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projekt:python_fastapi

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projekt:python_fastapi [2026/02/20 19:19] – torsten.roehlprojekt:python_fastapi [2026/02/23 07:26] (aktuell) – [Systemd] torsten.roehl
Zeile 1: Zeile 1:
-====== GPIO mit FastAPI (Websteuerung) ======+====== Python FASTAPI ======
  
 [[raspberry_pi:einstiegskurs_raspberry_pi|☚ zurück - Einstiegskurs Raspberry Pi]] [[raspberry_pi:einstiegskurs_raspberry_pi|☚ zurück - Einstiegskurs Raspberry Pi]]
  
  
-====== Python Web (LED + DS18B20) – sauber getrennt ======+//In diesem Projekt wird auf dem Raspberry Pi eine Weboberfläche mit FastAPI erstellt, über die eine LED-Ampel geschaltet und die Temperatur eines DS18B20 angezeigt werden kann. Die Anwendung ist im lokalen Netzwerk erreichbar, sodass LEDs und Temperatursensor bequem über einen Webbrowser im LAN gesteuert und überwacht werden können.//
  
-[[raspberry_pi:einstiegskurs_raspberry_pi|☚ zurück - Einstiegskurs Raspberry Pi]]+|{{ :raspberry_pi:web_1.png?300 |}}| 
 +|Die LED-Ampel kann nun über den Webbrowser gesteuert und die Temperatur ausgelesen werden.| 
 +====== Überblick ====== 
 +  * Voraussetzungen 
 +  * Software 
 +  * Konfiguration
  
-===== 0. ENV =====+====== Details ======
  
-<code bash>+===== Voraussetzungen ===== 
 + 
 +==== ENV ==== 
 + 
 +<note important> 
 +**Aktivierung der Python-Environment: ''course_env''** 
 + 
 +Alle weiteren Schritte erfolgen mit der aktivierten Python-Umgebung. 
 + 
 +<code>
 source ~/devel/projects/course_env/bin/activate source ~/devel/projects/course_env/bin/activate
-pip install fastapi uvicorn RPi.GPIO 
 </code> </code>
  
 +</note>
 +Anschließend werden FastAPI und Uvicorn installiert:
  
-===== 1. PROJEKTSTRUKTUR =====+<code bash> 
 +pip install fastapi uvicorn        
 +</code> 
 +<note> 
 +**FastAPI / Uvicorn**
  
-python_web/+  * **FastAPI** 
 +    * stellt das Web-Framework bereit, mit dem die Webseiten und Routen programmiert werden. 
 +  * **Uvicorn** 
 +    * startet die Anwendung und sorgt dafür, dass sie im Browser erreichbar ist. 
 +</note> 
 + 
 +==== Projektstruktur ==== 
 + 
 +'' cd ~/devel/projects/'' 
 +<code> 
 +course_web/
 └── src/ └── src/
     ├── app.py     ├── app.py
     ├── core/     ├── core/
 +    │   |── __init__.py    # kann leer sein!    
     │   └── hardware.py     │   └── hardware.py
-    └── static/+    └── html/
         ├── led.html         ├── led.html
         └── temp.html         └── temp.html
  
 +</code>
 +==== Apache2 Startseite ====
 +Im Verzeichnis des Apache2-Webservers (''/var/www/html'') wird eine ''index.html'' bereitgestellt. 
 +Beim Aufruf der **IP-Adresse des Raspberry Pi im Browser** wird diese Startseite geladen, über die anschließend das gewünschte Projekt ausgewählt werden kann.
  
-===== 2. HARDWARE =====+<note tip> **Tip** 
 + 
 +Bevor die neue ''index.html'' im Verzeichnis ''/var/www/html'' erstellt wird, sollte die vorhandene Apache-Standardseite ''index.html'' gesichert werden. 
 +<code bash> 
 +sudo mv /var/www/html/index.html /var/www/html/index_course_backup.html 
 +</code> 
 +</note> 
 + 
 +<code html /var/www/html/index.html> 
 +<!DOCTYPE html> 
 +<html> 
 +<head> 
 +    <title>Projekt Auswahl</title> 
 +</head> 
 +<body> 
 + 
 +<h1>Projekt Auswahl</h1> 
 + 
 +<ul> 
 +    <li><a href="/wiki">DokuWiki</a></li> 
 +    <li><a href="/led">LED Ampel</a></li> 
 +    <li><a href="/temp">Temperatur</a></li> 
 +</ul> 
 + 
 +</body> 
 +</html> 
 +</code> 
 +==== Hardware ==== 
 +Die Hardware, also die LED-Ampel und der Temperatursensor, wurden in den vorausgegangenen Projekten ausführlich behandelt und werden exakt so verwendet wie dort beschrieben.
  
