ラズパイの湿度、温度、気圧データを取得し、spread sheetへ出力するまでをまとめてみました。
pread sheetは、google driveに置いています。
環境
Python version:3.9.7
OS: windows: 10.0
Linux raspberrypi: 5.10.63+
プログラムの実行イメージ
ラズパイからgoogle driveにspread sheetを作成するまでの下準備は、下記にまとめたので参照してください。
ラズパイからGoogle DriveへGoogle Spread Sheetを作成してみた。
プログラムは、1分毎にラズパイのデータをspread sheetへ書き込みします。google drive内で操作しているフローチャートは、下記のようにしています。spread sheetがあるかどうかを確認し、なければ新規ファイルを作成し、header部分の書き込みあを行います。存在していれば、そのステップは、省略し、ログの書き込みを行っています。1分毎のデータ取得は、crontabを使って、プログラムをたたくようにしています。なお、spread sheetは、データを取得した日付で作成するようにしています。
spread sheetは、こんな感じに出力しています。
プログラム
プログラムは、pythonで書いています。ラズパイでは、bme280を使って湿度、温度、気圧のデータを取得しています。データを取得する部分は、bme280_custom.pyでは、行っています。メインのwrite_spread.pyファイルでは、google driveへのアクセスや取得したデータをspread sheetに書き込みを行っています。spread sheetが存在しているどうかは、アクセス権限を与えたgoogle drive のディレクトリのファイルの一覧を取得し、同じファイルが存在しているかを確認し、なければ、idを取得して、spread sheetにアクセスすることができます。なければ、フォルダのIDを使って新規にファイルを作成してからspead sheetへアクセスしています。ファイルへの追記では、1列に入力しているセルの個数を確認し、+1をして結果を記入するようにしています。
write_spread.py
import gspread
from oauth2client.service_account import ServiceAccountCredentials
from pydrive.auth import GoogleAuth
from pydrive.drive import GoogleDrive
import pprint
from datetime import datetime as dt
import bme280_custom
scope = ['https://spreadsheets.google.com/feeds',
'https://www.googleapis.com/auth/drive']
json_keyfile_path = 'サービスアカウントキー.json'
credentials = ServiceAccountCredentials.from_json_keyfile_name(
json_keyfile_path, scope)
gauth = GoogleAuth()
gauth.credentials = credentials
drive = GoogleDrive(gauth)
#parameters
header = ['date','pressure','temperature','humidity']
exsist_date_file = False
#make a file list
file_list = drive.ListFile().GetList()
#make a date spread sheet. ex. 210203.
now = dt.now()
filename = now.strftime('%Y%m%d')
label = now.strftime('%m/%d,%H:%M')
#if today spread sheet exist.
for f in file_list:
if f['title'] == filename:
print(f['title'], ' \t', f['id'])
# gspread authentication
gc = gspread.authorize(credentials)
# file select in spread sheet ID.
workbook = gc.open_by_key(f['id'])
exsist_date_file = True
if exsist_date_file == False:
folder_id = '<フォルダのID>'
f = drive.CreateFile({
'title': filename,
'mimeType': 'application/vnd.google-apps.spreadsheet',
"parents": [{"id": folder_id}]})
f.Upload()
# gspread authentication
gc = gspread.authorize(credentials)
# file select in spread sheet ID.
workbook = gc.open_by_key(f['id'])
# select worksheet
worksheet = workbook.sheet1
# Get the written work sheet data.
records = worksheet.col_values(1)
# write header.
if len(records) == 0:
cell_list = worksheet.range('A1:D1')
for num in range(4):
cell_list[num].value = header[num]
worksheet.update_cells(cell_list)
records = worksheet.col_values(1)
# get the log
pres,temp,hum = bme280_custom.readData()
worksheet.update_cell(len(records)+1 ,1, label)
worksheet.update_cell(len(records)+1 ,2, pres)
worksheet.update_cell(len(records)+1 ,3, temp)
worksheet.update_cell(len(records)+1 ,4, hum)
bme280を使って湿度、温度、気圧のデータを取得しています。
bme280_custom.pyでは、return p , t , hで湿度、温度、気圧を3つの返り値にして戻すようにしています。
bme280_custom.py
#coding: utf-8
from smbus import SMBus
import time
bus_number = 1
i2c_address = 0x76
bus = SMBus(bus_number)
digT = []
digP = []
digH = []
t_fine = 0.0
def writeReg(reg_address, data):
bus.write_byte_data(i2c_address,reg_address,data)
def get_calib_param():
calib = []
for i in range (0x88,0x88+24):
calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))
calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,0xA1))
for i in range (0xE1,0xE1+7):
calib.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))
digT.append((calib[1] << 8) | calib[0])
digT.append((calib[3] << 8) | calib[2])
