src/sensor.py

   1 #!/usr/bin/env python
   2 # -*- coding: iso-8859-1 -*-
   3 # vim: set expandtab tabstop=4 shiftwidth=4 :
   4 #----------------------------------------------------------------------------
   5 #                               Weathemulator
   6 #----------------------------------------------------------------------------
   7 # This file is part of weathemulator.
   8 #
   9 # weathemulator is free software; you can redistribute it and/or modify it
  10 # under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
  11 # Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
  12 # any later version.
  13 #
  14 # weathemulator is distributed in the hope that it will be useful, but
  15 # WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  16 # or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public License for
  17 # more details.
  18 #
  19 # You should have received a copy of the GNU General Public License along
  20 # with weathemulator; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59
  21 # Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  22 #----------------------------------------------------------------------------
  23 # Creado:  sáb oct  1 18:26:32 ART 2005
  24 # Autores: Leandro Lucarella <llucare@fi.uba.ar>
  25 #----------------------------------------------------------------------------
  26
  27 import time
  28 import math
  29 import random
  30 import threading
  31 from sync import *
  32
  33
  34 __all__ = ('SensorDireccionViento', 'SensorHumedad', 'SensorPresion',
  35            'SensorTemperatura', 'SensorVelocidadViento')
  36
  37
  38 DEBUG = False
  39
  40
  41 def dprint(msg):
  42     if DEBUG:
  43         print msg
  44
  45
  46 class Sensor(Synchronizable, threading.Thread):
  47
  48     valorActual = SyncProp("Valor actualmente medido por el sensor")
  49
  50     def __init__(self, sigma, periodo):
  51         threading.Thread.__init__(self)
  52         self.rnd = random.Random()
  53         self.sigma = sigma
  54         self.periodo = periodo
  55         self.mu = self.initMu()
  56         self.valorActual = self.getValor()
  57
  58     def initMu(self):
  59         raise NotImplementedError # Abstracto
  60
  61     def getValor(self):
  62         "Simula la medición del dispositivo físico."
  63         self.mu = self.rnd.gauss(self.mu, self.sigma)
  64         return self.mu
  65
  66     def run(self):
  67         #TODO Alguna forma de pausarlo
  68         while 1:
  69             #TODO Hacer algún signal al monitor de los sensores
  70             time.sleep(self.periodo)
  71             self.valorActual = self.getValor()
  72             dprint(self)
  73
  74     def __str__(self):
  75         return self.valorActual
  76
  77     def __repr__(self):
  78         return "<%s valorActual=%s>" % (self.__class__.__name__, self)
  79
  80
  81 class SensorDireccionViento(Sensor):
  82
  83     N  = 0
  84     NE = 1
  85     E  = 2
  86     SE = 3
  87     S  = 4
  88     SO = 5
  89     O  = 6
  90     NO = 7
  91     ROSA = (N, NE, E, SE, S, SO, O, NO)
  92
  93     def __init__(self):
  94         Sensor.__init__(self, sigma=0.01, periodo=0.1)
  95
  96     def rndAngle(self, base, arco):
  97         return (base + arco * (self.rnd.random() - 0.5)) % math.pi
  98
  99     def initMu(self):
 100         return self.rndAngle(0, 2 * math.pi)
 101
 102     def getValor(self):
 103         self.mu = self.rndAngle(self.mu, self.sigma)
 104         return SensorDireccionViento.ROSA[int(round(self.mu))]
 105
 106     @staticmethod
 107     def direccionToString(direccion):
 108         if direccion == 0:
 109             return "Norte"
 110         if direccion == 1:
 111             return "Noreste"
 112         if direccion == 2:
 113             return "Este"
 114         if direccion == 3:
 115             return "Sudeste"
 116         if direccion == 4:
 117             return "Sur"
 118         if direccion == 5:
 119             return "Sudoeste"
 120         if direccion == 6:
 121             return "Oeste"
 122         if direccion == 7:
 123             return "Noroeste"
 124         raise NameError
 125
 126     def __str__(self):
 127         return SensorDireccionViento.direccionToString(self.valorActual)
 128
 129     def __repr__(self):
 130         return "<%s dirección=%s valorActual=%d>" % (self.__class__.__name__,
 131             self, self.valorActual)
 132
 133
 134 class SensorCalibrado(Sensor):
 135
 136     valorBruto = SyncProp("Valor en bruto leido del dispositivo.")
 137     valorBajo = SyncProp("Valor bajo de calibrado como tupla (valorBruto, " \
 138         "valorCalibrado).")
 139     valorAlto = SyncProp("Valor alto de calibrado como tupla (valorBruto, " \
 140         "valorCalibrado).")
 141
 142     def __init__(self, valorBajo, valorAlto, sigma, periodo):
 143         self.valorBajo = valorBajo
 144         self.valorAlto = valorAlto
 145         Sensor.__init__(self, sigma, periodo)
 146
 147     def getValor(self):
 148         "Simula la medición del dispositivo físico."
 149         self.valorBruto = self.mu = Sensor.getValor(self)
 150         (x1, y1) = self.valorBajo
 151         (x2, y2) = self.valorAlto
 152         return (y2 - y1) / (x2 - x1) * (self.mu - x1) + y1
 153
 154     def __repr__(self):
 155         return "<%s valorActual=%s valorBruto=%f valorBajo=%s valorAlto=%s>" \
 156             % (self.__class__.__name__, self, self.valorBruto, self.valorBajo,
 157                 self.valorAlto)
 158
 159
 160 class SensorHistorico(SensorCalibrado):
 161
 162     def __init__(self, valorBajo, valorAlto, sigma, periodo):
 163         # Listado de los valores de las últimas 24hs (inicializado con None)
 164         self.historial = [(None, None) for i in xrange(int(24 * 60 * 60 / periodo))]
 165         SensorCalibrado.__init__(self, valorBajo, valorAlto, sigma, periodo)
 166
 167     def getValor(self):
 168         "Simula la medición del dispositivo físico."
