RaspberryPiでスマートメータの電力を取得する2

前回の続き

ソースがひとつ足りませんでした、、
公開ファイルも古かったので微妙に修正

次回はこのプログラムで作成された３０分毎の積数から料金を計算シミュレーションしていきます。

だいぶ経ってしまいましたが。。
家のRaspberry Pi3とスマートメーターの通信が安定しないので、
近くに置けるようスイッチサイエンスさんからRaspberryPi Zeroを購入。

スイッチサイエンスさんのページを見てたら。。
Micro Dot pHATなるものまで発見してしまったので、
興味本位で購入してしまいました。

Micro Dot pHATに瞬時電力量を表示できるようにしたいと思います。

Micro Dot pHATをはんだ付けして、以下のページを参考にライブラリをインストール。
https://learn.pimoroni.com/tutorial/sandyj/getting-started-with-micro-dot-phat

Micro Dot pHATのライブラリーがpython３でしか動かないので、
前回のプログラムを改造。

前回同様同じディレクトリに配置して、get-power.pyを実行すれば動きます。
phatがない場合はスレッド起動をコメントしないと動きません。。
要望があれば修正して公開します。

予期しない応答があった場合落ちるように作ってあります。
落ちた場合に再起動したい場合、cronになんちゃってプロセス監視入れると起動し直してくれます。
/home/hoge/get-power.pyは動作しているパスに書き換えてください。
今の所わが家はこれで、ほぼ!
無停止で瞬時電力を表示できています。

*/10 * * * * ps ax |grep -v grep | grep -q get-power.py|| python3 /home/hoge/get-power.py

pythonは素人なので、指摘等あればなんでも指摘してください。
下記のような感じで表示が、取得した時間、瞬時電力量で切り替わります。

公開したプログラムで下記のHPは電力量を取得しています。
PUMA'S HOME

コンフィグ

config.py

#シリアルポートデバイス名
#serialPortDev = 'COM3'  # Windows の場合
serialPortDev = '/dev/ttyUSB0'  # Linux(ラズパイなど）の場合
#serialPortDev = '/dev/cu.usbserial-A103BTPR'    # Mac の場合

# Bルート認証ID（東京電力パワーグリッドから郵送で送られてくるヤツ）
rbid  = "XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX"
# Bルート認証パスワード（東京電力パワーグリッドからメールで送られてくるヤツ）
rbpwd = "XXXXXXXXXXXXX"

#ファイル出力設定
#瞬時電力量のファイル名
POWER_FILE_NAME = "power.log"
#積算電力量のファイル名
EACH30_FILE_NAME = "each30.log"
#瞬時電力量のファイルを出力するパス
WRITE_PATH="/home/hoge/data/"

エコネット電文とパーサー

echonet.py

#!/usr/bin/env python                                        # -*- coding: utf-8 -*-

from common import *

GET_NOW_POWER = "\x10\x81\x12\x34\x05\xFF\x01\x02\x88\x01\x62\x01\xE7\x01\x01"
GET_EACH30 =   "\x10\x81\x12\x34\x05\xFF\x01\x02\x88\x01\x62\x01\xE2\x00"
GET_NOW_POWER_B = b'\x10\x81\x12\x34\x05\xFF\x01\x02\x88\x01\x62\x01\xE7\x01\x01'
GET_EACH30_B =    b'\x10\x81\x12\x34\x05\xFF\x01\x02\x88\x01\x62\x01\xE2\x00\x03'
GET_STATUS_B =   b'\x10\x81\x12\x34\x05\xFF\x01\x02\x88\x01\x62\x01\x88'
GET_MF_B =   b'\x10\x81\x12\x34\x05\xFF\x01\x02\x88\x01\x62\x01\xE1'


from microdotphat import write_string, set_decimal, clear, show, scroll
from echonet import *
from config import *

import serial
import logging
import datetime

#ロガー取得
logger = logging.getLogger('echonet')

#瞬時電力量ファイル作成処理、表示用処理
def parthE7(line,ps_th) :
    # 内容が瞬時電力計測値(E7)だったら
    logger.info("pathE7 start")
    hexPower = line[-8:]    # 最後の4バイト（16進数で8文字）が瞬時電力計測値
    power = str(int(hexPower, 16))
    d = datetime.datetime.now()
    #phatShow(power,d.strftime("%H:%M"))
    ps_th.power = power
    ps_th.hm = d.strftime("%H:%M")
    filename = WRITE_PATH + POWER_FILE_NAME
    body = "瞬時電力:"+power+"[W]"
    body = body + "(" +d.strftime("%H:%M:%S") + ")"
    writeFile(filename, body)
    logger.info(body)
    logger.info("pathE7 end")

#積算電力量ファイル作成処理
def parthE2(res,day) :
    logger.info("pathE2 start")
    offset = 8
    pos= offset*48
    line = res[32:32+pos]
    flg = True
    cnt = 0
    body = day + ","
    powerCSV = day + ","
    while flg:
        start = cnt*offset
        intPower = int(line[start:start+offset],16)
        strPower = str(intPower)
        num = len(strPower)
        power = strPower[0:num-1] + "." + strPower[-1:]
        #power = format(strPower[:-1],".",strPower[-1:])
        body = body +  power + ","
        cnt += 1
        if 47 < cnt :
            flg = False
    logger.info(body)
    filename = WRITE_PATH + day + "_" + EACH30_FILE_NAME
    writeFile(filename, body)
    logger.info(body)
    logger.info("pathE2 end")

