用Raspberry Pi和SensorMedal制作IoT跳绳设备：连接Google Drive，保存并查看跳绳结果

第一部分：用跳绳测试仪解决运动不足问题！
第二部分：用SensorMedal检测跳跃次数并在显示器上显示

大家好，我是吉田！

本连载旨在制作一款用来解决运动不足问题的跳绳设备。本文是第三部分，前面已经实现了通过加速度传感器对跳跃次数进行计数，本文将介绍将其数据保存在Google Sheets中并进行处理的步骤。如果能够了解自己的跳跃次数、时间、消耗的总热量等，可能会增加今后坚持锻炼的动力。现在就动手开始做吧！

本部分所需部件

跳绳

ROHM SensorMedal（SensorMedal-EVK-002）

Raspberry Pi zero（Raspberry Pi Zero W）

FOUR LETTER LED PHAT

本部分的流程

1.设置

2.从Raspberry Pi上传到Google

3.保存并显示跳绳结果

4.总结

1.设置Google Sheets

当我们实现了跳绳计数后，就很希望能将次数等数据保存下来，以便随时查看以往的跳跃次数。

为此，让我们将跳跃次数等数据保存在Google云端的电子表格中吧。Google的云服务可以在一定程度内免费使用，因此可以随时开始使用。

首先，需要访问下面的Google控制台。单击下面的链接可以注册您的Google帐户并登录开始使用：
https://console.developers.google.com/

您Google帐户的初始设置完成后，可以在控制台中搜索名为“Sheets”的API，就会出来Google Sheets API，请选择它。

现在，点击左侧的蓝色按钮“启用”，启用Sheets API。

然后将光标移到左侧菜单中的“认证信息”。

从认证页面顶部的“创建认证信息”中选择“服务帐户”。

在服务帐户创建页面上，输入适当的帐户名称和ID，然后点击“创建”。

即使“允许访问”，也需要授予项目所有者等权限并点击“继续”。

这样，就创建了服务帐户。现在，单击如下所示的创建秘钥按钮，下载JSON格式的文件。

下载好JSON文件后打开，保存邮件信息“[e-mail]”的地址。另外，将这个JSON文件发送给Raspberry Pi。

这些设置完成后，转到 Google Sheets并尝试创建电子表格。可以访问Google Drive或使用下面的链接：
https://docs.google.com/spreadsheets/create

新建的Google Sheets表格打开后，在左上角的名称位置输入适当的表格名称。（我设置的是“Jump_Count”）

然后点击右侧的“分享”按钮，输入之前保存的账号信息（[e-mail]），完成。

2. 从Raspberry Pi上传到Google

现在，Google这边的设置已经完成，让我们从Raspberry Pi开始使用吧。启动Raspberry Pi并打开终端。

要想使用Google Sheets，需要各种认证和使用名为“gspread”的库，因此请按如下方式安装。

pi@raspizero:~/Programs $ sudo pip3 install oauth2client
pi@raspizero:~/Programs $ sudo pip3 install httplib2
Looking in indexes: https://pypi.org/simple, https://www.piwheels.org/simple
Collecting httplib2
Downloading     100% |████████████████████████████████| 102kB
Installing collected packages: httplib2

pi@raspizero:~/Programs $ sudo pip3 install gspread

现在可以将数据保存在Sheets中了。在这里，我创建了一个程序，用来从Raspberry Pi输入数据，程序如下：

pi@raspizero:~/Programs $ sudo vi spreadsheet.py

---------
 
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
import gspread
from oauth2client.service_account import ServiceAccountCredentials

key_name = ‘xxx.json’ # Use your own information
sheet_name = 'jump_count'

# Use sheets API
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)

# Enter TEST to Sell A1
cell_number = 'A1'
input_value = 'Total Jump'
wks = gc.open(sheet_name).sheet1
wks.update_acell(cell_number, input_value)

当运行这个程序时，“Jump Data”的数据会从Raspberry Pi被插入到云表格中。

3. 跳绳＆保存、显示！

现在让我们修改跳绳程序，以让跳跃次数可以上传到Google。

首先需要记录下您的表格的sheet_id（下面网址中红框内的部分）。

在电子表格中，日期和时间保存在A列和B列中，跳跃次数保存在C列中，跳绳时间（秒）保存在D列中，卡路里消耗量保存在E列中。当在表格的C1、D1和E1输入求和命令时，就会自动计算跳跃的总次数和消耗的卡路里总量等数据。

