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#!/usr/bin/python3
# coding: UTF-8
import argparse
import binascii
import datetime
import glob
import json
import threading
import time
import os
import pickle
import socket
import sys
import RPi.GPIO as gpio
from y3module import Y3Module
from echonet_lite import *
import user_conf
# 定数定義
Y3RESET_GPIO = 18 # Wi-SUNリセット用GPIO
LED_GPIO = 4 # LED用GPIO
# ログファイル関連
TMP_LOG_DIR = '/tmp/' # 一次ログディレクトリ
LOG_DIR = 'sem_app/public/logs/' # ログ用ディレクトリ, 本スクリプトからの相対パス
SOCK_FILE = TMP_LOG_DIR + 'sem.sock' # UNIXソケット
TMP_LOG_FILE = TMP_LOG_DIR + 'sem.csv' # 一時ログファイル
POW_DAYS_JSON_FILE = LOG_DIR + 'pow_days.json' # JSON形式の電力ログファイル
POW_DAY_LOG_HEAD = 'pow_day_' # 日別ログファイル名の先頭
POW_DAY_LOG_FMT = '%Y%m%d' # 日時フォーマット
CURR_POW_FILE = TMP_LOG_DIR + 'curr_pow.txt'
# 低圧スマート電力量計 情報保存用リスト
sem_info = {}
def gpio_init():
"""GPIO初期化"""
gpio.setwarnings(False)
gpio.setmode(gpio.BCM)
gpio.setup(Y3RESET_GPIO, gpio.OUT)
gpio.setup(LED_GPIO, gpio.OUT)
gpio.output(Y3RESET_GPIO, gpio.HIGH)
time.sleep(0.1)
gpio.output(LED_GPIO, gpio.LOW)
class LedThread(threading.Thread):
"""LEDを点滅させるスレッド"""
def __init__(self):
super().__init__()
self._trigger = False
self._termFlag = False
def run(self):
while not self._termFlag:
if self._trigger:
self.ledon(True)
time.sleep(0.3)
self.ledon(False)
self._trigger = False
else:
time.sleep(0.1)
@staticmethod
def ledon(ctl):
if ctl:
gpio.output(LED_GPIO, gpio.HIGH)
else:
gpio.output(LED_GPIO, gpio.LOW)
def oneshot(self):
self._trigger = True
def terminate(self):
self._termFlag = True
self.join()
def y3reset():
"""Wi-Sunモジュールのリセット"""
gpio.output(Y3RESET_GPIO, gpio.LOW) # high -> low -> high
time.sleep(0.5)
gpio.output(Y3RESET_GPIO, gpio.HIGH)
time.sleep(2.0)
class Y3ModuleSub(Y3Module):
"""Y3Module()のサブクラス"""
global sem_inf_list
def __init__(self):
super().__init__()
self.EHD = '1081'
self.ECV_INF = '73' # ECHONET ECVコード (INF)
# UART受信スレッドrun()をECHONET Lite電文用に拡張
# UART受信用スレッド
def run(self):
while not self.term_flag:
msg = self.read()
if msg:
msg_list = self.parse_message(msg)
# debug: UDP(PANA)の受信
if msg_list['COMMAND'] == 'ERXUDP' and msg_list['LPORT'] == self.Y3_UDP_PANA_PORT:
sys.stdout.write('[PANA]: {}\n'.format(msg_list['DATA']))
# スマートメーターが自発的に発するプロパティ通知
if msg_list['COMMAND'] == 'ERXUDP' and msg_list['DATA'][0:4] == self.EHD \
and msg_list['DATA'][20:22] == self.ECV_INF:
sem_inf_list.append(msg_list)
elif self.search['search_words']: # サーチ中である
# サーチワードを受信した。
search_words = self.search['search_words'][0]
if isinstance(search_words, list):
for word in search_words:
if msg_list['COMMAND'].startswith(word):
self.search['found_word_list'].append(msg_list)
self.search['search_words'].pop(0)
break
elif msg_list['COMMAND'].startswith(search_words):
self.search['found_word_list'].append(msg_list)
self.search['search_words'].pop(0)
elif self.search['ignore_intermidiate']:
