這個(gè)小“項(xiàng)目”已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行近2年了轨香。主要特性是樹(shù)莓派將收集的室內(nèi)溫度忙菠、濕度和室外溫度以及CPU溫度等數(shù)據(jù)存入sqlite數(shù)據(jù)庫(kù)阎肝，利用pyecharts進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化改鲫，用nginx做服務(wù)器揖庄，可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽栗菜。申請(qǐng)公網(wǎng)IP后，外出時(shí)也可以查看數(shù)據(jù)蹄梢。
硬件清單
1. 樹(shù)莓派 Zero W
2. ds18b20模塊
3. sht30模塊
軟件清單
1. python
2. pyecharts
3. nginx
硬件搭設(shè)
- 樹(shù)莓派 zero w價(jià)格便宜疙筹，自帶wifi模塊，功能強(qiáng)大禁炒。到手后刷入官方lite版系統(tǒng)而咆，不需要桌面。具體請(qǐng)參考教程幕袱，“無(wú)屏幕和鍵盤(pán)配置樹(shù)莓派WiFi和SSH”暴备。
raspberry-pi-zero-w.jpg
-
室外溫度采用ds18b20模塊，此模塊為“單總線(xiàn)模塊”们豌，數(shù)據(jù)和電源共用一條線(xiàn)馍驯，加上地線(xiàn)共兩條線(xiàn)，正好一根據(jù)電話(huà)線(xiàn)即可玛痊，接線(xiàn)見(jiàn)下圖汰瘫。
ds18b202.png
總接線(xiàn)圖如下
-
sht30是盛世瑞恩出產(chǎn)的一款基于i2c傳輸協(xié)議的溫、濕度傳感器擂煞，聯(lián)線(xiàn)比較簡(jiǎn)單混弥，唯一需要注意的是它的電壓是3.3V，不要接到5V上去了。
set.png
編寫(xiě)程序
1. 主程序
主程序調(diào)用各個(gè)模塊的功能蝗拿。
- 獲取溫度晾捏、濕度等數(shù)據(jù)
- 將獲得的數(shù)據(jù)存入sqlite數(shù)據(jù)庫(kù)
- 利用用pycharts生成可視化數(shù)據(jù)
#run.py
import sys
import time
import genHtml2
import rpi_stat
import sht30
import sys
import sqlite3
wait = 10
interval = 60*10
while True:
#取得當(dāng)前時(shí)間
time_date = time.strftime("%Y/%m/%d",time.localtime())
time_time = time.strftime("%H:%M",time.localtime())
#取得CPU溫度和負(fù)載
cpu_t =rpi_stat.getCPUTemp()
cpu_load = rpi_stat.getLoad()
#取得室內(nèi)溫、濕度
room_t, room_h = sht30.get()
#取得室外溫度
out_t = getDs18b20()
#將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)
cn = sqlite3.connect('weather.db')
cu = cn.cursor()
item = [None]
item.append(time_date)
item.append(time_time)
item.append(room_t)
item.append(out_t)
item.append(room_h)
item.append(cpu_t)
item.append(cpu_load)
item.append(volt)
cu.execute("INSERT INTO record values(?,?,?,?,?,?,?,?,?)", tuple(item))
cn.commit()
#生成pyecharts網(wǎng)頁(yè)
genHtml2.gen()
time.sleep(interval)
2. 獲取室內(nèi)溫哀托、濕度
#sht30.py
import smbus
import time
def get():
bus = smbus.SMBus(1)
bus.write_i2c_block_data(0x44, 0x2C, [0x06])
time.sleep(0.5)
data = bus.read_i2c_block_data(0x44, 0x00, 6)
cTemp = ((((data[0] * 256.0) + data[1]) * 175) / 65535.0) - 45
humidity = 100 * (data[3] * 256 + data[4]) /65535.0
return(round(cTemp,2),round(humidity,2))
3. 獲取室外溫度
def getDs18b20():
with open("/sys/bus/w1/devices/28-000004b1dd3f/w1_slave") as f:
text = f.readlines()
secondline=text[1]
temp = secondline.split(" ")[9]
temp = temp.strip()
