室内環境をGrafanaで可視化する。

温室度センサ(BME280)やSwitchBot温湿度計を使って室温、湿度の記録は取ってあったが、CO2センサ（SCD40)を導入したので、Grafanaを用いて計測データを可視化してみた。

#データの記録
SCD４xの計測コードはGithubにPythonで書かれたものがあるので、ダウンロードして利用。

exampl.py

# SPDX-FileCopyrightText: 2020 by Bryan Siepert, written for Adafruit Industries
#
# SPDX-License-Identifier: Unlicense
import time
import board
import adafruit_scd4x

i2c = board.I2C()
scd4x = adafruit_scd4x.SCD4X(i2c)
print("Serial number:", [hex(i) for i in scd4x.serial_number])

scd4x.start_periodic_measurement()
print("Waiting for first measurement....")

while True:
    if scd4x.data_ready:
        print("CO2: %d ppm" % scd4x.CO2)
        print("Temperature: %0.1f *C" % scd4x.temperature)
        print("Humidity: %0.1f %%" % scd4x.relative_humidity)
        print()
    time.sleep(1)

サンプルコードは毎秒計測する上に、温度、湿度のデータもついてくるが、CO2濃度だけ1回吐いてくれれば良いので、出力を削ってループも廃止して、

scd4x_measure.py

import time
import board
import adafruit_scd4x

i2c = board.I2C()
scd4x = adafruit_scd4x.SCD4X(i2c)

scd4x.start_periodic_measurement()

time.sleep(10)
#センサのウェイクアップ待ち

if scd4x.data_ready:
    print("%d" % scd4x.CO2)

書き慣れたrubyでjson化して、シェルで繋いで出力。

co2_measure.rb

require 'json'
require 'net/http'
require 'openssl'
require 'uri'

data = gets.chop
output_data = {"CO2" => data }
puts JSON.pretty_generate(output_data)

json_output.sh

python3 /home/pi/scd40/scd4x_measure.py |ruby /home/pi/scd40/measure.rb > /mnt/ramdisk/co2_data.json

co2_data.json

{
  "CO2": "726"
}

他の計測データとまとめて、部屋の名前を書き足して、nginxなどで公開しておく。

measured_data.json

{
  "temperature": 20.5,
  "humidity": 52,
  "co2": "1556",
  "position": "LDK",
  "time": "2022-02-20 23:28:14"
}

#データ集積
MySQLかMariaDBサーバを立てておいて、以下のようなテーブルを作成

ID	date	room	temp	humidity	co2
1	2022-02-20 23:28:14.000	LDK	20.5	52	1556

各部屋ごとにおいてあるraspbery piからデータを集めてデータベースへ書き込み。

sql.rb

#!/usr/bin/ruby

require 'mysql2'
require 'json'
require 'net/http'

room_list = ["raspizero.local","raspi2.local"]

room_list.each do |raspi|
  room_condition = Hash.new
  room_condition=JSON.parse(Net::HTTP.get(raspi,'/measured_data.json'))
client = Mysql2::Client.new(
  host: "sql server url", 
  username: "username",
  password: "password",
  init_command: "USE iot")
client.query("INSERT INTO roomdata (id,date,room,temp,humidity,co2) VALUES (NULL,'#{room_condition["time"]}','#{room_condition["room"]}','#{room_condition["temperature"]}','#{room_condition["humidity"]}','#{room_condition["co2"]}');")

end

#可視化
Grafanaでは計測データの取り込み部分に直接SQL文を書いた。

measure.sql

SELECT
  UNIX_TIMESTAMP(date) AS "time",
  room AS metric,
  value
FROM roomtemp
WHERE
  room = "LDK"
  and
  $__timeFilter(date)
ORDER BY date

ということで割と簡単に可視化できた。

CO2濃度高くて、なかなか1000ppm切らないので、２４時間換気の導入検討中。
また、いちいちスマホやPC使わずに値を見たいので、適当な小型ディスプレイなどで表示させたいところ。