pass # 途中の受信データを破棄
else: # サーチワードではなかった
self.enqueue_message(msg_list)
else: # サーチ中ではない
self.enqueue_message(msg_list)
elif self.search['timeout']: # read()がタイムアウト,write()でタイムアウトが設定されている
if time.time() - self.search['start_time'] > self.search['timeout']:
self.search['found_word_list'] = []
self.search['search_words'] = []
self.search['timeout'] = 0
def sem_get(epc):
"""プロパティ値要求 'Get' """
global tid_counter
frame = sem.GET_FRAME_DICT['get_' + epc]
tid_counter = tid_counter + 1 if tid_counter + 1 != 65536 else 0 # TICカウントアップ
frame = sem.change_tid_frame(tid_counter, frame)
res = y3.udp_send(1, ip6, True, y3.Y3_UDP_ECHONET_PORT, frame)
def sem_get_getres(epc):
"""プロパティ値要求 'Get', 'GetRes'受信
epc: EHONET Liteプロパティ
"""
sem_get(epc) # 'Get'送信
start = time.time()
while True:
if y3.get_queue_size(): # データ受信
msg_list = y3.dequeue_message() # 受信データ取り出し
if msg_list['COMMAND'] == 'ERXUDP':
parsed_data = sem.parse_frame(msg_list['DATA'])
if parsed_data:
if parsed_data['tid'] != tid_counter:
errmsg = '[Error]: ECHONET Lite TID mismatch\n'
sys.stdout.write(errmsg)
return False
else:
return msg_list['DATA']
else:
sys.stdout.write('[Error]: ECHONET Lite frame error.\n')
return False
else:
sys.stdout.write('[Error]: Unknown data received.\n')
return False
else: # データ未受信
if time.time() - start > 20: # タイムアウト 20s
sys.stdout.write('[Error]: Time out.\n')
return False
time.sleep(0.01)
def sem_seti(epc, edt):
"""プロパティ値書き込み要求(応答要) 'SetI'
---------------------------------
(注)未検証 (注)未検証 (注)未検証
---------------------------------
epc: Echonet Liteプロパティ(bytes)
edt: Echonet Liteプロパティ値データ(bytes)
return: True(成功) / False(失敗)"""
global tid_counter
tid_counter = tid_counter + 1 if tid_counter + 1 != 65536 else 0 # TICカウントアップ
ptys = [[epc, edt]]
frame = sem.make_frame(tid_counter, sem.ESV_CODE['setc'], ptys)
res = y3.udp_send(1, ip6, True, y3.Y3_UDP_ECHONET_PORT, frame)
start = time.time()
while True:
if y3.get_queue_size(): # データ受信
msg_list = y3.dequeue_message() # 受信データ取り出し
if msg_list['COMMAND'] == 'ERXUDP':
parsed_data = sem.parse_frame(msg_list['DATA'])
if parsed_data:
if parsed_data['tid'] != tid_counter:
errmsg = '[Error]: ECHONET Lite TID mismatch\n'
sys.stdout.write(errmsg)
return False
else:
return msg_list['DATA']
else:
sys.stdout.write('[Error]: ECHONET Lite frame error.\n')
return False
else:
sys.stdout.write('[Error]: Unknown data received.\n')
return False
else: # データ未受信
if time.time() - start > 20: # タイムアウト 20s
sys.stdout.write('[Error]: Time out.\n')
return False
time.sleep(0.01)
def pow_logfile_init(dt):
"""電力ログファイル初期設定"""
f = open(TMP_LOG_FILE , 'w') # 一時ログ初期化
f.close()
if not (os.path.isdir(LOG_DIR) and os.access(LOG_DIR, os.W_OK)): # ログ用ディレクトリ確認
return False
csv_day_files = [] # 10日分のログファイルリスト(CSV)
pkl_day_files = [] # (pickle)
for i in range(10): # 10日分の電力ログ作成
t = dt - datetime.timedelta(days = i) # 対象日のdatetime