共通処理

common.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

from microdotphat import write_string, set_decimal, clear, show, scroll

import sys
import logging
import datetime
import locale
import atexit

#ロガー取得
logger = logging.getLogger('common')

def all_clear(ser) :
    logger.error("all clear start")
    ser.close()
    clear()
    write_string("Down" , kerning=False)
    show()
    logger.error("all clear end")

def writeFile(filename,msg) :
    logger.info("writeFile start")
    f = open(filename,'w')
    f.write(msg)
    f.close()
    logger.info("writeFile end")

def str2byte(str):
    return str.encode()

def byte2str(byte):
    return byte.decode()

メイン処理

get-power.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

from echonet import *
from config import *
from common import *
from phatoutthread import *

import sys
import serial
import time
import logging
import logging.handlers
import datetime
import locale


#ロガー取得
logger = logging.getLogger('main')

logname = "/var/log/tools/b-route.log"
fmt = "%(asctime)s %(levelname)s %(name)s :%(message)s"
#logging.basicConfig(level=10, format=fmt)
logging.basicConfig(level=21, filename=logname, format=fmt)


# ログのファイル出力先を設定
#logger.addHandler(fh)


# シリアルポート初期化
ser = serial.Serial(serialPortDev, baudrate=115200)

ser.reset_input_buffer()

if ser.out_waiting > 0:
        ser.reset_output_buffer()
atexit.register(all_clear,ser)
# Bルート認証パスワード設定
SKSETPWD ="SKSETPWD C " + rbpwd + "\r\n"
ser.write(str2byte(SKSETPWD))
logger.info(byte2str(ser.readline()))
logger.info(byte2str(ser.readline()))

# Bルート認証ID設定
SKSETRBID = "SKSETRBID " + rbid + "\r\n"
ser.write(str2byte(SKSETRBID))
logger.info(byte2str(ser.readline()))
logger.info(byte2str(ser.readline()))

scanDuration = 4;   # スキャン時間。
scanRes = {} # スキャン結果の入れ物
scanRes["Channel"]=""

# スキャンのリトライループ（何か見つかるまで）
while scanRes.get("Channel") == "" :
    # アクティブスキャン（IE あり）を行う
    # 時間かかります。10秒ぐらい？
    SKSCAN = "SKSCAN 2 FFFFFFFF " + str(scanDuration) + "\r\n"
    ser.write(str2byte(SKSCAN))

    # スキャン1回について、スキャン終了までのループ
    scanEnd = False
    while not scanEnd :
        line = ser.readline()
        lineStr = byte2str(line)
        logger.info(lineStr)

        if lineStr.startswith("EVENT 22") :
            # スキャン終わったよ（見つかったかどうかは関係なく）
            scanEnd = True
        elif lineStr.startswith("  ") :
            # スキャンして見つかったらスペース2個あけてデータがやってくる
            # 例
            #  Channel:39
            #  Channel Page:09
            #  Pan ID:FFFF
            #  Addr:FFFFFFFFFFFFFFFF
            #  LQI:A7
            #  PairID:FFFFFFFF
            cols = lineStr.strip().split(':')
            scanRes[cols[0]] = cols[1]
    scanDuration+=1

    if 14 < scanDuration and not scanRes.has_key("Channel"):
        # 引数としては14まで指定できるが、7で失敗したらそれ以上は無駄っぽい
        logger.error("スキャンリトライオーバー")
        ser.close()
        sys.exit()  #### 糸冬了 ####

# スキャン結果からChannelを設定。
SKSREGS2 = "SKSREG S2 " + scanRes["Channel"] + "\r\n"
ser.write(str2byte(SKSREGS2))
logger.info(byte2str(ser.readline()))
logger.info(byte2str(ser.readline()))

# スキャン結果からPan IDを設定
SKSREGS3 = "SKSREG S3 " + scanRes["Pan ID"] + "\r\n"
ser.write(str2byte(SKSREGS3))
logger.info(byte2str(ser.readline()))
logger.info(byte2str(ser.readline()))

# MACアドレス(64bit)をIPV6リンクローカルアドレスに変換。
# (BP35A1の機能を使って変換しているけど、単に文字列変換すればいいのではという話も？？)
SKLL64 = "SKLL64 " + scanRes["Addr"] + "\r\n"
ser.write(str2byte(SKLL64))
logger.info(byte2str(ser.readline()))
ipv6Addr = byte2str(ser.readline()).strip()

# PANA 接続シーケンスを開始します。
SKJOIN = "SKJOIN " + ipv6Addr + "\r\n"
ser.write(str2byte(SKJOIN))
logger.info(byte2str(ser.readline()))
logger.info(byte2str(ser.readline()))

