypatrzyłem go w lokalnym sklepie z elektronicznym outletem i nawet sprzedawczyni nie wiedziała, co on mógł mierzyć. Intuicja podpowiedziała mi, że mógł to być miernik współczynnika wypełnienia. I chyba trafiłem, bo podając na niego sygnał PWM o różnym wypełnieniu elegancko można nim sterować ;)

Wyskalowanie licznika

Aby licznik wskazywał prawidłowe wartości musimy najpierw ustalić, przy jakiej wartości PWM będzie wskazywał 100%. Można to prosto ustalić eksperymentalnie wgrywając taki oto prosty program:

Arduino
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <Timers.h>
 
// Stałe
#define licznik 15
 
void setup() {
pinMode(licznik, OUTPUT);
analogWrite(licznik, 500);
}
 
void loop() {
}

Jeżeli wskazówka wychyla się za słabo, to zwiększamy wartość analogWrite na wyższą i wgrywamy poprawiony program. Jeżeli wskazówka wychyla się za mocno, to wartość zmniejszamy. I tak do skutku, aż znajdziemy wartość odpowiadającą maksymalnemu wychyleniu wskazówki (u mnie jest to 460), którą następnie podstawiamy w programie docelowym w funkcji map() (w liniach 76 i 80).

Obudowa

Początkowo chciałem zaadoptować jakąś gotową obudowę, ale skoro w naszym makerspace Fabryka mam do dyspozycji drukarkę 3D, odpaliłem Solidworksa i wysmarowałem na szybko prosty projekt obudowy:

Solidworks - projekt obudowy do licznika

Projekt obudowy możecie pobrać tutaj: Obudowa licznika (majsterkowo.pl).zip

Początkowo próbowałem drukować obudowę z ABS, ale po kilku próbach poległem. Albo model odklejał się od raftu, albo pękał w losowych miejscach. ABS ma niestety dosyć duży skurcz podczas stygnięcia, przez co jest on dosyć problematyczny przy drukowaniu dużych przedmiotów. Trudno – musiałem odżałować trochę kasy i zainwestowałem w szpulę tworzywa HIPS, które idealnie nadaje się do drukowania obudów :)

Po około 19 godzinach obudowa była gotowa, więc mogłem złożyć całość do kupy.

Gotowe!

Złożony i działający licznik prezentuje się następująco:

Analogowy wskaźnik liczby użytkowników na stronie

W prawym-górnym rogu (zaraz za skalą) umieściłem żółtą diodę sygnalizującą przełączenie zakresu na x10:

Analogowy wskaźnik liczby użytkowników na stronie

Mam nadzieję, że projekt się Wam spodobał. Ja sam cieszę się z tego gadżetu jak małe dziecko – tym bardziej, że był to chyba projekt, który przez najdłuższy czas (prawie 3 lata) działał u mnie w formie prototypu zmontowanego w formie pająka i prawdę mówiąc sam nie wierzyłem, że kiedyś się zbiorę, żeby go skończyć. Teraz jednak więcej czasu spędzam w domu, więc mam więcej czasu na podokańczanie starych projektów, więc bądźcie czujni, bo niebawem pojawią się nowe artykuły :D

PS – ciekawe do ilu podskoczy wskazówka po publikacji tego materiału ;)

Analogowy wskaźnik ilości osób na stronie www

Pozdrawiam!
Łukasz

Ocena: 5/5 (głosów: 25)

Podobne posty

46 komentarzy do “Analogowy licznik osób przebywających na stronie internetowej”

Odpowiedz

anuluj

Masz uwagi?