src/Environment/realwx_ctrl.cxx

   1 // realwx_ctrl.cxx -- Process real weather data
   2 //
   3 // Written by David Megginson, started February 2002.
   4 // Rewritten by Torsten Dreyer, August 2010, August 2011
   5 //
   6 // Copyright (C) 2002  David Megginson - david@megginson.com
   7 //
   8 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   9 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
  10 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  11 // License, or (at your option) any later version.
  12 //
  13 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  14 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16 // General Public License for more details.
  17 //
  18 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  19 // along with this program; if not, write to the Free Software
  20 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  21 //
  22
  23 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  24 #  include "config.h"
  25 #endif
  26
  27 #include "realwx_ctrl.hxx"
  28
  29 #include <algorithm>
  30 #include <boost/foreach.hpp>
  31 #include <boost/algorithm/string/case_conv.hpp>
  32
  33 #include <simgear/structure/exception.hxx>
  34 #include <simgear/misc/strutils.hxx>
  35 #include <simgear/props/tiedpropertylist.hxx>
  36 #include <simgear/io/HTTPMemoryRequest.hxx>
  37 #include <simgear/timing/sg_time.hxx>
  38 #include <simgear/structure/event_mgr.hxx>
  39 #include <simgear/structure/commands.hxx>
  40
  41 #include "metarproperties.hxx"
  42 #include "metarairportfilter.hxx"
  43 #include "fgmetar.hxx"
  44 #include <Network/HTTPClient.hxx>
  45 #include <Main/fg_props.hxx>
  46
  47 namespace Environment {
  48
  49
  50 /* -------------------------------------------------------------------------------- */
  51
  52 class MetarDataHandler {
  53 public:
  54     virtual void handleMetarData( const std::string & data ) = 0;
  55     virtual void handleMetarFailure() = 0;
  56 };
  57
  58 class MetarRequester {
  59 public:
  60     virtual void requestMetar( MetarDataHandler * metarDataHandler, const std::string & id ) = 0;
  61 };
  62
  63 /* -------------------------------------------------------------------------------- */
  64
  65 class LiveMetarProperties : public MetarProperties, MetarDataHandler {
  66 public:
  67     LiveMetarProperties( SGPropertyNode_ptr rootNode, MetarRequester * metarRequester, int maxAge );
  68     virtual ~LiveMetarProperties();
  69     virtual void update( double dt );
  70
  71     virtual double getTimeToLive() const { return _timeToLive; }
  72     virtual void resetTimeToLive()
  73     { _timeToLive = 0.00; _pollingTimer = 0.0; }
  74
  75     // implementation of MetarDataHandler
  76     virtual void handleMetarData( const std::string & data );
  77     virtual void handleMetarFailure();
  78
  79     static const unsigned MAX_POLLING_INTERVAL_SECONDS = 10;
  80     static const unsigned DEFAULT_TIME_TO_LIVE_SECONDS = 900;
  81
  82 private:
  83     double _timeToLive;
  84     double _pollingTimer;
  85     MetarRequester * _metarRequester;
  86     int _maxAge;
  87     bool _failure;
  88 };
  89
  90 typedef SGSharedPtr<LiveMetarProperties> LiveMetarProperties_ptr;
  91
  92 LiveMetarProperties::LiveMetarProperties( SGPropertyNode_ptr rootNode, MetarRequester * metarRequester, int maxAge ) :
  93     MetarProperties( rootNode ),
  94     _timeToLive(0.0),
  95     _pollingTimer(0.0),
  96     _metarRequester(metarRequester),
  97     _maxAge(maxAge),
  98     _failure(false)
  99 {
 100     _tiedProperties.Tie("time-to-live", &_timeToLive );
 101     _tiedProperties.Tie("failure", &_failure);
 102 }
 103
 104 LiveMetarProperties::~LiveMetarProperties()
 105 {
 106     _tiedProperties.Untie();
 107 }
 108
 109 void LiveMetarProperties::update( double dt )
 110 {
 111     _timeToLive -= dt;
 112     _pollingTimer -= dt;
 113     if( _timeToLive <= 0.0 ) {
 114         _timeToLive = 0.0;
 115         invalidate();
 116         std::string stationId = getStationId();
 117         if( stationId.empty() ) return;
 118         if( _pollingTimer > 0.0 ) return;
 119         _metarRequester->requestMetar( this, stationId );
 120         _pollingTimer = MAX_POLLING_INTERVAL_SECONDS;
 121     }
 122 }
 123
 124 void LiveMetarProperties::handleMetarData( const std::string & data )
 125 {
