SimStudio — Vue d'ensemble

L’écosystème SimStudio se compose de deux parties :

SimServer : le backend Docker-first (FastAPI, MQTT, Redis, go2rtc, Caddy) qui centralise tous les flux (vidéo, audio, données, réseau)
SimStudio : le dashboard de régie audiovisuelle (PWA Vue.js) qui offre une interface de production vidéo en temps réel pour le débriefing de simulations médicales

Le produit commercial pré-assemblé (mini-PC avec SimServer pré-installé) s’appelle SimBox.

Concept

SimServer est une application Docker-first qui s’exécute sur n’importe quelle machine Linux. Plus besoin de dispositif dédié : un simple PC, un mini-PC ARM ou un NUC Intel suffit. Un ESP32-S3 USB bridge (~5 EUR, PCB 2 couches, USB-C) assure la communication directe avec les nodes de simulation via ESP-NOW.

Stack Docker Compose

SimServer se déploie en une seule commande via Docker Compose :

docker compose up -d

Service	Rôle	Image
Caddy	Reverse proxy, TLS automatique (certificats auto-signés pour IPs locales)	`caddy:2-alpine`
SimServer API	API principale, logique métier, WebSocket temps réel	`kersim/server` (FastAPI + uvicorn)
MQTT	Bus de messages entre services et nodes (Eclipse Mosquitto)	`eclipse-mosquitto:2`
Redis	Cache, sessions, pub/sub interne	`redis:7-alpine`
go2rtc	Agrégation de flux caméras (RTSP, RTMP, WebRTC)	`alexxit/go2rtc`

Profils matériels

SimServer fonctionne sur n’importe quelle machine Linux avec Docker, mais les performances d’encodage vidéo varient selon le matériel :

Profil	Accélération	Machines types	Encodage
CPU only	Aucune	RPi 4/5, PC générique	FFmpeg software (1-2 flux 1080p)
Intel VA-API	GPU intégré Intel	Intel NUC, mini-PC x86	FFmpeg VA-API (4+ flux 1080p)
RK3588 MPP	NPU/VPU Rockchip	Radxa ROCK 5 ITX+	MPP hardware (4+ flux 4K)

Machines de référence

Radxa ROCK 5 ITX+ (recommandé)

ARM RK3588, 8-32 GB RAM, NVMe, 4x HDMI out, 2x RJ45 2.5G. Accélération matérielle MPP. ~150 EUR. Profils matériels →

Intel NUC / mini-PC x86

Intel N100/i5, 8-16 GB RAM, NVMe, HDMI, RJ45 2.5G. Accélération VA-API. ~150-300 EUR. Profils matériels →

Raspberry Pi 4/5 (budget)

ARM BCM2712, 4-8 GB RAM, microSD/NVMe (Pi 5), 2x HDMI. CPU only. ~80-120 EUR. Profils matériels →

Rôle de concentrateur

SimServer centralise tous les flux de la simulation :

graph LR
    CamPoE["Caméras IP PoE"] -->|RTSP| Studio
    CamUSB["Caméras USB"] -->|USB/UVC| Studio
    SimCam["SimCam (smartphones)"] -->|WebRTC| Studio
    SimPilot["SimPilot"] <-->|WebSocket| Studio
    Nodes["Nodes"] <-->|ESP-NOW via USB bridge| Studio
    MQTT["MQTT (Mosquitto)"] <-->|pub/sub| Studio

    subgraph Studio["SIMSERVER (Docker Compose)"]
        direction TB
        S1["Mixage vidéo / audio"]
        S2["Overlay paramètres"]
        S3["Enregistrement"]
        S4["Scénarios"]
        S5["Journal / Export"]
    end

    Studio -->|HDMI| Salle["Salle simulation"]
    Studio -->|HDMI| Regie["Régie formateur"]
    Studio -->|HDMI| Debrief["Salle débriefing"]
    Studio -->|NVMe| Storage["Stockage"]

    style Studio fill:#4a90d9,color:#fff
    style SimPilot fill:#50b87a,color:#fff
    style Nodes fill:#d94a4a,color:#fff

Lorsqu’un SimServer est présent, il remplace le coordinateur ESP32 externe comme point d’accès WiFi et comme pont vers les nodes (via l’ESP32-S3 USB bridge connecté en USB-C à la machine hôte).

Fonctionnalités

Régie (production vidéo en temps réel)

Le mode régie est le cœur du dashboard SimStudio.

Gestion des caméras

Aperçu mosaïque de tous les flux caméras en temps réel
Contrôle des caméras PTZ (pan, tilt, zoom) via ONVIF/VISCA
QR code pour connecter un smartphone via SimCam
État de santé par caméra (latence, perte de paquets, batterie)

Layouts de sortie

Layout	Description
Plein écran	1 caméra sur toute la surface
Deux vues	Split horizontal ou vertical
Trois vues	1 principale + 2 secondaires
Quatre vues	Grille 2×2

Les layouts sont configurables indépendamment pour chaque sortie HDMI.