# ログファイル名
dt_str = t.strftime(POW_DAY_LOG_FMT)
csv_filename = LOG_DIR + POW_DAY_LOG_HEAD + dt_str + '.csv'
pkl_filename = TMP_LOG_DIR + POW_DAY_LOG_HEAD + dt_str + '.pickle'
csv_day_files.append(csv_filename)
pkl_day_files.append(pkl_filename)
if not os.path.exists(csv_filename): # 電力ログ(CSV)が無かったら作成する
try:
fcsv = open(csv_filename, 'w')
fcsv.close()
except:
return False
if not os.path.exists(pkl_filename): # 電力ログ(pickle)が無かったら作成する
result = csv2pickle(csv_filename, pkl_filename, t)
if not result:
return False
files = glob.glob(LOG_DIR + POW_DAY_LOG_HEAD + '*.csv') # 電力ログ(CSV)検索
for f in files:
if f in csv_day_files:
continue
else:
os.remove(f) # 古い電力ログ(CSV)を削除
files = glob.glob(TMP_LOG_DIR + POW_DAY_LOG_HEAD + '*.pickle') # 電力ログ(pickle)検索
for f in files:
if f in pkl_day_files:
continue
else:
os.remove(f) # 古い電力ログ(pickle)を削除
# CSVファイルをJSONファイルに変換
pickle2json(sorted(pkl_day_files), POW_DAYS_JSON_FILE)
return True
def pow_logfile_maintainance(last_dt, new_dt):
"""電力ログファイル更新"""
if last_dt.minute != new_dt.minute and new_dt.minute % 10 == 0: # 10分毎
dt_str = last_dt.strftime(POW_DAY_LOG_FMT)
today_csv_file = LOG_DIR + POW_DAY_LOG_HEAD + dt_str + '.csv'
today_pkl_file = TMP_LOG_DIR + POW_DAY_LOG_HEAD + dt_str + '.pickle'
file_cat(today_csv_file, TMP_LOG_FILE)
os.remove(TMP_LOG_FILE) # 一時ログファイルを削除
csv2pickle(today_csv_file, today_pkl_file, last_dt) # pickle更新
if last_dt.day != new_dt.day: # 日付変更
pow_logfile_init(new_dt) # 電力ログ初期化
else:
pkl_day_files = glob.glob(TMP_LOG_DIR + POW_DAY_LOG_HEAD + '*.pickle') # 電力ログ(pickle)検索
pickle2json(sorted(pkl_day_files), POW_DAYS_JSON_FILE) # CSVファイルをJSONファイルに変換
def file_cat(file_a, file_b):
"""ファイルを連結する"""
try:
fp_a = open(file_a, 'ab')
fp_b = open(file_b, 'rb')
fp_a.write(fp_b.read())
fp_a.close()
fp_b.close()
return True
except:
return False
def csv2pickle(csvfile, pklfile, dt):
"""csvファイルをpickleファイルに変換"""
try:
fcsv = open(csvfile, 'r')
fpkl = open(pklfile, 'wb')
data = fcsv.readlines()
except:
return False
if data == []: # 新規作成のよりcsvファイルが空の場合
# 引数dt(datetime型)から、0時0分のタイムスタンプを作成
ts_origin = datetime.datetime.combine(dt, datetime.time(0, 0)).timestamp()
else:
ts = int(data[0].strip().split(',')[0]) # ログからタイムスタンプを取得
dt = datetime.datetime.fromtimestamp(ts) # 0時0分のタイムスタンプを作成
ts_origin = datetime.datetime(dt.year, dt.month, dt.day).timestamp()
data_work = [[None, []] for row in range(60 * 24)] # 作業用空箱
for minute in range(60 * 24):
data_work[minute][0] = ts_origin + 60 * minute # 1分刻みのタイムスタンプを設定
for row in data:
row_list = row.strip().split(',') # [タイムスタンプ(s), 電力]
if row_list[1] != 'None':
minute = int((int(row_list[0]) - ts_origin) / 60) # 00:00からの経過時間[分]
if minute > 0 and minute < 60 * 24:
data_work[minute][1].append(int(row_list[1])) # 電力を追加
data_summary = [[None, None] for row in range(60 * 24)] # 集計用空箱
for minute, data in enumerate(data_work):
data_summary[minute][0] = data[0]
if len(data[1]):
