目的

SwitchBot の気温や湿度を Windows 上に表示する。

環境

Windows 11
SwitchBot 防水温湿度計 3台
Raspberry Pi Zero WH

概要

SwitchBot ハブは持っていないため SwitchBot API は使わず Bluetooth(BLE) 接続で端末から直接取得する。
データの取得は Raspi zero で一定時間ごとに行い、取得したデータは Google スプレッドシートに記録する。
Google スプレッドシートのデータをグラフ化し、デスクトップアプリのような形で表示する。

開発

Raspberry Pi Zero WH の Bluetooth 確認

# hciconfig
ci0:   Type: Primary  Bus: UART
    BD Address: B8:27:EB:7D:69:B4  ACL MTU: 1021:8  SCO MTU: 64:1
    UP RUNNING
    RX bytes:3610 acl:0 sco:0 events:256 errors:0
    TX bytes:33188 acl:0 sco:0 commands:256 errors:0

"UP RUNNING" なので OK

Python 関連のインストール

pip3 に切り替えるタイミングってどこが良いのだろう。

# apt-get update
# apt-get install libbluetooth-dev libglib2.0-dev libboost-python-dev libboost-thread-dev
# apt-get install python3-pip
# apt-get install python3-gattlib
# apt-get install python3.11-venv
# python3 -m venv myenv
# source myenv/bin/activate
# pip3 install bluepy
# pip3 install gspread
# pip3 install oauth2client

Python で Bluetooth 検知

SwitchBot アプリから確認できる MAC アドレスが実行結果に含まれていることを確認。アドレスタイプが random なので電池切れなどの端末再起動で MAC アドレス変わるかも。

参考

bluepyで始めるBluetooth Low Energy(BLE)プログラミング

SwitchBot 温湿度計の値を取得

どうも温湿度計（液晶あり）の方法では防水温湿度計（液晶なし）はうまくいかないらしい。

参考

SwitchBot 防水温湿度計の値を取得

バッテリー残量、温度、湿度が取得できたのを確認。

参考

スイッチボット防水温湿度計の遊び方

Python で Google スプレッドシートに書き込み

SwitchBot からデータ取得、スプレッドシートに書き込みまでするプログラム。

#!/usr/bin/python3

import sys
import datetime
import logging

# Switch-Botからデータ取得のためのインポート
import binascii
from bluepy.btle import Scanner, DefaultDelegate, BTLEDisconnectError

# GoogleSpreadSheetに書き込むためのインポート
import requests
import gspread
from oauth2client.service_account import ServiceAccountCredentials

logging.basicConfig(level=logging.ERROR)

class ScanDelegate(DefaultDelegate):
    def __init__(self, addr, name):
        DefaultDelegate.__init__(self)
        self.addr = addr
        self.name = name
        self.processed_devices = set()  # 処理済みのデバイスの初期化

    def handleDiscovery(self, dev, isNewDev, isNewData):
        # アドレスチェック
        if dev.addr != self.addr:
            return

        # 処理済みでないかチェック
        if dev.addr in self.processed_devices:
            return

        # 主処理
        for (adtype, desc, value) in dev.getScanData():
            # 気温、湿度を読み込んでスプレッドシートに登録
            if(adtype == 22):
                servicedata = binascii.unhexlify(value[4:])
                battery = servicedata[2] & 0b01111111

                timestamp = datetime.datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
                #print(self.name + "," + timestamp + "," + str(battery) + "," + str(temp) + "," + str(humid))
                self.writeSpreadsheet(self.name, timestamp, battery, temp, humid)

                # 処理したデバイスのアドレスを記録
                self.processed_devices.add(dev.addr)

                return
            elif(adtype == 255):
                madata = binascii.unhexlify(value[16:])
                humid = madata[4] & 0b01111111
                temp = (madata[2] & 0b00001111) / 10 + (madata[3] & 0b01111111)
                isOverZero=(madata[3]&0b10000000)
                if not isOverZero:
                    temp = -temp
                continue
            else :
                continue

    def writeSpreadsheet(self, name, timestamp, battery, temp, humid):
        # スプレッドシート
        key_name = '{ jsonファイルを指定 }'
        book_name = '{ Spreadsheet のファイル名 }'
        sheet_name = '{ Spredsheet のシート名 }'