temp = float(temp[2:])/1000
return temp
4. 獲取CPU溫度和負(fù)載
rpi_stat.py
import time
import os
def getCPUTemp():
with open("/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp") as file:
res = file.readline()
return round(int(res)/1000,2)
def getLoad():
res = os.popen("uptime").readline().split()[-3]
return int(float(res.replace(',',''))*100)
5. 使用pyecharts生成網(wǎng)頁(yè)
pyecharts是一款將python與echarts結(jié)合的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)可視化工具惦辛，是Python數(shù)據(jù)可視化利器！
項(xiàng)目地址https://github.com/pyecharts/pyecharts仓手，有詳細(xì)的教程胖齐。
安裝 pyecharts
pip install pyecharts
#genHtml.py
from pyecharts import Line,Page
import platform
import sqlite3
import util
def gen():
cn = sqlite3.connect('weather.db')
cu = cn.cursor()
textsize = 32
time_st = []
room_t = []
out_t = []
room_h = []
cpu_t = []
cpu_load = []
bat_volt = []
sql = "SELECT * FROM record order by id desc limit 100 "
rec = cu.execute(sql)
# print(type(list(rec)))
lst = list(rec)
lst.reverse()
for line in lst:
tm_st = line[1][5:].replace("/","-") +" "+line[2]
time_st.append(tm_st)
room_t.append(line[3])
out_t.append(line[4])
room_h.append(line[5])
cpu_t.append(line[6])
cpu_load.append(line[7])
bat_volt.append(line[8])
page = Page(page_title="My RPi Center")
#數(shù)據(jù)總個(gè)數(shù)
amount = len(time_st)
#需要顯示的個(gè)數(shù)(24小時(shí))
display = 72
#display range
dis_range = int((1-display/amount)*100)
# print(amount)
line_room_t = Line("氣溫 %s/%s℃"%(str(room_t[-1]),str(out_t[-1])),
title_pos='center',
title_text_size=textsize,
title_top='5%')
line_room_t.add("室溫", time_st, room_t,
xaxis_name='時(shí)間',
yaxis_name='溫度(℃)',
yaxis_name_pos='end',
xaxis_name_pos='end',
xaxis_label_textsize=textsize,
yaxis_label_textsize=textsize,
label_text_size=textsize,
label_emphasis_textsize=textsize,
tooltip_font_size=textsize,
mark_point_textsize=10,
is_label_show=True,
line_width = 3,
line_curve = 0.5,
is_datazoom_show=True,
datazoom_type='slider',
datazoom_range=[80,100],
is_more_utils=True,
xaxis_force_interval=50,
yaxis_min=min(room_t)-5,
yaxis_max=max(room_t)+5,
tooltip_tragger='axis',
mark_point=['min','max'],
mark_line=['average'])
page.add(line_room_t)
······
#太長(zhǎng)了，在此省略嗽冒，詳見(jiàn)https://github.com/lemodd
#將頁(yè)面保存到目錄
page.render('/home/pi/www/index.html')
6. 完成
到此用瀏覽器打開(kāi)生成的index.html文件就可以看到結(jié)果了呀伙。這樣只能在本機(jī)上查看，為了能隨時(shí)隨地的查看添坊，需要一個(gè)http服務(wù)器剿另，別的電腦和手機(jī)就可以用瀏覽器查看了。
安裝贬蛙、配置nginx