 169         nuevo = SensorCalibrado.getValor(self)
 170         hora = time.strftime("%c")
 171         self.actualizarHistorial(nuevo, hora)
 172         return nuevo
 173
 174     def actualizarHistorial(self, valor, hora):
 175         self.historial.pop(0)
 176         self.historial.append((valor, hora))
 177     actualizarHistorial = synchronized('historialLock')(actualizarHistorial)
 178
 179     def getMin(self):
 180         minimo = (None, None)
 181         for (valor, hora) in self.historial:
 182             if minimo[0] is None or valor <= minimo[0]:
 183                 minimo = (valor, hora)
 184         return minimo
 185     getMin = synchronized('historialLock')(getMin)
 186
 187     def getMax(self):
 188         maximo = (None, None)
 189         for (valor, hora) in self.historial:
 190             if valor >= maximo[0]:
 191                 maximo = (valor, hora)
 192         return maximo
 193     getMax = synchronized('historialLock')(getMax)
 194
 195     valorMinimo = property(getMin, doc="Mínimo de las últimas 24hs como " \
 196         "tupla (minimo, hora).")
 197     valorMaximo = property(getMax, doc="Máximo de las últimas 24hs como " \
 198         "tupla (maximo, hora).")
 199
 200
 201 class SensorHumedad(SensorHistorico):
 202
 203     def __init__(self):
 204         SensorHistorico.__init__(self, (0.0, 0.0), (100.0, 100.0), 0.3, 300.0)
 205
 206     def initMu(self):
 207         return self.rnd.gauss(70.0, 5.0)
 208
 209
 210 class SensorVelocidadViento(SensorHistorico):
 211
 212     def __init__(self):
 213         SensorHistorico.__init__(self, (0.0, 0.0), (100.0, 100.0), 0.1, 0.5)
 214
 215     def initMu(self):
 216         return self.rnd.gauss(30.0, 8.0)
 217
 218
 219 class SensorTendencia(SensorHistorico):
 220
 221     def __init__(self, cantidadTendencia, valorBajo, valorAlto, sigma, periodo):
 222         """cantidadTendencia es la cantidad de valores del historial a tomar al
 223         calcular la tendencia."""
 224         # Listado de los valores de las últimas 24hs (inicializado con None)
 225         self.cantidadTendencia = cantidadTendencia
 226         SensorHistorico.__init__(self, valorBajo, valorAlto, sigma, periodo)
 227
 228     def getValoresTendencia(self):
 229         return [
 230             (x, y[0])
 231             for (x, y) in enumerate(self.historial[-self.cantidadTendencia:])
 232             if y[0] is not None
 233         ]
 234     getValoresTendencia = synchronized('historialLock')(getValoresTendencia)
 235
 236     def getTendencia(self):
 237         def sumatoria(valores):
 238             suma = 0
 239             for i in valores:
 240                 suma += i
 241             return suma
 242         valores = self.getValoresTendencia()
 243         suma_xy = sumatoria([x*y for (x, y) in valores])
 244         suma_x = sumatoria([x for (x, y) in valores])
 245         suma_y = sumatoria([y for (x, y) in valores])
 246         suma_x2 = sumatoria([x**2 for (x, y) in valores])
 247         n = len(valores)
 248         pendiente = (n * suma_xy - suma_x * suma_y) / (n * suma_x2 - suma_x**2)
 249         return math.atan(pendiente) * 2 / math.pi
 250
 251     tendencia = property(getTendencia, doc="Tendencia de las últimas 24hs " \
 252         "(como valor de punto flotante entre 1 y -1).")
 253
 254
 255 class SensorTemperatura(SensorTendencia):
 256
 257     def __init__(self):
 258         SensorTendencia.__init__(self, 10, (0.0, -20.0), (100.0, 80.0), 0.2, 300)
 259
 260     def initMu(self):
 261         return self.rnd.gauss(35.0, 5.0)
 262
 263
 264 class SensorPresion(SensorTendencia):
 265
 266     def __init__(self):
 267         SensorTendencia.__init__(self, 10, (0.0, 1000.0), (100.0, 1048.0), 1, 300)
 268
 269     def initMu(self):
 270         return self.rnd.gauss(50.0, 5.0)
 271
 272
 273 if __name__ == '__main__':
 274     DEBUG = True
 275     sensor = SensorDireccionViento()
 276     sensor.setDaemon(True)
 277     sensor.start()
 278     sensor2 = SensorHumedad()
 279     sensor2.setDaemon(True)
 280     sensor2.start()
 281     sensor3 = SensorVelocidadViento()
 282     sensor3.setDaemon(True)
 283     sensor3.start()
 284     sensor4 = SensorTemperatura()
 285     sensor4.setDaemon(True)
 286     sensor4.periodo = 0.1
 287     sensor4.start()
 288     time.sleep(2)
 289     print sensor4.tendencia
 290     sensor2.valorBajo = (0.0, -10.0)
 291     sensor2.valorAlto = (100.0, 10.0)
 292     print sensor3.valorMinimo, sensor3.valorMaximo
 293     time.sleep(3)
 294     print sensor3.valorMinimo, sensor3.valorMaximo
 295