        # GoogleAPIを通してスプレッドシートに接続
        scope = ['https://spreadsheets.google.com/feeds','https://www.googleapis.com/auth/drive']
        credentials = ServiceAccountCredentials.from_json_keyfile_name(key_name, scope)
        gc = gspread.authorize(credentials)

        # シートを取得
        worksheet = gc.open(book_name).worksheet(sheet_name)

        # A列のデータを配列として取得
        A_COL_ARRAY = worksheet.col_values(1)

        # 最下行インデックスを取得
        LAST_ROW_IDX = len(A_COL_ARRAY)

        # 書き込み
        worksheet.update_cell(LAST_ROW_IDX+1, 1, name)
        worksheet.update_cell(LAST_ROW_IDX+1, 2, timestamp)
        worksheet.update_cell(LAST_ROW_IDX+1, 3, battery)
        worksheet.update_cell(LAST_ROW_IDX+1, 4, temp)
        worksheet.update_cell(LAST_ROW_IDX+1, 5, humid)

def scan(addr, name):
    scanner = Scanner().withDelegate(ScanDelegate(addr, name))
    try:
        # 指定秒BLEのスキャンを行う
        scanner.scan(20)
    except BTLEDisconnectError as e:
        pass
    except Exception as e:
        logging.error("Error during scanning: %s", e)

def main():
    scan("xx:xx:xx:xx:xx:x1", "名称1")
    scan("xx:xx:xx:xx:xx:x2", "名称2")
    scan("xx:xx:xx:xx:xx:x3", "名称3")

if __name__ == "__main__":
    main()

参考

cron 設定

python(pip) を cron で設定するは面倒らしいので、実行部分は shell で実装。ついでにログをファイル出力。

#!/bin/bash
source /hoge/myenv/bin/activate
python /hoge/switchbot_meter.py >> /hoge/output.log 2>> /hoge/error.log

crontab で 15 分毎の設定。

*/15 * * * * /hoge/run.sh

グラフの作成

Google スプレッドシートのデータを容易に扱える Looker Studio を使って折れ線グラフなどを作成。

15 分ごとの更新設定をしてるけどうまくいかず。

デスクトップ表示

Chrome の機能を使ってウェブサイトを疑似的にアプリ化。

参考

よく利用するウェブサイトはChromeの機能でアプリ化してしまおう！

最後に

おおよその目的は達成できて満足。15 分ごとの更新ができていないが、raspi 上で php を動かしているのでそちらでグラフ表示＆自動更新を考えている。（横軸が変わる場合に自動更新ができないというのをどこかで見た）

また、何も考えずデータの登録をしてしまったが、グラフ表示のことも考えてデータ登録を考えた方が良さそう。正規化大事。

現在

場所	タイムスタンプ	バッテリー(%)	気温(℃)	湿度(%)
ベランダ	2024-03-20 19:00:12	96	7.7	51
ベビールーム	2024-03-20 19:00:30	92	22.7	33
寝室	2024-03-20 19:00:48	100	13.8	44

改善後（想定）

場所	タイプ	値	タイムスタンプ
ベランダ	バッテリー(%)	96	2024/3/20 19:00
ベランダ	気温(℃)	7.7	2024/3/20 19:00
ベランダ	湿度(%)	51	2024/3/20 19:00
ベビールーム	バッテリー(%)	92	2024/3/20 19:00
ベビールーム	気温(℃)	22.7	2024/3/20 19:00
ベビールーム	湿度(%)	33	2024/3/20 19:00
寝室	バッテリー(%)	100	2024/3/20 19:00
寝室	気温(℃)	13.8	2024/3/20 19:00
寝室	湿度(%)	44	2024/3/20 19:00

Hemus’s blog

Raspberry Pi Zero WHを使用したSwitchBotデータの収集とグラフ作成

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