-Datei: +===== Software ===== 
-  /home/pi/devel/projects/python_web/src/core/hardware.py+Im folgenden Abschnitt werden die für die Webanwendung benötigten Python- und HTML-Dateien vorgestellt. Dazu gehören die Hardware-Anbindung über GPIO und den Temperatursensor, die HTML-Seiten zur Darstellung im Browser sowie die FastAPI-Anwendung, welche die Routen bereitstellt und die einzelnen Komponenten miteinander verbindet. 
 +==== API ====
  
-<code python>+<code python /home/pi/devel/projects/course_web/src/core/hardware.py >
 import RPi.GPIO as GPIO import RPi.GPIO as GPIO
 import glob import glob
Zeile 125: Zeile 188:
  
  
-===== 3. HTML – LED =====+====  HTML ====
  
-Datei: +=== LED ===
-  /home/pi/devel/projects/python_web/src/static/led.html+
  
-<code html>+ 
 +<code html /home/pi/devel/projects/course_web/src/html/led.html>
 <!DOCTYPE html> <!DOCTYPE html>
 <html> <html>
Zeile 140: Zeile 203:
 <h1>LED Ampel</h1> <h1>LED Ampel</h1>
  
-<h2>Rot (Status: {{R}})</h2>+<h2>Rot</h2> 
 +<p>Status: {{R}}</p>
 <a href="/led/r/1">ON</a> <a href="/led/r/1">ON</a>
 <a href="/led/r/0">OFF</a> <a href="/led/r/0">OFF</a>
  
-<h2>Gelb (Status: {{Y}})</h2>+<h2>Gelb</h2> 
 +<p>Status: {{Y}}</p>
 <a href="/led/y/1">ON</a> <a href="/led/y/1">ON</a>
 <a href="/led/y/0">OFF</a> <a href="/led/y/0">OFF</a>
  
-<h2>Grün (Status: {{G}})</h2>+<h2>Grün</h2> 
 +<p>Status: {{G}}</p>
 <a href="/led/g/1">ON</a> <a href="/led/g/1">ON</a>
 <a href="/led/g/0">OFF</a> <a href="/led/g/0">OFF</a>
Zeile 160: Zeile 226:
  
  
-===== 4. HTML – Temperatur =====+=== Temperature ===
  
-Datei: 
-  /home/pi/devel/projects/python_web/src/static/temp.html 
  
-<code html>+<code html /home/pi/devel/projects/course_web/src/html/temp.html>
 <!DOCTYPE html> <!DOCTYPE html>
 <html> <html>
Zeile 185: Zeile 249:
  
  
-===== 5. FASTAPI APP =====+==== FASTAPI APP ==== 
 + 
 + 
 +<code python /home/pi/devel/projects/course_web/src/app.py>
  
-Datei: 
-  /home/pi/devel/projects/python_web/src/app.py 
  
-<code python> 
 from fastapi import FastAPI, HTTPException from fastapi import FastAPI, HTTPException
 from fastapi.responses import HTMLResponse, RedirectResponse from fastapi.responses import HTMLResponse, RedirectResponse
Zeile 204: Zeile 268:
  
 def load_template(name, replacements): def load_template(name, replacements):
-    with open(f"static/{name}", "r") as f: +    try: 
-        html = f.read()+        with open(f"html/{name}", "r") as f: 
 +            html = f.read() 
 +    except FileNotFoundError: 
 +        raise HTTPException(status_code=500, detail="Template nicht gefunden")
  
     for key, value in replacements.items():     for key, value in replacements.items():
Zeile 211: Zeile 278:
  
     return html     return html
- 
  
 @app.get("/led", response_class=HTMLResponse) @app.get("/led", response_class=HTMLResponse)
 def led_page(): def led_page():
     r, y, g = hardware.status()     r, y, g = hardware.status()
 +
     return HTMLResponse(     return HTMLResponse(
         load_template("led.html", {         load_template("led.html", {
             "{{R}}": r,             "{{R}}": r,
             "{{Y}}": y,             "{{Y}}": y,
-            "{{G}}": g+            "{{G}}": g, 
 +            "{{R_ON}}": "on" if r == 1 else "", 
 +            "{{Y_ON}}": "on" if y == 1 else "", 
 +            "{{G_ON}}": "on" if g == 1 else "",
         })         })
     )     )
- 
  
