标签：python reactjs postgresql windows raspberry-pi

系统规格

处理器 - i5 第 13 代
RAM - 16GB
SSD - Nvme 500GB
操作系统 - Windows Home
Raspberry Pi - Pi4 8GB

我有一个托管的 Fast API 应用程序在 Windows 机器上，同一台机器上还有一个 React 应用程序。 React 应用程序使用 fastAPI 应用程序进行 CRUD 操作。该服务用于存储制造工厂中生产线的数据，记录每天不同班次的每条生产线的生产计数。

生产计数通过连接到机器的 Raspberry Pi 发送到每条生产线的服务器。通过 API 从 fastAPI 应用程序发送计数的行。现在 Raspberry Pi 也有一个屏幕，用于显示生产计数、目标计数余额等详细信息。

我在树莓派中编写了一个脚本，它打开 pywebview 窗口并在显示屏上显示 React 应用程序页面，下面是脚本。

import webview
import requests
import threading
import time
 
# Define the URL to load on success
success_url = 'http://172.17.17.110:3000/line/12'
 
# Define the path to the error HTML file
error_html_content = """
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Connection Error</title>
    <style>
        body {
            display: flex;
            justify-content: center;
            align-items: center;
            height: 100vh;
            margin: 0;
            background-color: #f8f8f8;
            font-family: Arial, sans-serif;
        }
        .error-message {
            font-size: 48px;
            color: #ff0000;
            text-align: center;
        }
    </style>
</head>
<body>
    <div class="error-message">Connection Error</div>
</body>
</html>
"""
 
# Define the health check API URL
health_check_url = 'http://172.17.17.110:8000/healthz'
 
# Time interval (in seconds) between health checks
check_interval = 5

request_timeout = 5
 
def load_error_html(window):
    window.evaluate_js(f'document.documentElement.innerHTML = `{error_html_content}`')
 
def health_check(window):
    first_success = False
    while True:
        print("FIRST SUCCESS", first_success)
        try:
            response = requests.get(health_check_url, timeout=request_timeout)
            print("RESPONSE", response)
            if response.status_code == 200:
                if not first_success:
                    # Load the success URL in the webview window
                    window.load_url(success_url)
                    first_success = True
            else:
                if first_success:
                    # If the health check fails, load the error HTML
                    load_error_html(window)
                    first_success = False
        except requests.RequestException:
            print("REQUEST EXCEPTION")
            if first_success:
                load_error_html(window)
                first_success = False
        except requests.Timeout:
            print("TIMEOUT EXCEPTION")
            if first_success:
                # If there is an exception, load the error HTML
                load_error_html(window)
                fisrt_success = False
 
        # Wait for the specified interval before checking again
        time.sleep(check_interval) 
def create_window():
    # Create an initial window with the error HTML
    window = webview.create_window(title='IILMS',
                               html=error_html_content,
                               width=1920, height=1080, fullscreen=True,
                               resizable=False, text_select=False)

 
    # Start the health check in a background thread
    threading.Thread(target=health_check, args=(window,), daemon=True).start()
 
    # Start the webview
    webview.start()
 
if __name__ == '__main__':
    create_window()

该脚本在启动时自动运行。 Raspberry Pi 中还有一个在后台运行的脚本，它监听 GPIO 引脚以将数据发送到 fastAPI 应用程序。

fastAPI 和 React 应用程序在启动时分别使用 uvicorn main:app --host 0.0.0.0 --port 8000 和 npm start --host 0.0.0.0 运行。

当Windows 机器启动时会创建两个 cmd 窗口，在其中运行上述命令。整个系统包括 Raspberry Pi（数量 16）和服务器机器，通过本地有线连接进行连接，其中所有 Raspberry Pi 都与交换机连接，然后交换机与 Wi-Fi 路由器连接，服务器与路由器连接通过 LAN 电缆。

问题

问题是，如果 Raspberry Pi 一次有超过 7 个活动连接，上面提供的脚本会给出 HTML 页面的连接错误。

在有线连接之前Raspberry Pi 使用连接到主 Wi-Fi 路由器的 Wi-Fi 中继器 (2.4Ghz) 通过 Wi-Fi 连接，问题是即使将连接设置为自动，Raspberry Pi 也开始自动与中继器断开连接并且无法连接在尝试了所有方法之后，除了手机和笔记本电脑等其他设备能够连接到中继器之外。