接下来，通过在ble_jump_4d.py程序中添加的方式，创建ble_jump_4d_sheets.py程序。为了将跳跃次数保存在Google Sheets中，需要添加以下部分：

第9〜42行

第49〜50行

第57〜69行

第76〜77行

pi@raspizero:~/Programs $ sudo cp ble_jump_4d.py ble_jump_4d_sheets.py

--- 下面的更改或添加部分用黄色表示 ---
#!/usr/bin/env python3
# coding: utf-8

---

import gspread
from apiclient import discovery
from oauth2client.service_account import ServiceAccountCredentials
import httplib2
import numpy as np
from datetime import datetime

key_name   = "xxx.json" # Use your JSON file name
sheet_name= “jump_count” # Sheet name 
sheet_id      = “zzz” # Sheet Id

class SpreadSheet(object):
  def __init__(self, sheet_id):
    self.sheetId = sheet_id
    scope = ['https://spreadsheets.google.com/feeds','https://www.googleapis.com/auth/drive']
    credentials = ServiceAccountCredentials.from_json_keyfile_name(key_name, scope)
    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): # Append data in Google Sheets
    assert np.array(values).shape==(5,) , "The shape of value %s must be 5" % (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)

spread_sheet = SpreadSheet(sheet_id) 
APPEND_RANGE = 'sheet1!A1:E1'
start_time= datetime.now()
last_time = datetime.now()
last_cnt  = 0
last_cal  = 0
last_dur  = 0

scanner = btle.Scanner()
while True:

---

    fourletterphat.print_str("JUMP")
    fourletterphat.show()

---
                SEQ = sensors['SEQ']
                jump_cnt = sensors['Steps']
                if SEQ in [255,0,1] and jump_cnt == 0:
                    start_seq+= 1
                    start_time= datetime.now()
                    print(start_time.strftime('%H:%M:%S')+" Start Jumping!")
                    if last_cnt!=0:
                        spread_sheet.append([last_time.strftime('%Y/%m/%d'), last_time.strftime('%H:%M:%S'), 
                            last_cnt, last_dur, last_cal])
                else:
                    last_time= start_time
                    last_cnt = jump_cnt

                cur_time= datetime.now()
                if start_seq >= 1:
                    dur_time= cur_time - start_time
                    dur_seconds = dur_time.seconds 
                    cur_cnt = jump_cnt
                    cur_cal = round(cur_cnt*0.1,1)
                    jump_text= str(cur_cnt)+" Jump "+str(cur_cal)+" Cal "+str(dur_seconds)+" s"
                    print(jump_text)
                    fourletterphat.print_number_str(cur_cnt)
                    fourletterphat.show()
                    last_dur = dur_seconds
                    last_cal = cur_cal

                '''
                for key, value in sorted(sensors.items(), key=lambda x:x[0]):
                    print('    ',key,'=',value)
                '''

让我们运行这个程序，按下SensorMedal上的按钮后跳几下吧。

在有网络的地方，每次按下按钮并跳绳，都会将次数保存下来。 我们设计的这种方式，可以成功地将跳跃次数保存在表格中。

4. 总结

在本连载中，我们使用Raspberry Pi和SensorMedal实现了连接物联网的数字化跳绳。

本文是第三部分，我们不仅实现了次数计数，而且还成功地将每次跳绳的次数等数据上传到Google Sheets以保存结果。Google Sheets很容易获得合计值和绘制图表，因此非常适合随时查看跳绳结果。
在下一部分中，也就是最后一部分，我们将使用跳跃次数和保存的数据来创建一种机制，让跳绳变得更加有趣也更加有动力，敬请期待！

本系列连载一览

第一部分：用跳绳测试仪解决运动不足问题！
第二部分：用SensorMedal检测跳跃次数并在显示器上显示
第三部分：连接Google Drive，保存并查看跳绳结果(本章)
第四部分：在设备上安装显示器以增加动力！

审核编辑黄宇