Киоск Raspberry Pi для графического интерфейса на Kivy

Привет, Хабр!

Хочется поделиться опытом настройки Raspberry Pi 3B+ в качестве киоска с GUI на базе библиотеки Kivy для Python 3. Почему именно Kivy? Просто мы уже имеем продукт, разработанный на Python, нам бы хотелось добавить к нему графический интерфейс. Стоит отметить, что до Kivy мы перепробовали несколько вариантов, включая wxWidgets и даже браузер на Chromium с веб-приложением. Все эти альтернативы оказались бессильны против Kivy, лёгкой и быстрой.

Окружение

Мы будем использовать Raspbian Lite с Python 3.7 и системой управления процессами и сервисами Supervisor. Кстати, очень удобной является утилитка Raspberry Pi Imager, с помощью которой можно подготовить SD-карточку. После первой загрузки нашего малыша RPi логинимся с помощью стандартного логина pi и пароля raspberry. Далее выполняем:

$ sudo raspi-config

Выбираем пятый пункт Interfacing Options, в появившемся меню нас интересует второй пункт SSH, с помощью которого мы включим удалённый доступ для удобства.
Итак, удобно откинувшись в любимом кресле, продолжим настройку RPi через любой удобный ssh-клиент.

Пользователь

Давайте создадим пользователя с удобным для нас именем, разрешим ему пользоваться sudo и перезагрузимся:

$ sudo useradd -m kivygui -s /bin/bash $ sudo passwd kivygui $ sudo usermod -a -G sudo kivygui $ sudo reboot

После перезагрузки залогинимся через ssh уже с новыми данными для kivygui и удалим стандартную учётку pi:

$ sudo userdel pi $ sudo rm -r /home/pi/ 

Не лишним будет указать, что мы пользуемся американской раскладкой клавиатуры:

$ sudo sed -i 's/XKBLAYOUT="gb"/XKBLAYOUT="us"/' /etc/default/keyboard

Тестовое приложение

Наше тестовое приложение будет находиться в отдельной папке, создадим её:

$ mkdir /home/kivygui/helloworld

Теперь давайте в текстовом редакторе nano создадим скрипт для запуска Python-приложения /home/kivygui/helloworld/run.sh со следующим содержимым:

export DISPLAY=:0.0 xset s off -dpms exec matchbox-window-manager & while true; do   exec python3 start.py done

Сделаем в nano и пример простенького интерфейса в файле /home/kivygui/helloworld/start.py:

import kivy kivy.require('1.11.0') from kivy.app import App from kivy.uix.label import Label class MyApp(App):     def build(self):         return Label(text='Hello, world!') if __name__ == '__main__':     MyApp().run()

Графический пользовательский интерфейс

Нам понадобится pip3:

$ sudo apt-get update -y $ sudo apt-get install -y python3-pip

Также я сталкивался с тем, что при установке nodm не всегда загружались все необходимые пакеты, поэтому на всякий случай установим их заранее:

$ sudo apt-get install -y desktop-base gtk2-engines-pixbuf libxklavier16 xserver-xorg xserver-xorg-input-all xserver-xorg-input-libinput xserver-xorg-input-wacom xserver-xorg-legacy xserver-xorg-video-all xserver-xorg-video-amdgpu xserver-xorg-video-ati xserver-xorg-video-fbdev xserver-xorg-video-nouveau xserver-xorg-video-radeon xserver-xorg-video-vesa

Теперь давайте установим nodm и оконный менеджер matchbox:

$ sudo DEBIAN_FRONTEND=noninteractive DEBCONF_NONINTERACTIVE_SEEN=true apt-get install -y x11-xserver-utils nodm matchbox-window-manager $ echo "/usr/sbin/nodm" | sudo tee /etc/X11/default-display-manager $ sudo sed -i -e "s/NODM_ENABLED=false/NODM_ENABLED=true/" -e "s/NODM_USER=root/NODM_USER=kivygui/" -e "s/NODM_X_OPTIONS='-nolisten tcp'/NODM_X_OPTIONS='-nolisten tcp -nocursor'/" /etc/default/nodm