# PANA 接続完了待ち（10行ぐらいなんか返してくる）
bConnected = False
while not bConnected :
    line = byte2str(ser.readline())
    if line.startswith("EVENT 24") :
        logger.error("PANA 接続失敗")
        ser.close()
        sys.exit()  #### 糸冬了 ####
    elif line.startswith("EVENT 25") :
        # 接続完了！
        bConnected = True

# シリアル通信のタイムアウトを設定
ser.timeout = 20

# スマートメーターがインスタンスリスト通知を投げてくる
# (ECHONET-Lite_Ver.1.12_02.pdf p.4-16)
logger.info(byte2str(ser.readline()))

DAILY_TASK = True
today = ""
task_cnt = 0
#Thread Start
ps_th = phatoutthread(10)
ps_th.start()
while True :

    #いつもは即時値取得
    if not DAILY_TASK :
        command = "SKSENDTO 1 {0} 0E1A 1 {1:04X} ".format(ipv6Addr, len(GET_NOW_POWER_B))
        # コマンド送信
        ser.write(str2byte(command) + GET_NOW_POWER_B)
        d = datetime.datetime.today()
        if today != d.strftime("%d") :
            DAILY_TASK = True
    #初回起動時または、日付が変更されたら前日の30分値を取得
    if DAILY_TASK :
        if task_cnt == 0 :
            logger.debug("task_cnt 0")
            command = "SKSENDTO 1 {0} 0E1A 1 {1:04X} ".format(ipv6Addr, len(GET_EACH30_B))
            # コマンド送信
            ser.write(str2byte(command) + GET_EACH30_B)
        #if task_cnt == 1 :
        #    logger.debug("task_cnt 1")
        #    command = "SKSENDTO 1 {0} 0E1A 1 {1:04X} ".format(ipv6Addr, len(GET_STATUS_B))
        #    # コマンド送信
        #    ser.write(str2byte(command) + GET_STATUS_B)
        #if task_cnt == 2 :
        #    logger.debug("task_cnt 2")
        #    command = "SKSENDTO 1 {0} 0E1A 1 {1:04X} ".format(ipv6Addr, len(GET_MF_B))
        #    # コマンド送信
        #    ser.write(str2byte(command) + GET_MF_B)

    logger.info(byte2str(ser.readline()))
    logger.info(byte2str(ser.readline()))
    logger.info(byte2str(ser.readline()))

    line = byte2str(ser.readline())         # ERXUDPが来るはず
    logger.info(line)

    # 受信データはたまに違うデータが来たり、
    # 取りこぼしたりして変なデータを拾うことがあるので
    # チェックを厳しめにしてます。
    if line.startswith("ERXUDP") :
        cols = line.strip().split(' ')
        res = cols[8]   # UDP受信データ部分
        #tid = res[4:4+4];
        seoj = res[8:8+6]
        #deoj = res[14,14+6]
        ESV = res[20:20+2]
        #OPC = res[22,22+2]
        logger.debug("EPC:" + seoj)
        logger.debug("ESV:" + ESV)
        #エラー処理ここに入ったら落ちる
        if seoj != "028801" :
            logger.error("seoj:" + seoj )
            ser.close()
            ps_th.flg = True
            event.set()
            ps_th.join()
            sys.exit()  #### 糸冬了 ####

        if seoj == "028801" and ESV == "72" :
            # スマートメーター(028801)から来た応答(72)なら
            EPC = res[24:24+2]
            logger.debug("EPC:" + EPC)
            if EPC == "E7" :
                # 内容が瞬時電力計測値(E7)だったら
                logger.info("PARTH E7")
                parthE7(line,ps_th)
                event.set()
            if EPC == "E2" :
                # 内容が電力計測値(E2)だったら
                logger.info("PARTH E2")
                d = datetime.datetime.today()
                today = d.strftime("%d")
                d -= datetime.timedelta(days = 1)
                logger.info(today)
                parthE2(res,d.strftime("%Y%m%d"))
                DAILY_TASK = False
                #task_cnt += 1
            #if EPC == "D7" :
            #    task_cnt += 1
            #if EPC == "88" :
            #    DAILY_TASK = False
            #    task_cnt += 0
        time.sleep(30)
ser.close()

phatoutthread.py

from microdotphat import write_string, set_decimal, clear, show, scroll
from threading import (Event,Thread)
import time
import datetime
import logging

event = Event()

#ロガー取得
logger = logging.getLogger('phatOut')

class phatoutthread(Thread):


    def __init__(self, t):
        super(phatoutthread, self).__init__()
        self.t = t
        self.flg = False
        self.power = "start"
        d = datetime.datetime.now()
        self.hm = d.strftime("%H:%M")

    def run(self):
        while True :
            #pHat出力
            logger.debug("phatShow start")
            event.wait()
            event.clear()
            if(self.flg):
                logger.info("phatShow break")
                break
            clear()
            write_string(self.hm , kerning=False)
            show()
            time.sleep(self.t)
            clear()
            set_decimal(1,1)
            if len(self.power) < 4:
                write_string("0" + self.power + "kW" , kerning=False)
            else:
                write_string(self.power + "kW" , kerning=False)
            logger.info("phatShow end")
            show()
            #time.sleep(self.t)
'''