[RaspberryPi] cpu温度をリアルタイム監視

0. 目的

Raspberry Piのcpu温度を定期的に取得 & リアルタイムでグラフに表示

1. 環境

• 端末 : Raspberry Pi 4 Model B 4[GB]
• OS : Raspbian(buster)
• 言語 : Python3.7.3

2. ソースコード

cpu_tempreture.py

import re
import os
import csv
import time
import datetime
import subprocess
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

# マクロ
UPDATE_TIME = 15    # 指定した分数ごとにcpu温度を取得
FIG_X = 19.2        # グラフウィンドウの横サイズ
FIG_Y = 4           # グラフウィンドウの縦サイズ
X_MIN = 0           # x軸(時刻)の最小値
X_MAX = 24          # x軸(時刻)の最大値
Y_MIN = 0           # y軸(cpu温度)の最小値
Y_MAX = 100         # y軸(cpu温度)の最大値
COLOR = "tab:green" # グラフの色
MARKER = "o"        # マーカーの形
MARKER_SIZE = 5     # マーカーの大きさ

def main():

    init = initialize()

    while(1):

        info = get_info()

        if(info[0] != info[1]): # 現在の年月日と直前に取得した年月日が異なる場合(日を跨いだ場合)
            # 年月日の更新
            with open("date.txt", "w") as f:
                f.write(info[1])
            # listの初期化
            init[0].clear()
            init[1].clear()

        add_data(info) # logの取得

        # グラフ表示
        init[0].append(int(info[3]))
        init[1].append(float(info[4]))
        display_graph(init, info)

        time.sleep(UPDATE_TIME * 60) # 引数の時間の間待機

#--logファイルの生成 & グラフの設定--#
def initialize():

    if not os.path.exists("date.txt"):
        subprocess.run( ["touch", "date.txt"] ) 
    if not os.path.exists("log"):
        subprocess.run( ["mkdir", "log"] )

    plt.figure(figsize=(FIG_X, FIG_Y))
    x, y, x_scale, x_scale_encode = [], [], [], []

    for i in range (25):
        x_scale.append(i * 60) # 0*60[m] ~ 24*60[m]
        x_scale_encode.append(str(i) + ":00") # 0:00 ~ 24:00

    return x, y, x_scale, x_scale_encode

#--現在の年月日、時刻、cpu温度を取得--#
def get_info():

    # 以前書き込みを行った年月日を取得
    with open("date.txt", "r") as f:
        date_old = f.read() 

    # 現在の年月日を取得
    date_now = str(datetime.date.today())

    # 現在の時刻の取得
    proc = subprocess.run(["date", "+%H.%M"], stdout = subprocess.PIPE, stderr = subprocess.PIPE)
    proc_time = re.split("[\n]", (proc.stdout.decode("utf8")))
    if(proc_time[0][0:1] == "0"): # 0~9時代の時
        proc_time[0] = proc_time[0][1:5] # 先頭の'0'を削除
    proc_time_encode = (int(proc_time[0].split(".")[0]) * 60) + (int(proc_time[0].split(".")[1])) # 0:00から経過した分数に変換

    # 現在のcpu温度の取得
    proc = subprocess.run(["vcgencmd", "measure_temp"], stdout = subprocess.PIPE, stderr = subprocess.PIPE)
    proc_tmp = re.split("[=\']", proc.stdout.decode("utf8"))

    return date_old, date_now, proc_time[0], str(proc_time_encode), proc_tmp[1]

#--データの追記--#
def add_data(info):

    with open("log/" + info[1] + ".csv", "a") as f:
        writer = csv.writer(f)
        if(info[0] != info[1]):
            writer.writerow( ["time", "cpu_temperature [℃]"] )
        writer.writerow( [info[2].replace(".", ":"), info[4]] )

#--グラフの表示--#
def display_graph(init, info):

    # グラフの初期化
    plt.cla()

    # 表示形式の設定
    plt.title("cpu_temperature_" + info[1]) # グラフタイトルの表示
    plt.xlim(X_MIN, X_MAX * 60) # x軸の表示範囲
    plt.ylim(Y_MIN, Y_MAX) # y軸の表示範囲
    plt.xlabel("time") # x軸のラベル
    plt.ylabel("cpu_temperature [℃]") # y軸のラベル
    plt.xticks(init[2], init[3]) # x軸の目盛りの表示形式を変更

    # 描画
    plt.plot(init[0], init[1], color=COLOR, marker=MARKER, markersize=MARKER_SIZE)
    plt.pause(0.1)

if __name__ == "__main__":
    main()

2_1. 解説

• 関数, コマンド
  • subprocess.run : pythonでシェルコマンドを実行
  • vcgencmd measure_temp : cpu温度を表示するシェルコマンド
• グラフ
  • x, y共に指定された時間ごとに取得したデータを配列に格納
  • 日を跨いだら配列の要素を削除することで、前日のグラフを消去
  • 横軸
    • 0:00から何分経過したかを取得(0[分]~24*60[分])
    • plt.xticks() : 第1引数の値を第2引数の値で置換する。これにより、0[分]~24*60[分]を0:00~24:00と表示

3. 実行結果

「./log/YYYY_MM_DD.csv」に下記の様式でlogが保存される
cpufanをオフにした20:26以降はcpu温度が上昇していることが確認できる

time	cpu_temperature [℃]
16:41	47.0
16:56	44.0
17:11	45.0
17:26	45.0
17:41	44.0
17:56	45.0
18:11	45.0
18:26	44.0
18:41	44.0
18:56	45.0
19:11	45.0
19:26	45.0
19:41	44.0
19:56	45.0
20:11	45.0
20:26	55.0
20:41	61.0
20:56	62.0
21:11	63.0
21:26	64.0
21:41	64.0
21:56	63.0
...	...

グラフ

4. 備考

グラフの諸設定は「# マクロ」にて変更可能

ex) logの更新頻度を10分に変更
UPDATE_TIME = 15 → UPDATE_TIME = 10