data_summary[minute][1] = round(sum(data[1]) / len(data[1])) # 電力平均値
pickle.dump(data_summary, fpkl)
fcsv.close()
fpkl.close()
return True
def pickle2json(pklfiles, jsonfile):
"""pickleファイルをJSONファイルに変換する"""
data = []
for fpkl in pklfiles:
try:
f = open(fpkl, 'rb')
d = pickle.load(f)
data = data + d
except:
return False
json_data = []
for row in data:
row = [int(row[0])*1000, None if row[1] is None else int(row[1])]
json_data.append(row)
s = json.dumps(json_data)
try:
f = open(jsonfile, 'w')
f.write(s)
f.close()
return True
except:
return False
# コマンドライン引数
def arg_parse():
p = argparse.ArgumentParser()
p.add_argument('-d', '--delay', help='This script starts after a delay of [n] seconds.', default=0, type=int)
args = p.parse_args()
return args
if __name__ == '__main__':
args = arg_parse()
if args.delay: # スクリプトをスタートするまでの待ち時間。sem_appとの連携時にsem_com.pyのスタートを遅らせる。
if isinstance(args.delay, int):
ws = args.delay
sys.stdout.write('Waiting for {} seconds...\n'.format(ws))
time.sleep(ws)
os.chdir(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))
sem_inf_list = [] # スマートメータのプロパティ通知用
tid_counter = 0 # TIDカウンタ
pana_ts = 0.0 # PANA認証時のタイムスタンプを記録
saved_dt = datetime.datetime.now() # 現在日時を保存
sys.stdout.write('Log files setup...\n')
result = pow_logfile_init(saved_dt) # ログファイル初期化
if not result:
sys.stdout.write('[Error]: Log file error\n')
sys.exit(-1)
gpio_init()
led = LedThread()
led.start()
led.oneshot()
y3 = Y3ModuleSub()
y3.uart_open(dev='/dev/ttyAMA0', baud=115200, timeout=1)
y3.start()
sys.stdout.write('Wi-SUN reset...\n')
y3reset()
y3.set_echoback_off()
y3.set_opt(True)
y3.set_password(user_conf.SEM_PASSWORD)
y3.set_routeb_id(user_conf.SEM_ROUTEB_ID)
sock = socket.socket(socket.AF_UNIX, socket.SOCK_STREAM)
try:
sock.connect(SOCK_FILE)
except:
sock = None
channel_list = []
sem_exist = False
for i in range(10):
sys.stdout.write('({}/10) Active scan with a duration of {}...\n'.format(i+1, user_conf.SEM_DURATION))
channel_list = y3.active_scan(user_conf.SEM_DURATION)
if channel_list is False: # active_scan()をCtrl+cで終了したとき
break
if channel_list:
sem_exist = True
break
if not sem_exist: # スキャン失敗
sys.stdout.write('[Error]: Can not connect to a smart energy meter\n')
if sem_exist:
ch = channel_list[0]
sys.stdout.write('Energy Meter: [Ch.0x{:02X}, Addr.{}, LQI.{}, PAN.0x{:04X}]\n'.format(ch['Channel'],
ch['Addr'], ch['LQI'], ch['Pan ID']))
# チャンネル設定
y3.set_channel(ch['Channel'])
sys.stdout.write('Set channel to 0x{:02X}\n'.format(ch['Channel']))
# スマートメータのIP6アドレス
ip6 = y3.get_ip6(ch['Addr'])
sys.stdout.write('IP6 address is \'{}\'\n'.format(ip6))
# PAN ID
y3.set_pan_id(ch['Pan ID'])
sys.stdout.write('Set PAN ID to 0x{:04X}\n'.format(ch['Pan ID']))
# PANA認証(PaC)
sem_exist = False
pana_done = False
for i in range(10):
sys.stdout.write('({}/10) PANA connection...\n'.format(i+1))
sem_exist = y3.start_pac(ip6)
if sem_exist: # インスタンスリスト通知の受信待ち