Настал черёд Kivy:

$ sudo apt-get install -y libsdl2-dev libsdl2-image-dev libsdl2-mixer-dev libsdl2-ttf-dev pkg-config libgl1-mesa-dev libgles2-mesa-dev python-setuptools libgstreamer1.0-dev git-core gstreamer1.0-plugins-{bad,base,good,ugly} gstreamer1.0-{omx,alsa} python-dev libmtdev-dev xclip xsel libjpeg-dev $ sudo python3 -m pip install --user kivy

Теперь научим нашу систему показывать нам графический интерфейс вместо консольного приглашения, скроем все диагностические сообщения и покажем графический экран загрузки системы:

$ sudo rm /etc/systemd/system/default.target $ sudo rm /etc/systemd/system/getty@tty1.service.d/autologin.conf $ sudo ln -s /lib/systemd/system/graphical.target /etc/systemd/system/default.target $ sudo sed -i '$ s/$/ quiet splash consoleblank=0 loglevel=0 logo.nologo plymouth.ignore-serial-consoles/' /boot/cmdline.txt $ sudo sed -i 's/console=tty1/console=tty3/' /boot/cmdline.txt

Если есть желание, консоль tty1 вообще можно отключить:

$ sudo systemctl disable getty@tty1

Supervisord

Теперь давайте установим Supervisor:

$ sudo apt-get install -y supervisor

Создадим папку для логов:

$ mkdir /home/kivygui/logs

Теперь давайте ненадолго остановим службу Supervisor для переконфигурации:

$ sudo systemctl stop supervisor

Добавим с помощью редактора nano в кофигурационный файл /etc/supervisor/supervisord.conf следующее:

[program:rungui] command=sh run.sh directory=/home/kivygui/helloworld user=root autostart=true autorestart=true startsecs = 5 startretries=3 stderr_logfile=/home/kivygui/logs/rungui.err.log stdout_logfile=/home/kivygui/logs/rungui.out.log stderr_logfile_maxbytes=5MB stdout_logfile_maxbytes=5MB stopsignal=INT stopwaitsecs=5 

Также давайте дадим пользователям kivygui и root дополнительные возможности. Для этого воспользуемся командой:

$ sudo visudo

Приведём файл к следующему виду:

# # This file MUST be edited with the 'visudo' command as root. # # Please consider adding local content in /etc/sudoers.d/ instead of # directly modifying this file. # # See the man page for details on how to write a sudoers file. # Defaults        env_reset Defaults        mail_badpass Defaults        secure_path="/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin"  # Host alias specification  # User alias specification  # Cmnd alias specification  # User privilege specification root    ALL=(ALL:ALL) ALL kivygui  ALL=(ALL:ALL) ALL   # Allow members of group sudo to execute any command %sudo   ALL=(ALL:ALL) ALL   # See sudoers(5) for more information on "#include" directives:   #includedir /etc/sudoers.d   kivygui ALL = NOPASSWD: /usr/bin/supervisorctl kivygui ALL = NOPASSWD: /usr/bin/python3.7 kivygui ALL=(ALL) NOPASSWD: /bin/systemctl daemon-reload kivygui ALL=(ALL) NOPASSWD: /usr/bin/supervisord   root ALL=(ALL) NOPASSWD: /bin/systemctl daemon-reload root ALL = NOPASSWD: /usr/bin/supervisorctl root ALL = NOPASSWD: /usr/bin/python3.7 root ALL=(ALL) NOPASSWD: /usr/bin/supervisord 

Теперь мы можем запускать службу:

$ sudo systemctl start supervisor

На подключенном к RPi мониторе мы увидим заветное приветствие. Осталось только перезагрузиться, чтобы проверить работу графического экрана загрузки.

P.S.

На самом деле, nodm можно заменить lightdm с автологином. Это будет абсолютно аналогичное nodm решение. Тем более, сам разработчик nodm рекомендует этот подход.