 126     SG_LOG( SG_ENVIRONMENT, SG_DEBUG, "LiveMetarProperties::handleMetarData() received METAR for " << getStationId() << ": " << data );
 127     _timeToLive = DEFAULT_TIME_TO_LIVE_SECONDS;
 128
 129     SGSharedPtr<FGMetar> m;
 130     try {
 131         m = new FGMetar(data.c_str());
 132     }
 133     catch( sg_io_exception ) {
 134         SG_LOG( SG_ENVIRONMENT, SG_WARN, "Can't parse metar: " << data );
 135         _failure = true;
 136         return;
 137     }
 138
 139     if (_maxAge && (m->getAge_min() > _maxAge)) {
 140         // METAR is older than max-age, ignore
 141         SG_LOG( SG_ENVIRONMENT, SG_DEBUG, "Ignoring outdated METAR for " << getStationId());
 142         return;
 143     }
 144
 145     _failure = false;
 146     setMetar( m );
 147 }
 148
 149 void LiveMetarProperties::handleMetarFailure()
 150 {
 151   _failure = true;
 152 }
 153
 154 /* -------------------------------------------------------------------------------- */
 155
 156 class BasicRealWxController : public RealWxController
 157 {
 158 public:
 159     BasicRealWxController( SGPropertyNode_ptr rootNode, MetarRequester * metarRequester );
 160     virtual ~BasicRealWxController ();
 161
 162     virtual void init ();
 163     virtual void reinit ();
 164     virtual void shutdown ();
 165
 166     /**
 167      * Create a metar-property binding at the specified property path,
 168      * and initiate a request for the specified station-ID (which may be
 169      * empty). If the property path is already mapped, the station ID
 170      * will be updated.
 171      */
 172     void addMetarAtPath(const string& propPath, const string& icao);
 173
 174     void removeMetarAtPath(const string& propPath);
 175
 176     typedef std::vector<LiveMetarProperties_ptr> MetarPropertiesList;
 177     MetarPropertiesList::iterator findMetarAtPath(const string &propPath);
 178 protected:
 179     void bind();
 180     void unbind();
 181     void update( double dt );
 182
 183     void checkNearbyMetar();
 184
 185     long getMetarMaxAgeMin() const { return _max_age_n == NULL ? 0 : _max_age_n->getLongValue(); }
 186
 187     SGPropertyNode_ptr _rootNode;
 188     SGPropertyNode_ptr _ground_elevation_n;
 189     SGPropertyNode_ptr _max_age_n;
 190
 191     bool _enabled;
 192     bool _wasEnabled;
 193     simgear::TiedPropertyList _tiedProperties;
 194     MetarPropertiesList _metarProperties;
 195     MetarRequester* _requester;
 196
 197 };
 198
 199 static bool commandRequestMetar(const SGPropertyNode* arg)
 200 {
 201   SGSubsystemGroup* envMgr = (SGSubsystemGroup*) globals->get_subsystem("environment");
 202   if (!envMgr) {
 203     return false;
 204   }
 205
 206   BasicRealWxController* self = (BasicRealWxController*) envMgr->get_subsystem("realwx");
 207   if (!self) {
 208     return false;
 209   }
 210
 211   string icao(arg->getStringValue("station"));
 212   boost::to_upper(icao);
 213   string path = arg->getStringValue("path");
 214   self->addMetarAtPath(path, icao);
 215   return true;
 216 }
 217
 218 static bool commandClearMetar(const SGPropertyNode* arg)
 219 {
 220   SGSubsystemGroup* envMgr = (SGSubsystemGroup*) globals->get_subsystem("environment");
 221   if (!envMgr) {
 222     return false;
 223   }
 224
 225   BasicRealWxController* self = (BasicRealWxController*) envMgr->get_subsystem("realwx");
 226   if (!self) {
 227     return false;
 228   }
 229
 230   string path = arg->getStringValue("path");
 231   self->removeMetarAtPath(path);
 232   return true;
 233 }
 234
 235 /* -------------------------------------------------------------------------------- */
 236 /*
 237 Properties
 238  ~/enabled: bool              Enables/Disables the realwx controller
 239  ~/metar[1..n]: string        Target property path for metar data
 240  */
 241
 242 BasicRealWxController::BasicRealWxController( SGPropertyNode_ptr rootNode, MetarRequester * metarRequester ) :
 243   _rootNode(rootNode),
 244   _ground_elevation_n( fgGetNode( "/position/ground-elev-m", true )),
 245   _max_age_n( fgGetNode( "/environment/params/metar-max-age-min", false ) ),
 246   _enabled(true),
 247   _wasEnabled(false),
 248   _requester(metarRequester)
 249 {
 250
 251     globals->get_commands()->addCommand("request-metar", commandRequestMetar);
 252     globals->get_commands()->addCommand("clear-metar", commandClearMetar);
 253 }
 254
 255 BasicRealWxController::~BasicRealWxController()
 256 {