百度百科
Nginx是一款輕量級(jí)的Web 服務(wù)器/反向代理服務(wù)器及電子郵件（IMAP/POP3）代理服務(wù)器雨女，在BSD-like 協(xié)議下發(fā)行。其特點(diǎn)是占有內(nèi)存少阳准，并發(fā)能力強(qiáng)戚篙，事實(shí)上nginx的并發(fā)能力在同類(lèi)型的網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器中表現(xiàn)較好，中國(guó)大陸使用nginx網(wǎng)站用戶(hù)有：百度溺职、京東岔擂、新浪、網(wǎng)易浪耘、騰訊乱灵、淘寶等。
1.安裝 nginx
在終端運(yùn)行命令
sudo apt-get install nginx
一路確認(rèn)七冲，即可完成安裝痛倚。
啟動(dòng)Nginx
sudo /etc/init.d/nginx start
可通過(guò)http://樹(shù)莓派IP訪問(wèn)到 Nginx 的默認(rèn)頁(yè)。如果出現(xiàn)下圖則說(shuō)明nginx安裝成功澜躺。
2. 配置nginx
修改 nginx 的配置文件
sudo nano /etc/nginx/sites-available/default
默認(rèn)路徑 html 所在路徑蝉稳，修改為你自己的。
root /home/pi/www/
監(jiān)聽(tīng)的端口號(hào)掘鄙，如果與其它軟件沖突耘戚，可以在這里更改。
listen 80 default_server
重新加載
sudo /etc/init.d/nginx reload
再次打開(kāi)樹(shù)莓派IP操漠，如果沒(méi)有錯(cuò)誤收津，就可以看到剛才生成的圖表了。
外網(wǎng)訪問(wèn)設(shè)置
到目前只能在家里的局域網(wǎng)訪問(wèn)，為了能在外網(wǎng)順利訪問(wèn)到還需以下幾步撞秋。
1. 獲取公網(wǎng)IP
為了可以獲得公網(wǎng)IP直接打?qū)拵н\(yùn)營(yíng)商的客服電話(huà)长捧，一般會(huì)直接告訴你如何設(shè)置。不同的運(yùn)營(yíng)商和地區(qū)各有不同吻贿，我所在城市只需在用戶(hù)名后加數(shù)字8即可變?yōu)橥饩W(wǎng)IP串结。
2. 設(shè)置端口轉(zhuǎn)發(fā)
即便獲得了公網(wǎng)IP,80端口也是屏蔽的，需要設(shè)置下端口轉(zhuǎn)發(fā)舅列，外網(wǎng)端口設(shè)的8000肌割，如下：
在路由器的互聯(lián)網(wǎng)態(tài)中查到你的公網(wǎng)IP，訪問(wèn)地址 http://公網(wǎng)IP:8000剧蹂，如果能看到圖表声功，說(shuō)明一切設(shè)置無(wú)誤烦却。這時(shí)在任何可以上網(wǎng)的地方都能查到家里的數(shù)據(jù)了宠叼。
3. DDNS設(shè)置
雖然現(xiàn)在可以在外網(wǎng)訪問(wèn)了，但是外網(wǎng)IP是不斷變化的其爵，每次撥號(hào)都會(huì)分配一個(gè)新的IP冒冬。為了能像一般網(wǎng)站一樣用域名訪問(wèn)，只需設(shè)置下DDNS就可以了摩渺，打開(kāi)路由器的DDNS設(shè)置简烤，取一個(gè)別人沒(méi)占用的名字。
以后都可以通過(guò)二級(jí)域名來(lái)訪問(wèn)你的網(wǎng)站了摇幻。
配置supervisor
為了保證應(yīng)用一直處于運(yùn)行狀態(tài)横侦，在遇到斷電、程序異常绰姻、報(bào)錯(cuò)等情況枉侧，導(dǎo)致應(yīng)用終止時(shí)，需要保證程序可以立刻重啟狂芋，繼續(xù)提供服務(wù)榨馁。所以，就需要一個(gè)工具帜矾，時(shí)刻監(jiān)控應(yīng)用的運(yùn)行情況翼虫，管理該進(jìn)程。
Supervisor 就是解決這種需求的工具屡萤，可以保證程序崩潰后珍剑，重新把程序啟動(dòng)起來(lái)等功能。
安裝supervisor
sudo apt-get install supervisor
新建配置文件
sudo nano /etc/supervisor/conf.d/raspi-echarts.conf
主要設(shè)置如下
user=pi
command=/usr/bin/python3 run.py ; 要運(yùn)行的命令
directory=/home/pi/py/echarts/ ; 程序所在的目錄
autorestart=True ; 程序異常退出后自動(dòng)重啟
autostart=True ; 在 supervisord 啟動(dòng)的時(shí)候也自動(dòng)啟動(dòng)
stdout_logfile=/var/log/supervisor/echarts.log
stdout_logfile_maxbytes=1MB
stdout_logfile_backups=10
進(jìn)入supervisorctl客戶(hù)端死陆，查看狀態(tài)和管理
sudo supervisorctl
可以看到正在運(yùn)行的進(jìn)程次慢。用help命令可以查看常用的命令。
結(jié)束
項(xiàng)目的所有源碼在https://github.com/lemodd/raspberrypi-pyecharts