然后我决定采用有线方法，但现在出现了上述问题。我不知道整体设置出了什么问题，我认为 Wi-Fi 路由器可能无法处理那么多请求，所以我直接将交换机插入服务器计算机，但仍然没有运气。

看起来在尝试使用 Raspberry Pi 扩展生产线数据收集系统时遇到了问题。具体来说，当有超过 7 个 Raspberry Pi 客户端连接到托管在 Windows 机器上的 FastAPI 服务器时，似乎遇到了连接问题。让我们将潜在问题分解，并找到解决这些问题的最佳方法。

分析问题

瓶颈：第一个要解决的问题是瓶颈的根源。这可能是：
- FastAPI 服务器 ：虽然 FastAPI 以其性能而闻名，但它可能无法正确处理并发连接。
- 网络：的有线网络基础设施（交换机、路由器、电缆）可能无法处理高数据流量，尤其是在大量 Raspberry Pi 同时发送数据时。
- Windows 机器 ：的 Windows 机器本身（CPU、内存或网络适配器）可能是瓶颈。
- Raspberry Pi 客户端 ：虽然不太可能，但如果脚本没有以最佳方式发送请求，则 Raspberry Pi 客户端本身可能会导致问题。
Wi-Fi 中继器问题 ：之前遇到的 Wi-Fi 中继器问题表明存在与网络相关的挑战。虽然有线连接更可靠，但潜在的网络配置问题可能仍然存在。

故障排除步骤

隔离瓶颈 ：
- 负载测试 ：使用 k6 或 Locust 等工具对 FastAPI 服务器进行负载测试。这将帮助了解服务器在不同并发连接下的执行情况。
- 网络监控 ：在 Windows 机器上使用 Performance Monitor 或 Wireshark 等工具监控网络使用情况。检查是否有任何丢包或高延迟。
- 资源使用情况 ：在 Windows 机器上运行 FastAPI 服务器时，请监控 CPU、内存和磁盘使用情况。任务管理器可以为此提供见解。
优化 FastAPI ：
- 异步：确保的 FastAPI 应用程序利用异步功能来有效处理并发请求。
- 工作程序 ：调整 Uvicorn 工作程序的数量以匹配的硬件（CPU 内核）。可以通过在启动命令中添加 --workers 4 （其中 4 是工作程序的数量）来做到这一点。
- 数据库连接 ：如果使用数据库，请优化查询并考虑使用连接池。
增强网络 ：
- 有线连接 ：如果可能，请确保所有设备（包括 Windows 机器和 Raspberry Pi）都通过有线连接连接到网络以获得最佳稳定性。
- 网络设备 ：验证的交换机和路由器是否能够处理所需的流量。升级它们可能是必要的。
审查 Raspberry Pi 脚本 ：
- 错误处理 ：实现强大的错误处理以捕获并记录 Raspberry Pi 脚本中的任何连接问题。这将提供有关问题性质的更多信息。
- 请求频率 ：如果的 Raspberry Pi 经常发送数据，请考虑调整请求频率或实现批处理机制以减少网络开销。
其他注意事项 ：
- 防火墙 ：确保 Windows 防火墙或任何其他安全软件都没有阻止来自 Raspberry Pi 的传入连接。
- IP 地址 ：在的网络设置中验证所有 Raspberry Pi 是否都具有静态 IP 地址或在 DHCP 服务器上为它们预留了地址。

代码改进

虽然提供的 Python 脚本似乎不是问题的主要根源，但这里有一些小的改进建议：

错误处理 ：考虑添加更具体的错误处理以区分不同的 requests.exceptions 类型（例如， ConnectionError 、 Timeout ）。
用户体验 ：可能希望改进错误页面上的用户体验，方法是在建立连接时提供更具信息量的消息或进度指示器。

通过系统地解决这些问题，应该能够确定连接问题的根本原因，并优化的生产线数据收集系统以实现可靠性。请记住仔细监控系统在进行任何更改时的行为，以隔离问题并衡量改进情况。

标签：python,reactjs,postgresql,windows,raspberry-pi
From： 79020096

在 Windows 机器内使用 Fast API、React、Raspberry Pi 制作服务器应用程序

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