Jak to działa?

Strona internetowa

Aplikacja wykorzystuje środowisko uruchomieniowe Node.js - generuje ona stronę internetową, wraz z panelem sterującym. Zmienne elementy strony są przechowywane w bazie MySQL, która jest replikowana pomiędzy serwerami. Aplikacja bazuje na potencjale kontenerów Docker, produkcyjnie uruchamiana jest w klastrze Kubernetes. Aby zapewnić szybkie wdrażanie kodu korzystamy z techniki CI/CD przy pomocy serwisów GitHub i Docker Hub.
Strona dla użytkownika jest dostarczana z najbliższego serwera poprzez usługę od firmy Cloudflare. Maszyny produkcyjne komunikują się między sobą poprzez VPN WireGuard pracujący w konfiguracji siatki (mesh). Infrastruktura jest zaprojektowana pod kątem wysokiej dostępności oraz możliwości szybkiego skalowania.

Użyte technologie:

Node.js - środowisko uruchomieniowe do tworzenia aplikacji napisanych w języku JavaScript, w jakim powstała aplikacja

Nginx - służy jako serwer proxy pomiędzy aplikacją a Cloudflare

Kubernetes - jest to platforma, na której uruchomiana jest nasza aplikacja umożliwiając szybkie skalowanie

GitHub - pozwala na automatyzację procesu wdrażania oprogramowania

Cloudflare - pozwala na dostarczanie treści z najbliższego serwera użytkownikowi, umożliwia równomierne rozkładanie obciążenia pomiędzy serwerami

Sterowanie oświetleniem

Informacje o kolorach lub efektach wysyłane są do sterownika w danej lokalizacji poprzez oprogramowanie Socket.io.
Każdy z nas ma różne autorskie sterowniki, jednak całość bazuje na kodzie klienta napisanym w języku programowania JavaScript. Do oświetlenia wykorzystujemy: karty z przekaźnikami, kontrolery jasności PWM, diody programowalne, taśmy LED. Do realizacji całości przydatny jest najczęściej mały komputer Raspberry Pi lub mikrokontroler ESP8266/ESP32. Na mikrokontrolerze zainstalowane jest oprogramowanie WLED lub ESP Easy.

Użyte technologie:

Socket.io - zapewnia dwukierunkową komunikację pomiędzy użytkownikiem na stronie, naszą aplikacją i elementami wykonawczymi

Redis - jest szybką, ulotną bazą danych, wymienia informacje o aktualnych nastawach światełek

WLED - oprogramowanie open-source dla mikrokontrolerów ESP8266/ESP32 - służy do kontroli programowalnych diod LED

ESPEasy - oprogramowanie open-source dla mikro kontrolerów ESP8266/ESP32 - służy do kontroli PWM kolorowych diod LED oraz kart przekaźnikowych

Raspberry Pi - jednopłytkowy komputer - zwykle jest pomostem pomiędzy stroną sterowania a światełkami

Transmisja obrazu

Do dostarczenia obrazu do użytkowników używamy technologii WebRTC i HTTP Live Streaming. Transmisje z kamer dostarczane są na serwer z kartami graficznymi. Na serwerze obraz przetwarzany jest do różnych strumieni jakościowych. Oprogramowanie OvenMediaEngine pozwala nam na dostarczenie transmisji z jak najmniejszym opóźnieniem (wynoszącym najczęściej 2 sekundy).
Jako kamery wykorzystujemy zwykle konsumenckie kamery monitoringu IP, które są kalibrowane aby zapewnić jak największą jakość obrazu. Obraz odbierany jest przez wyżej opisane serwery strumieniujące.

Użyte technologie:

nginx-rtmp - odbiera przychodzące strumienie, zarządza autoryzacją i przekazuje je dalej

FFmpeg - przetwarza strumienie do różnych jakości

OvenMediaEngine - generuje strumienie niskiego opóźnienia WebRTC

Nimble Streamer - generuje strumienie w standardzie HTTP Live Streaming z wyższym opóźnieniem

Open Broadcaster Software (OBS) - pozwala nam na nałożenie różnych grafik na transmisję lub miksowanie obrazu z kamer

Monitoring

Cała nasza infrastruktura oraz aplikacja jest monitorowana i testowana 24h/7. Monitoring dostępności zapewniony jest poprzez Uptime Kuma, Uptime Robot, Zabbix i LibreNMS. Do monitorowania zdarzeń aplikacji wykorzystujemy oprogramowanie Elasticsearch. Parametry sprzętowe oraz wydajnościowe maszyn wirtualnych monitorujemy przy użyciu Zabbix.

Użyte technologie:

ELK Stack: Elasticsearch, Logstash, Kibana - kolektor zdarzeń aplikacyjnych

Uptime Kuma - monitoruje działanie aplikacji i szybko powiadamia nas o problemach poprzez komunikatory społecznościowe

uptimerobot.com - zapasowe monitorowanie aplikacji

LibreNMS - służy do monitoringu warstwy sieciowej, infrastruktury serwerowej

Zabbix - służy do monitoringu parametrów zasobów sprzętowych

Drukarka termiczna

Pomysł udostępnienia drukarki był całkowicie spontaniczny. Do realizacji tego zadania chcieliśmy wybrać drukarkę, która będzie mogła być bezobsługowa w najbardziej możliwym stopniu. Po przejrzeniu wielu ofert wybraliśmy drukarkę Epson TM-T88IV. Drukarka wspiera standard ESC/POS, więc można do niej "pisać" z wykorzystaniem gotowych bibliotek dostępnych w sieci.
Za przekazywanie wiadomości z Discord na drukarkę odpowiedzialny jest nasz autorski skrypt, korzystający z biblioteki DiscordPHP. Generowana jest odpowiednia wiadomość i przekazywana do RabbitMQ.
Za przekazywanie wiadomości z Tipply odpowiedzialna jest nasza autorska biblioteka, która również komunikuje się z RabbitMQ. Wykorzystujemy RabbitMQ do kolejkowania wiadomości wychodzących do drukarki. Drukarka do komputera podłączona jest portem RS232, który mógłby nie nadążyć przy dużej ilości wiadomości - dlatego kolejkujemy wiadomości.

Rzeczy wykorzystane do realizacji tej części projektu:

EPSON TM-T88IV - około 150zł

Kamera Logitech C920 - około 350zł

Kabel/Konwerter USB na RS232 - Unitek + przejściówka DB9F/DB25M - 40zł

Karta graficzna GTX 750 Ti - 420zł

Kabel null-modem - zrobiony ręcznie z posiadanych kabli

Lampka doświetlająca - około 25zł

Rolki 80mm/80m - 5zł / sztuka

Serwer SuperMicro (streaming)

Komputer Intel NUC (obsługa drukarki)

Oprogramowanie:

https://github.com/mike42/escpos-php
https://github.com/discord-php/DiscordPHP
RabbitMQ
...i własnościowe skrypty

Masz dodatkowe pytania? Chcesz dowiedzieć się czegoś więcej?

Zobacz również zakładkę "O autorach"

Dołącz do naszej społeczności!

Fanpage na Facebooku

Przejdź na Facebook

Czat tekstowy i głosowy na Discordzie

Dołącz na Discord