st = time.time()
while True:
if sem_inf_list:
pana_ts = time.time() # タイムスタンプを保存
sys.stdout.write('Successfully done.\n')
time.sleep(3)
pana_done = True
break
elif time.time() - st > 15: # PANA認証失敗によるタイムアウト
sys.stdout.write('Fail to connect.\n')
sem_exist = False
pana_done = False
break
else:
time.sleep(0.1)
if pana_done:
break
if sem_exist:
sem = EchonetLiteSmartEnergyMeter()
get_list = ['operation_status', 'location', 'version', 'fault_status',
'manufacturer_code', 'production_no',
'current_time', 'current_date',
'get_pty_map', 'set_pty_map', 'chg_pty_map',
'epc_coefficient', 'digits', 'unit_amount_energy', 'amount_energy_normal',
'recent_amount_energy_norm', 'hist_amount_energy1_norm']
for epc in get_list: # 各種データ取得
edt = False
for i in range(10):
data = sem_get_getres(epc)
if data:
parsed_data = sem.parse_frame(data)
if parsed_data:
edt = parsed_data['ptys'][0]['edt']
break
else:
continue # Get失敗 再試行
else: # Get失敗 再試行
continue
if edt:
if epc == 'operation_status':
result = True if edt == b'\x30' else False
elif epc == 'location':
result = binascii.b2a_hex(edt)
elif epc == 'version':
result = edt[2:3].decode()
elif epc == 'manufacturer_code':
result = binascii.b2a_hex(edt)
elif epc == 'production_no':
result = binascii.b2a_hex(edt)
elif epc == 'current_time':
hour = int.from_bytes(edt[0:1], 'big')
min = int.from_bytes(edt[1:2], 'big')
result = datetime.time(hour, min)
elif epc == 'current_date':
year = int.from_bytes(edt[0:2], 'big')
month = int.from_bytes(edt[2:3], 'big')
day = int.from_bytes(edt[3:4], 'big')
result = datetime.date(year, month, day)
elif epc == 'fault_status':
result = True if edt == b'\x42' else False
elif epc == 'get_pty_map':
result = binascii.b2a_hex(edt)
elif epc == 'set_pty_map':
result = binascii.b2a_hex(edt)
elif epc == 'chg_pty_map':
result = binascii.b2a_hex(edt)
elif epc == 'epc_coefficient':
result = int.from_bytes(edt, 'big')
elif epc == 'digits':
result = int.from_bytes(edt, 'big')
elif epc == 'unit_amount_energy':
if edt == b'\x00':
result = 1.0
elif edt == b'\x01':
result = 0.1
elif edt == b'\x02':
result = 0.01
elif edt == b'\x03':
result = 0.001
elif edt == b'\x04':
result = 0.0001
elif edt == b'\x0A':
result = 10.0
elif edt == b'\x0B':
result = 100.0
elif edt == b'\x0C':
result = 1000.0
elif edt == b'\x0D':
result = 10000.0
else:
result = 0.0
elif epc == 'amount_energy_normal':
result = int.from_bytes(edt, 'big')
result *= sem_info['epc_coefficient'] * sem_info['unit_amount_energy']
elif epc == 'recent_amount_energy_norm':
dt = sem.parse_datetime(edt[0:7])
energy = int.from_bytes(edt[7:11], 'big')
energy *= sem_info['epc_coefficient'] * sem_info['unit_amount_energy']
result = [dt, energy]
elif epc == 'hist_amount_energy1_norm':
result = binascii.b2a_hex(edt)
sem_info[epc] = result
sys.stdout.write('[Get]: {}, {}\n'.format(epc, result))
else: # Get失敗x10