Mixage audio

SimServer permet un mixage audio indépendant par sortie HDMI :

Sortie	Usage type	Mix audio
HDMI 1	Salle de simulation	Audio ambiance seul
HDMI 2	Régie formateur	Ambiance + retour micro
HDMI 3	Salle de débriefing	Audio mixé complet

Sources audio : micro USB/boundary, audio des caméras IP (RTSP), SimCam. Contrôle de volume par source, VU-mètres en temps réel, mute individuel.

Overlay

Superposition en temps réel sur les flux vidéo :

Paramètres vitaux (FC, SpO2, PA, FR, température, glycémie)
Chronomètre de simulation
Marqueurs d’événements (choc, médicaments, etc.)
Identifiant du scénario et étape en cours

Banque de scénarios

Bibliothèque de scénarios JSON préchargés
Filtrage par catégorie, difficulté, durée estimée
Prévisualisation des étapes et paramètres
Import/Export de scénarios (JSON, clé USB)
Création et édition de scénarios personnalisés

Pilotage de la simulation

Action	Effet
Play	Démarrer ou reprendre le scénario
Pause	Suspendre le scénario (les nodes se figent)
Stop	Arrêter la simulation (retour à l’état initial)
Enregistrer	Démarrer/arrêter l’enregistrement de tous les flux
Étape suivante	Forcer le passage à l’étape suivante
Override vital	Modifier manuellement un paramètre vital
Déclencher événement	Injecter un événement (choc, alarme, etc.)
Marqueur	Poser un marqueur temporel pour le débriefing

La timeline graphique du scénario affiche les étapes passées, en cours et à venir, avec les paramètres vitaux prévus et les conditions de transition.

Auto-détection des nodes

Liste en temps réel de tous les dispositifs ESP32 connectés (via ESP-NOW)
Type d’appareil, état, niveau de batterie
Qualité de liaison ESP-NOW (RSSI)
Historique des connexions/déconnexions
Assignation à un groupe/kit

Diagnostic réseau

Vue topologique du réseau (SimServer → appareils connectés)
Latence par appareil (ping, ESP-NOW round-trip)
Bande passante disponible et conflits de canaux WiFi
Test de connectivité bout-en-bout
Suggestions de résolution de problèmes

Débriefing

Le mode débriefing permet de rejouer la simulation enregistrée :

Multi-flux : visualiser simultanément plusieurs flux vidéo synchronisés
Navigation temporelle : avance rapide, retour, saut à un marqueur
Marqueurs : automatiques (étapes, événements) + manuels
Paramètres vitaux : courbes superposées à la timeline vidéo
Personnalisation : le débriefeur choisit les flux, marqueurs et courbes affichés

Export du journal

Journal chronologique (événements, paramètres, horodatages)
Export JSON, CSV, PDF
Export des enregistrements vidéo (MP4)
Copie vers clé USB ou téléchargement réseau

Mises à jour

Depuis une clé USB (mode hors-ligne)
Depuis Internet (mode en ligne) : docker compose pull && docker compose up -d
Mise à jour OTA des nodes ESP32 via SimServer
Vérification d’intégrité (signature, checksum), rollback en cas d’échec

Paramètres

Réseau WiFi AP (SSID, mot de passe, canal)
Sorties HDMI (résolution, rafraîchissement)
Audio (sources, gains, routage)
Interface (thème, langue, taille des polices)
Sauvegarde et restauration de la configuration

Base de données interne

SimServer embarque une base de données légère (SQLite) pour :

Historique des sessions de simulation
Préférences et configurations
Cache des scénarios et métadonnées
Journal d’événements
Index des enregistrements vidéo

Multi-SimServer

Plusieurs SimServers peuvent coexister dans un même organisme. Le SimHub est un concentrateur multi-sites qui supervise l’ensemble des SimServers, avec multiplexing et diffusion vidéo inter-salles. Voir aussi le mode multi-salles pour la configuration.

Stack technique

Composant	Technologie
Langage	Python 3.14
Framework web	FastAPI (ASGI, uvicorn)
Temps réel	WebSocket natif + MQTT (Eclipse Mosquitto)
Reverse proxy / TLS	Caddy (certificats auto-signés automatiques)
Vidéo	FFmpeg (CPU), GStreamer (accélération matérielle)
PTZ	ONVIF (python-onvif2), VISCA over IP
Streaming	HLS (débriefing), RTSP (caméras IP), WebRTC (SimCam)
WiFi AP	hostapd
ESP-NOW bridge	ESP32-S3 USB bridge (PCB 2 couches, USB-C, ~5 EUR)
Cache / pub-sub	Redis
BDD	SQLite (WAL mode)
Déploiement	Docker Compose