digT.append((calib[5] << 8) | calib[4])
digP.append((calib[7] << 8) | calib[6])
digP.append((calib[9] << 8) | calib[8])
digP.append((calib[11]<< 8) | calib[10])
digP.append((calib[13]<< 8) | calib[12])
digP.append((calib[15]<< 8) | calib[14])
digP.append((calib[17]<< 8) | calib[16])
digP.append((calib[19]<< 8) | calib[18])
digP.append((calib[21]<< 8) | calib[20])
digP.append((calib[23]<< 8) | calib[22])
digH.append( calib[24] )
digH.append((calib[26]<< 8) | calib[25])
digH.append( calib[27] )
digH.append((calib[28]<< 4) | (0x0F & calib[29]))
digH.append((calib[30]<< 4) | ((calib[29] >> 4) & 0x0F))
digH.append( calib[31] )
for i in range(1,2):
if digT[i] & 0x8000:
digT[i] = (-digT[i] ^ 0xFFFF) + 1
for i in range(1,8):
if digP[i] & 0x8000:
digP[i] = (-digP[i] ^ 0xFFFF) + 1
for i in range(0,6):
if digH[i] & 0x8000:
digH[i] = (-digH[i] ^ 0xFFFF) + 1
def readData():
data = []
for i in range (0xF7, 0xF7+8):
data.append(bus.read_byte_data(i2c_address,i))
pres_raw = (data[0] << 12) | (data[1] << 4) | (data[2] >> 4)
temp_raw = (data[3] << 12) | (data[4] << 4) | (data[5] >> 4)
hum_raw = (data[6] << 8) | data[7]
#compensate_T(temp_raw)
#compensate_P(pres_raw)
#compensate_H(hum_raw)
t = compensate_T(temp_raw)
p = compensate_P(pres_raw)
h = compensate_H(hum_raw)
return p , t , h
def compensate_P(adc_P):
global t_fine
pressure = 0.0
v1 = (t_fine / 2.0) - 64000.0
v2 = (((v1 / 4.0) * (v1 / 4.0)) / 2048) * digP[5]
v2 = v2 + ((v1 * digP[4]) * 2.0)
v2 = (v2 / 4.0) + (digP[3] * 65536.0)
v1 = (((digP[2] * (((v1 / 4.0) * (v1 / 4.0)) / 8192)) / 8) + ((digP[1] * v1) / 2.0)) / 262144
v1 = ((32768 + v1) * digP[0]) / 32768
if v1 == 0:
return 0
pressure = ((1048576 - adc_P) - (v2 / 4096)) * 3125
if pressure < 0x80000000:
pressure = (pressure * 2.0) / v1
else:
pressure = (pressure / v1) * 2
v1 = (digP[8] * (((pressure / 8.0) * (pressure / 8.0)) / 8192.0)) / 4096
v2 = ((pressure / 4.0) * digP[7]) / 8192.0
pressure = pressure + ((v1 + v2 + digP[6]) / 16.0)
#print "pressure : %7.2f hPa" % (pressure/100)
return "%7.2f" % (pressure/100)
def compensate_T(adc_T):
global t_fine
v1 = (adc_T / 16384.0 - digT[0] / 1024.0) * digT[1]
v2 = (adc_T / 131072.0 - digT[0] / 8192.0) * (adc_T / 131072.0 - digT[0] / 8192.0) * digT[2]
t_fine = v1 + v2
temperature = t_fine / 5120.0
#print "temp : %-6.2f ℃" % (temperature)
return "%.2f" % (temperature)
def compensate_H(adc_H):
global t_fine
var_h = t_fine - 76800.0
if var_h != 0:
var_h = (adc_H - (digH[3] * 64.0 + digH[4]/16384.0 * var_h)) * (digH[1] / 65536.0 * (1.0 + digH[5] / 67108864.0 * var_h * (1.0 + digH[2] / 67108864.0 * var_h)))
else:
return 0
var_h = var_h * (1.0 - digH[0] * var_h / 524288.0)
if var_h > 100.0:
var_h = 100.0
elif var_h < 0.0:
var_h = 0.0
#print "hum : %6.2f ％" % (var_h)
return "%.2f" % (var_h)
def setup():
osrs_t = 1 #Temperature oversampling x 1
osrs_p = 1 #Pressure oversampling x 1
osrs_h = 1 #Humidity oversampling x 1
mode = 3 #Normal mode
t_sb = 5 #Tstandby 1000ms
filter = 0 #Filter off
spi3w_en = 0 #3-wire SPI Disable
ctrl_meas_reg = (osrs_t << 5) | (osrs_p << 2) | mode
config_reg = (t_sb << 5) | (filter << 2) | spi3w_en
ctrl_hum_reg = osrs_h
writeReg(0xF2,ctrl_hum_reg)
writeReg(0xF4,ctrl_meas_reg)
writeReg(0xF5,config_reg)
setup()
get_calib_param()
if __name__ == '__main__':
try:
readData()
except KeyboardInterrupt:
pass
crontabの設定
決まった時間にpythonのプログラムをたたくために、crontabの設定しています。
pi@raspberrypi:~ $ sudo crontab -l
# m h dom mon dow command
0-59 * * * * python3 write_spread.py
リンク
下記リンクを参照させていただきました。
(gspreadライブラリの使い方まとめ！Pythonでスプレッドシートを操作する)[https://tanuhack.com/library-gspread/#i-8]
(Python, PyDriveでGoogle Driveのファイルのリストを作成)[https://note.nkmk.me/python-pydrive-list-file/]