 @app.get("/led/{color}/{value}") @app.get("/led/{color}/{value}")
Zeile 260: Zeile 329:
  
  
-===== 6. APACHE STARTSEITE ===== 
  
-Datei: 
-  /var/www/html/index.html 
  
-<code html> +===== Konfiguration ===== 
-<!DOCTYPE html> +In diesem Abschnitt wird die Einbindung der **FastAPI-Anwendung** in den Apache-Webserver sowie die Einrichtung als ''systemd-Service'' beschrieben, damit die Anwendung automatisch startet und im lokalen Netzwerk erreichbar ist. 
-<html> +==== Apache Proxy ====
-<head> +
-    <title>Projekt Auswahl</title> +
-</head> +
-<body>+
  
-<h1>Projekt Auswahl</h1>+=== Konfiguration ===
  
-<ul> +In der Datei '' /etc/apache2/sites-available/000-default.conf'', 
-    <li><a href="/wiki">DokuWiki</a></li> +innerhalb von ''<VirtualHost *:80>'' folgendes einfügen:
-    <li><a href="/led">LED Ampel</a></li> +
-    <li><a href="/temp">Temperatur</a></li> +
-</ul>+
  
-</body> + 
-</html>+<note tip> **Tip** 
 + 
 +Bevor die Datei ''/etc/apache2/sites-available/000-default.conf'' geändert wird, 
 +sollte die vorhandene Konfiguration gesichert werden. 
 + 
 +<code bash> 
 +cd  /etc/apache2/sites-available/ 
 +sudo  cp 000-default.conf 000-default.conf.course_backup
 </code> </code>
  
 +</note>
  
-===== 7. APACHE PROXY ===== 
  
-<code>+<code bash /etc/apache2/sites-available/000-default.conf>
 ProxyPreserveHost On ProxyPreserveHost On
  
Zeile 298: Zeile 364:
 </code> </code>
  
 +=== Aktivieren ===
 +Damit die Weiterleitung an die FastAPI-Anwendung funktioniert, müssen die benötigten Apache-Module aktiviert und der Webserver neu gestartet werden.
  
-===== 8. SYSTEMD =====+<code bash> 
 +sudo a2enmod proxy 
 +sudo a2enmod proxy_http 
 +sudo systemctl restart apache2 
 +</code>
  
-Datei: +==== Systemd ====
-  /etc/systemd/system/python_web.service+
  
-<code>+Die Service-Datei muss unter ''/etc/systemd/system/course_web.service'' neu erstellt und anschließend bei ''systemd'' registriert werden. 
 +=== Service === 
 + 
 + 
 +<code bash /etc/systemd/system/course_web.service>
 [Unit] [Unit]
 Description=Python Web FastAPI Description=Python Web FastAPI
Zeile 312: Zeile 387:
 [Service] [Service]
 User=pi User=pi
-WorkingDirectory=/home/pi/devel/projects/python_web/src+WorkingDirectory=/home/pi/devel/projects/course_web/src
 ExecStart=/home/pi/devel/projects/course_env/bin/uvicorn app:app --host 127.0.0.1 --port 8000 ExecStart=/home/pi/devel/projects/course_env/bin/uvicorn app:app --host 127.0.0.1 --port 8000
 Restart=always Restart=always
Zeile 319: Zeile 394:
 WantedBy=multi-user.target WantedBy=multi-user.target
 </code> </code>
 +
 +=== Registrierung ===
 +Damit die neu erstellte Service-Datei von ''systemd'' erkannt wird und die Anwendung automatisch beim Systemstart gestartet wird, muss der Dienst neu geladen, aktiviert und gestartet werden.
  
 <code bash> <code bash>
 sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl daemon-reload
-sudo systemctl enable python_web +sudo systemctl enable course_web 
-sudo systemctl start python_web+sudo systemctl start course_web       # starten 
 + 
 +</code> 
 + 
 +Nützlich: 
 +<code bash> 
 +sudo systemctl restart course_web     # neu starten 
 +sudo systemctl status course_web      # prüfen!!!
 </code> </code>
projekt/python_fastapi.1771615176.txt.gz · Zuletzt geändert: von torsten.roehl