 257     globals->get_commands()->removeCommand("request-metar");
 258     globals->get_commands()->removeCommand("clear-metar");
 259 }
 260
 261 void BasicRealWxController::init()
 262 {
 263     _wasEnabled = false;
 264
 265     // at least instantiate MetarProperties for /environment/metar
 266     SGPropertyNode_ptr metarNode = fgGetNode( _rootNode->getStringValue("metar", "/environment/metar"), true );
 267     _metarProperties.push_back( new LiveMetarProperties(metarNode,
 268                                                         _requester,
 269                                                         getMetarMaxAgeMin()));
 270
 271     BOOST_FOREACH( SGPropertyNode_ptr n, _rootNode->getChildren("metar") ) {
 272         SGPropertyNode_ptr metarNode = fgGetNode( n->getStringValue(), true );
 273         addMetarAtPath(metarNode->getPath(), "");
 274     }
 275
 276     checkNearbyMetar();
 277     update(0); // fetch data ASAP
 278
 279     globals->get_event_mgr()->addTask("checkNearbyMetar", this,
 280                                       &BasicRealWxController::checkNearbyMetar, 60 );
 281 }
 282
 283 void BasicRealWxController::reinit()
 284 {
 285     _wasEnabled = false;
 286     checkNearbyMetar();
 287     update(0); // fetch data ASAP
 288 }
 289
 290 void BasicRealWxController::shutdown()
 291 {
 292     globals->get_event_mgr()->removeTask("checkNearbyMetar");
 293 }
 294
 295 void BasicRealWxController::bind()
 296 {
 297     _tiedProperties.setRoot( _rootNode );
 298     _tiedProperties.Tie( "enabled", &_enabled );
 299 }
 300
 301 void BasicRealWxController::unbind()
 302 {
 303     _tiedProperties.Untie();
 304 }
 305
 306 void BasicRealWxController::update( double dt )
 307 {
 308   if( _enabled ) {
 309     bool firstIteration = !_wasEnabled;
 310     // clock tick for every METAR in stock
 311     BOOST_FOREACH(LiveMetarProperties* p, _metarProperties) {
 312       // first round? All received METARs are outdated
 313       if( firstIteration ) p->resetTimeToLive();
 314       p->update(dt);
 315     }
 316
 317     _wasEnabled = true;
 318   } else {
 319     _wasEnabled = false;
 320   }
 321 }
 322
 323 void BasicRealWxController::addMetarAtPath(const string& propPath, const string& icao)
 324 {
 325   // check for duplicate entries
 326   MetarPropertiesList::iterator it = findMetarAtPath(propPath);
 327   if( it != _metarProperties.end() ) {
 328     SG_LOG( SG_ENVIRONMENT, SG_INFO, "Reusing metar properties at " << propPath << " for " << icao);
 329     // already exists
 330     if ((*it)->getStationId() != icao) {
 331       (*it)->setStationId(icao);
 332       (*it)->resetTimeToLive();
 333     }
 334     return;
 335   }
 336
 337   SGPropertyNode_ptr metarNode = fgGetNode(propPath, true);
 338   SG_LOG( SG_ENVIRONMENT, SG_INFO, "Adding metar properties at " << propPath << " for " << icao);
 339   LiveMetarProperties_ptr p(new LiveMetarProperties( metarNode, _requester, getMetarMaxAgeMin() ));
 340   _metarProperties.push_back(p);
 341   p->setStationId(icao);
 342 }
 343
 344 void BasicRealWxController::removeMetarAtPath(const string &propPath)
 345 {
 346   MetarPropertiesList::iterator it = findMetarAtPath( propPath );
 347   if( it != _metarProperties.end() ) {
 348     SG_LOG(SG_ENVIRONMENT, SG_INFO, "removing metar properties at " << propPath);
 349     LiveMetarProperties_ptr p(*it);
 350     _metarProperties.erase(it);
 351     // final ref will drop, and delete the MetarProperties, when we return
 352   } else {
 353     SG_LOG(SG_ENVIRONMENT, SG_WARN, "no metar properties at " << propPath);
 354   }
 355 }
 356
 357 BasicRealWxController::MetarPropertiesList::iterator BasicRealWxController::findMetarAtPath(const string &propPath)
 358 {
 359   // don not compare unprocessed property path
 360   // /foo/bar[0]/baz equals /foo/bar/baz
 361   SGPropertyNode_ptr n = fgGetNode(propPath,false);
 362   if( false == n.valid() ) // trivial: node does not exist
 363     return _metarProperties.end();
 364
 365   MetarPropertiesList::iterator it = _metarProperties.begin();
 366   while( it != _metarProperties.end() &&
 367          (*it)->get_root_node()->getPath() != n->getPath() )
 368     ++it;
 369
 370   return it;
 371 }
 372
 373 void BasicRealWxController::checkNearbyMetar()
 374 {
 375     try {
 376       const SGGeod & pos = globals->get_aircraft_position();
 377
 378       // check nearest airport
