#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# 2017/09/17　Arduinoとの通信テスト
# Arduinoにコマンド"get"を送り、相手側からのデータを受信する

import serial #UARTを読めるようにserialをinclude
import time


def setup():
	global s
	s = serial.Serial('/dev/ttyAMA0',baudrate=9600, timeout=5)#ttyAMA0 にUARTの設定 

def readdata():#受信
	return s.readline()

if __name__ == '__main__':
	setup()
	while True:
		s.write("get")#コマンドを送る
		print (readdata())#受信データをプリント
		time.sleep(5)
		

/*
  PM2.5 Sensor Reader
  RaspberryPiからのコマンド（FanOFF FanON）があると1回計測 
  VsRead（0-1023の値）を返す
*/

//   Arduinoピン番号
#define SensorPin 0  // DN7C3CA007の�A　Voを A0につなぐ
#define PowerLEDPin 7  // DN7C3CA007の�C　LEDを D7につなぐ
#define PowerFanPin  8 // Fanを D8につなぐ

// データシートにより各種タイミングを設定:   パルス幅 = 0.32ms サンプリング = 0.28ms
int Tsample = 280; // サンプリングのタイミング 0.28ms 
int deltaTime = 40; // サンプリングのあとLEDをoffにするまでの時間　0.32ms - 0.28ms

// global variables
unsigned long time1;
int timer0 = 10000;//Fanを回転してから計測開始まで
int timer1 = 1000;//読み取り周期
int timer2 = 100;//0.1秒 文字読み取り
int countReading = 10; //reading counter
float OutputVoltage = 0.0;
String data = "";
String FAN = "FanOFF";

//RaspberryPi接続用SoftwareSerial
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial RasPiSerial( 2, 3 );// RX, TXのピン番号

// セットアップ
void setup() {
  RasPiSerial.begin(9600);
  Serial.begin(9600);
  pinMode(PowerLEDPin, OUTPUT); //declare LED output
  pinMode(PowerFanPin, OUTPUT); //declare Fan output
  SensorVoltage();//1回読み飛ばし
  Serial.println("Measurement start");
}

// メイン
void loop() {
  String RasPi = "";
  char inChar;
  int length_buf = 0;
　//RaspberryPiとの通信
  if (RasPiSerial.available() > 0) {//RaspberryPiからバッファに文字が入ったら
    delay(timer2);
    length_buf = RasPiSerial.available();
    for (int iii = 0; iii < length_buf; iii++) {//1文字づつ取り込んで
      inChar = RasPiSerial.read();
      RasPi.concat(inChar);//つなげる
    }
　　//コマンドに従って計測
    if (RasPi.indexOf("FanOFF") >= 0) {//RaspberryPiからの指示が"FanOFF"の場合
      digitalWrite(PowerFanPin, LOW); // Fan停止
      FAN = "FanOFF";
      Serial.println(FAN);
      measure();//Fan停止して計測
    } else if (RasPi.indexOf("FanON") >= 0) {//RaspberryPiからの指示がFanONの場合
      digitalWrite(PowerFanPin, HIGH); // Fanを回す
      FAN = "FanON";
      Serial.println(FAN);
      delay(timer0); //FanONしてから10秒後に計測開始
      measure();
      digitalWrite(PowerFanPin, LOW); // Fan停止
    }
  }
}

// LEDをパルスで駆動し出力される電圧Voを所定のタイミングで読み取る
int SensorVoltage() {
  int VsRead = 0;
  digitalWrite(PowerLEDPin, LOW); // LED点灯　逆相に注意
  delayMicroseconds(Tsample); //Tsampleを待つ
  VsRead = analogRead(SensorPin); // 出力電圧を読む
  delayMicroseconds(deltaTime); //残り時間を待つ
  digitalWrite(PowerLEDPin, HIGH); // LED消灯 
  return  VsRead ;//出力は0-1023の値
}

