ラズパイで気圧データをGoogleスプレッドシートに上げる方法

ラズパイに接続したセンサーで取得したデータを定期的にGoogleスプレッドシートに上げる方法です。

今回はLPS25Hを使って、１秒ごとに取得した気圧データをスプレットシートにアップロードしてみました。
データをサーバに上げたいけどデータベースサーバーを立ち上げるまでもないかな〜と言った場合にスプレッドシートは何かと重宝します。
取得したデータを公開したり、共有したりも簡単にできますし。ますます捗る！(ﾟ∀ﾟ)b

＜環境＞
・Raspberry Pi 3
・Google Sheets API v4

気圧データの取得

気圧データの取得は、秋月電子通商で買ったLPS25H使用気圧センサーモジュールを使用しました。

I2Cインターフェースなので、wiringpiなどのI2Cライブラリを使用すれば簡単に接続することができます。

from __future__ import division

import wiringpi as wp
import time

ADDR = 0x5c

class LPS25H(object):
  def __init__(self):
    self.i2c = wp.I2C()
    self.fd = self.i2c.setup(ADDR)

    whoami = self.i2c.readReg8(self.fd, 0x0f)
    assert whoami == 0xbd , "Couldn't connect to device!"

  def read(self):
    self.i2c.writeReg8(self.fd, 0x20, 0x90)
    time.sleep(0.1)
    po_xl = self.i2c.readReg8(self.fd, 0x28)
    po_l  = self.i2c.readReg8(self.fd, 0x29)
    po_h  = self.i2c.readReg8(self.fd, 0x2a)
    value = po_h << 16 | po_l << 8 | po_xl
    pressure = (value // 40.96) / 100 #小数点第２位まで
    return pressure

if __name__ == '__main__':
  dev = LPS25H()
  for i in xrange(100):
    pressure = dev.read()
    print('Pressure %.2f mbar' % (pressure))
    time.sleep(1)

LPS25HモジュールはSA0(4ピン)で、I2Cアドレスを切り替えることができます。VDDと接続すると0x5d、GNDと接続すると0x5cです。
今回は0x5cに設定しました。取得する気圧の単位はmbar（ミリバール）になります。

スプレッドシートAPIを使ってデータを上げる

次に、取得したデータをラズパイからスプレッドシートに上げる方法です。
スプレッドシートは他のアプリから操作するためのAPIが用意されています。2017/4月の時点ではAPI v4です。
https://developers.google.com/sheets/api/

APIを使用するための準備は以下のとおりです。

Google API ConsoleでSheets APIを有効にする
認証情報を作成する
アップ先のスプレッドシートを作成
Google Client Libraryをインストール

では、詳しく見ていきましょう。

1.Google API ConsoleでSheets APIを有効にする

Google API Consoleで適当なプロジェクトを作成し、Sheets APIを有効化します。
このウィザードにアクセスすると有効化できます。

有効化されたあと、引き続き認証情報を追加する画面になりますが、これは一旦キャンセルします。

2.認証情報を作成する

次に認証情報を追加します。認証情報は、

APIキー
OAuth2.0
サービスアカウント

の３種類があり、用途に合わせて使用できます。
今回は、ラズパイからスタンドアローンで読み書きできるようにしたいため、サービスアカウントを使用します。
＊基本的にはOAuthが推奨だと思われます(サンプルもOAuthだし)。APIキーの場合はReadOnlyです。

【認証情報を作成】ボタンを押して“サービスアカウントキー”を選択します。

“サービスアカウント名”を入力します。
“キーのタイプ”はJSONを選択します。

ここで、“サービスアカウントID”をコピーしておいて下さい。次で使用します。

最後に、作成ボタンを押すと自動的に認証用JSONファイルがダウンロードされます。

3.アップ先のスプレッドシートを作成

次にデータのアップロード先のスプレッドシートを作成します。
シートを作成したら右上の共有ボタンを押して、共有するユーザーに先ほどコピーした“サービスアカウントID”を入力します。

これでサービスアカウントからこのシートの編集が可能になりました。

4.Google Client Libraryをインストール

最後にPythonからAPIを使用するためのClient Libraryをインストールします。

sudo pip install --upgrade google-api-python-client oauth2client

これで準備は完了です。

PythonでAPIを叩く

Client Libraryを使ってスプレッドシートにアクセスする方法です。
今回は、スプレッドシートで「データ取得日」、「取得時間」、「気圧」の３項目のログを記録するクラスを書きました。

import httplib2
import numpy as np

from apiclient import discovery
from oauth2client.service_account import ServiceAccountCredentials

SCOPES = 'https://www.googleapis.com/auth/spreadsheets'
APPEND_RANGE = 'Sheet1!A1:C1'

class SpreadSheet(object):
  def __init__(self, sheet_id):
    self.sheetId = sheet_id

    credentials = ServiceAccountCredentials.from_json_keyfile_name('認証情報作成時のJSONファイル名', scopes=SCOPES)
    http_auth = credentials.authorize(httplib2.Http())
    discoveryUrl = ('https://sheets.googleapis.com/$discovery/rest?''version=v4')
    self.service = discovery.build('sheets', 'v4', http=http_auth, discoveryServiceUrl=discoveryUrl)

  def append(self, values):
    assert np.array(values).shape==(3,) , "The shape of value %s must be 3" % (np.array(values).shape)

    value_range_body = {'values':[values]}
    result = self.service.spreadsheets().values().append(spreadsheetId=self.sheetId, range=APPEND_RANGE, valueInputOption='USER_ENTERED', body=value_range_body).execute()
    #print(result)

if __name__ == '__main__':
  sheet = SpreadSheet("シートID")
  sheet.append(["test", "test", 3])

__init__に渡す“sheet_id”は編集するシートのIDで、シートのURLの下記赤枠の文字列になります。

今回使用したAPIはシートに順次追加していくappendです。

service.spreadsheets().values().append(
  spreadsheetId='シートのID'
  range='データを追加する場所 例）Data1!A1:C1はData1とう名前のシートのA列からC列'
  valueInputOption='データ入力オプション　RAW：そのまま入力、USER_ENTERED：ユーザ指定の書式に従う？'
  body='入力するデータ'
).execute()

入力するデータは、{‘values’:[[1,2,3]]}のような形式で指定する。
この場合、A1セル=1,B1セル=2,C1セル=3になる。ちなみに{‘values’:[[1,2,3],[4,5,6]]}こんな感じに複数指定すると、A2=4,B2=5,C2=6のように一気に複数行の追加が可能。appendは基本下の行に追加される（insertDataOptionでコントロール可）。
APIの詳しい使い方については、ここが参考になります。

追加以外のAPIはこちら。

気圧データを定期的にアップする

最後に気圧の取得とスプレッドシートへのアップをするプログラムです。
5秒ごとに気圧データをスプレッドシートに追加していきます。

from lps25h import LPS25H
from spredsheet import SpreadSheet
from time import sleep
import datatime

sensor = LPS25H()
sheet  = SpreadSheet('シートのID')

while(1):
  date = datetime.datetime.now().strftime("%Y/%m/%d")
  time = datetime.datetime.now().strftime("%H:%M:%S")
  pressure = sensor.read()
  sheet.append([date, time, pressure])
  sleep(5)

実行結果