 379       SG_LOG(SG_ENVIRONMENT, SG_DEBUG, "NoaaMetarRealWxController::update(): (re) checking nearby airport with METAR" );
 380
 381       FGAirport * nearestAirport = FGAirport::findClosest(pos, 10000.0, MetarAirportFilter::instance() );
 382       if( nearestAirport == NULL ) {
 383           SG_LOG(SG_ENVIRONMENT,SG_WARN,"RealWxController::update can't find airport with METAR within 10000NM"  );
 384           return;
 385       }
 386
 387       SG_LOG(SG_ENVIRONMENT, SG_DEBUG,
 388           "NoaaMetarRealWxController::update(): nearest airport with METAR is: " << nearestAirport->ident() );
 389
 390       // if it has changed, invalidate the associated METAR
 391       if( _metarProperties[0]->getStationId() != nearestAirport->ident() ) {
 392           SG_LOG(SG_ENVIRONMENT, SG_INFO,
 393               "NoaaMetarRealWxController::update(): nearest airport with METAR has changed. Old: '" <<
 394               _metarProperties[0]->getStationId() <<
 395               "', new: '" << nearestAirport->ident() << "'" );
 396           _metarProperties[0]->setStationId( nearestAirport->ident() );
 397           _metarProperties[0]->resetTimeToLive();
 398       }
 399     }
 400     catch( sg_exception & ) {
 401       return;
 402     }
 403
 404 }
 405
 406 /* -------------------------------------------------------------------------------- */
 407
 408 class NoaaMetarRealWxController : public BasicRealWxController, MetarRequester {
 409 public:
 410     NoaaMetarRealWxController( SGPropertyNode_ptr rootNode );
 411
 412     // implementation of MetarRequester
 413     virtual void requestMetar( MetarDataHandler * metarDataHandler, const std::string & id );
 414
 415     virtual ~NoaaMetarRealWxController()
 416     {
 417     }
 418 private:
 419
 420 };
 421
 422 NoaaMetarRealWxController::NoaaMetarRealWxController( SGPropertyNode_ptr rootNode ) :
 423   BasicRealWxController(rootNode, this )
 424 {
 425 }
 426
 427 void NoaaMetarRealWxController::requestMetar
 428 (
 429   MetarDataHandler* metarDataHandler,
 430   const std::string& id
 431 )
 432 {
 433   static const std::string NOAA_BASE_URL =
 434     "http://weather.noaa.gov/pub/data/observations/metar/stations/";
 435   class NoaaMetarGetRequest:
 436     public simgear::HTTP::MemoryRequest
 437   {
 438     public:
 439       NoaaMetarGetRequest( MetarDataHandler* metarDataHandler,
 440                            const std::string& stationId ):
 441         MemoryRequest(NOAA_BASE_URL + stationId + ".TXT"),
 442         _metarDataHandler(metarDataHandler)
 443       {
 444         std::ostringstream buf;
 445         buf <<  globals->get_time_params()->get_cur_time();
 446         requestHeader("X-TIME") = buf.str();
 447       }
 448
 449       virtual void onDone()
 450       {
 451         if( responseCode() != 200 )
 452         {
 453           SG_LOG
 454           (
 455             SG_ENVIRONMENT,
 456             SG_WARN,
 457             "metar download failed:" << url() << ": reason:" << responseReason()
 458           );
 459           return;
 460         }
 461
 462         _metarDataHandler->handleMetarData
 463         (
 464           simgear::strutils::simplify(responseBody())
 465         );
 466       }
 467
 468       virtual void onFail()
 469       {
 470         SG_LOG(SG_ENVIRONMENT, SG_INFO, "metar download failure");
 471         _metarDataHandler->handleMetarFailure();
 472       }
 473
 474     private:
 475       MetarDataHandler * _metarDataHandler;
 476   };
 477
 478   string upperId = boost::to_upper_copy(id);
 479
 480   SG_LOG
 481   (
 482     SG_ENVIRONMENT,
 483     SG_INFO,
 484     "NoaaMetarRealWxController::update(): "
 485     "spawning load request for station-id '" << upperId << "'"
 486   );
 487   FGHTTPClient* http = static_cast<FGHTTPClient*>(globals->get_subsystem("http"));
 488   if (http) {
 489       http->makeRequest(new NoaaMetarGetRequest(metarDataHandler, upperId));
 490   }
 491 }
 492
 493 /* -------------------------------------------------------------------------------- */
 494
 495 RealWxController * RealWxController::createInstance( SGPropertyNode_ptr rootNode )
 496 {
 497   return new NoaaMetarRealWxController( rootNode );
 498 }
 499
 500 RealWxController::~RealWxController()
 501 {
 502 }
 503
 504 /* -------------------------------------------------------------------------------- */
 505
 506 } // namespace Environment