// 複数回読んで平均する
void measure() {
  long VsTotal = 0;
  for (int i = 0; i < countReading; i++) {
    VsTotal = VsTotal + SensorVoltage();
    delay(timer1);
  }
  OutputVoltage = VsTotal / (float)countReading;
  time1 = millis() ;
  data = (String)time1 + "," + (String)OutputVoltage + "," +  (String)FAN;
  Serial.println(data);  
  RasPiSerial.println(data);//RaspberryPiに報告
}

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# 2018/01/10 (C)Dr.Ishikawa
# sudo mount.cifs //192.168.1.6/MyDocuments /mnt/winでマウントしておく

import serial #UARTを読めるようにserialをinclude
import time
import datetime
RefVoltage =  2000.0
alpha = 0.4 #alpha factor 本文参照
Vcc = 5.0
temperature = 25.0
humidity = 50.0

#WindowsPCにある気象データ
winfilename = '/mnt/win/weatherdata/logfiles/currentweather.csv'

def setup():
	global s
	s = serial.Serial('/dev/ttyAMA0', baudrate=9600 )

def readdata():
	result = s.readline()
	ary = result.split(",") #CSVファイルデータを","で分割、aryに入れる
	if len(ary) > 2:
		OutputVoltage = Vcc * float(ary[1]) / 1024 * 1000.0 #0-1023の電圧を、0-Vcc mVに変換
	else:
		OutputVoltage = 0.0
	return OutputVoltage  - gamma() #γ補正値 本文参照

def calibrate():
	print "wait for calibration"
	s.write('FanOFF')
	for i in range(5):#5分
		print " ."
		time.sleep(60)#1分停止
	VsTotal = 0.0
	cnt = 0
	Vs = 0.0
	weather()
	while cnt < 10: 
		s.write('FanOFF') #ファンを停止した状態で、Voltageを求める
		VsTotal = VsTotal + readdata()
		cnt = cnt + 1
		Vs = VsTotal / float(cnt)
		now = datetime.datetime.now().strftime("%Y/%m/%d %H:%M:%S")
		data = now + ","  + str(Vs)  + "," + str(cnt)
	print "RefVoltage =" + str(Vs)
	return Vs

def weather():
	#WindowsPCにある気象データを読み変数temperatureとhumidityを最新の値に更新
	try:
		global temperature
		global humidity
		win_data = open(winfilename , "r" )
		win_data.readline()
		currentweather = win_data.readline()  #1行目はタイトル　読み飛ばし
		win_data.close()
		ary1 = currentweather.split(",")
		temperature = float(ary1[1]) #温度は1番目にある
		humidity = float(ary1[2]) #湿度は2番目にある
	except:
		print "WinPC reed error"

def beta():	
	#湿度からβを求める 
	if humidity > 50.0:
		b = 1.0 - 0.01467 * (humidity - 50.0)#データシートによる
	else:
		b = 1.0
	return b

def gamma():
	#温度からγ値を求める
	return 6 * (temperature - 25) #本文参照

if __name__ == '__main__':
	setup()
	RefVoltage = calibrate() #始めにキャリブレートを行う
	while True:
		s.write('FanON') #ArduinoにFanONのコマンドを送る
		weather() #WindowsPCの温度と湿度を読み変数temperatureとhumidityを最新の値に更新
		OutputVoltage = readdata()
		if (OutputVoltage > RefVoltage) :
			DustDensity = alpha * beta() * (OutputVoltage - RefVoltage) #PM2.5の濃度に換算
		else :
			DustDensity = 0.0
		now = datetime.datetime.now().strftime("%Y/%m/%d %H:%M:%S") #タイムスタンプ
		data = now + "," + str(OutputVoltage) + "," + str(DustDensity) + "," + str(RefVoltage) + "\n"
		filename = 'dustdata/' + datetime.datetime.now().strftime("%Y%m") + 'pm2_5.txt'
		file_data = open(filename , "a" )
		file_data.write(data)
		print (data)
		file_data.close() #書き損じの無いようにすぐ閉じる
		time.sleep(60) #計測周期は1分