sys.stdout.write('[Error]: Can not get {}.\n'.format(epc))
sem_exist = False
break
if sem_exist:
start = time.time() - 1000 # 初期値を1000s前に設定
while True:
try:
pana_done = False
if (time.time() - pana_ts > 12 * 60 * 60): # 12時間毎にPANA認証を更新
sys.stdout.write('PANA re-connection...\n')
sem_exist = y3.restart_pac()
if sem_exist: # インスタンスリスト通知の受信待ち
st = time.time()
while True:
if sem_inf_list:
pana_ts = time.time() # タイムスタンプを保存
pana_done = True
sys.stdout.write('Successfully done.\n')
time.sleep(3)
break
elif time.time() - st > 15: # PANA認証失敗によるタイムアウト
sys.stdout.write('Fail to connect.\n')
break
else:
time.sleep(0.1)
if not pana_done:
break # PANA認証失敗でbreakする
while True:
if (time.time() - start) >= user_conf.SEM_INTERVAL:
start = time.time()
break
else:
time.sleep(0.1)
sem_get('instant_power') # Get
while True: # GetRes待ちループ
rcd_time = time.time() # rcd_time[s]
new_dt = datetime.datetime.fromtimestamp(rcd_time)
# ログファイルメンテナンス
pow_logfile_maintainance(saved_dt, new_dt)
saved_dt = new_dt
if y3.get_queue_size():
msg_list = y3.dequeue_message()
if msg_list['COMMAND'] == 'ERXUDP':
led.oneshot()
parsed_data = sem.parse_frame(msg_list['DATA'])
if parsed_data:
if parsed_data['tid'] != tid_counter:
errmsg = '[Error]: ECHONET Lite TID mismatch\n'
sys.stdout.write(errmsg)
else:
watt_int = int.from_bytes(parsed_data['ptys'][0]['edt'], 'big', signed=True)
sys.stdout.write('[{:5d}] {:4d} W\n'.format(tid_counter, watt_int))
sys.stdout.flush()
with open(CURR_POW_FILE, 'w') as fs:
fs.write(str(watt_int))
try: # 一時ログファイルに書き込み
f = open(TMP_LOG_FILE, 'a') # rcd_time[ms] (JavaScript用)
f.write('{},{}\n'.format(round(rcd_time), watt_int))
f.close()
except:
sys.stdout.write('[Error]: can not write to file.\n')
if sock: # UNIXドメインソケットで送信
sock_data = json.dumps({'time': rcd_time, 'power': watt_int}).encode('utf-8')
try:
sock.send(sock_data)
except:
sys.stdout.write('[Error]: Broken socket.\n')
break
else: # 電文が壊れている
errmsg = '[Error]: ECHONET Lite frame error\n'
sys.stdout.write(errmsg)
else: # 電文が壊れている???
errmsg = '[Error]: Unknown data received.\n'
sys.stdout.write(errmsg)
else: # GetRes待ち
while sem_inf_list:
inf = sem_inf_list.pop(0)
sys.stdout.write('[Inf]: {}\n'.format(inf['DATA']))
if time.time() - start > 20: # GetRes最大待ち時間: 20s
sys.stdout.write('[Error]: Time out.\n')
try: # 一時ログファイルに書き込み
f = open(TMP_LOG_FILE, 'a')
f.write('{},None\n'.format(round(rcd_time)))
f.close()
except:
sys.stdout.write('[Error]: can not write to file.\n')
break
time.sleep(0.1)
except KeyboardInterrupt:
break
else:
sys.stdout.write('[Error]: Can not connect with a smart energy meter.\n')
# 終了処理
if sock:
try:
sock.close()
except:
sys.stdout.write('[Error]: Broken socket.\n')
sys.stdout.write('\nWi-SUN reset...\n')
y3reset()
y3.terminate()
y3.uart_close()
led.terminate()
gpio.cleanup()
if os.path.exists(TMP_LOG_FILE):
os.remove(TMP_LOG_FILE)
sys.stdout.write('Bye.\n')
sys.exit(0)