Інтегрування Node-RED з застосунком Google Sheet: практична частина

Тривалість: 2 акад год (1 пара)

Мета: Навчитися інтегрувати застосунки рівня зв’язку з об’єктом з хмарними застосунками

Лабораторна установка

Апаратне забезпечення: ПК
Програмне забезпечення: Node-RED, хмарні застосунки Google Sheet, сервіси Telegram

Порядок виконання роботи

У цій лабораторній роботі необхідно забезпечити інтегрування Node-RED з хмарним застосунком Google Sheet (Електронна таблиця) та сервісом Telegram. Це дасть можливість забезпечити передачу даних з RaspberryPI на хмару для аналізу та взаємодію з віддаленим користувачем. Node-RED можна запускати як на ПК так і на RPI.

рис.1.Структура системи з використанням хмарних застосунків.

Пре-реквізити

Для лабораторної роботи необхідно мати встановлений Node-RED, та мінімальні знання його використання.

Якщо у Вас не встановлений Node-RED, пройдіть практичне заняття Вступ до Node-RED: практичне заняття
Якщо у Вас немає облікового запису Google - створіть його на сайті. Це безкоштовно, потребується тільки поштова скринька і номер телефону.

1.Створення проєкту та сервісного аккаунту Google

1.1. Створення проекту

У цьому пункті необхідно за допомогою консолі Google створити проєкт.

Зайдіть на сторінку налаштування API для сервісів, якими Ви користуєтеся на GoogleCloud https://console.cloud.google.com/apis.
При першому входженні Вам запропонують прийняти умови використання. Для того, щоб користуватися сервісами виставте опцію “Приймаю умови використання” після чого натисніть кнопку “Прийняти і продовжити”
Натисніть Select Project

рис.1.

Натисніть New Project , дайте назву проекту і натисніть Create

рис.2. Створення проекту (назва)

1.2. Створення сервісного аккаунту

У цьому пункті необхідно за допомогою консолі Google створити сервісний аккаунт від імені якого буде проводитися доступ до API.

Зайдіть в головне меню і перейдіть в розділ створення сервісних аккаунтів

рис.3. Перехід до сервісних акаунтів

Натисніть Create service account

рис.4. Створення сервісного акаунту

На першому кроці означте назву, потім натисність Create and continue

рис.5.

На другому кроці можна поки нічого не вписувати, а просто натиснути Continue.
На третьому кроці кроці виберіть Done.

рис.6.

Далі відкриється перелік усіх сервісних аккаунтів. Виберіть новостворений сервісний аккаунт.

рис.7.

Подивіться налаштування сервісного аккаунту (рис.8).

рис.8.

2. Надання доступу до сервісів та таблиць Google Sheet через сервісний аккаунт

2.1 Надання доступу до Google Sheets API

Google Sheet - це хмарний застосунок від Google для роботи з електронними таблицями. За функціональністю і принципами роботи він схожий на Microsoft Excel. Усі створені таблиці зберігаються на Гугл Диску (Google Drive) У цьому пункті необхідно забезпечити доступ до Google Sheet API для даного проєкту, а також надати доступ до потрібної таблиці сервісному аккаунту.

Перейдіть на сторінку бібліотеку сервісів API & Services -> Library.

рис.9.

У розділі Google Workspace виберіть Google Sheets API
Натисніть Enable для активації доступу до цього сервісу в межах проєкту.

рис.10. Включення активації сервісу

2.2.Створення таблиці `Google Sheet`

Зайдіть на головну сторінку Google, зайдіть в застосунок Google Sheet(Таблиці) і створіть нову таблицю.

рис.11. Створення таблиці Google Sheet

Альтернативно можна відразу перейти на сторінку

У новому вікні натисніть кнопку “+” (створити) щоб створити нову електронну таблицю
Змініть назву документу на якусь більш прийнятну, наприклад RPIData
Поділіться документом з сервісним аккаунтом за його іменем, перед цим приберіть опцію Сповістити

рис.12. Надання прав сервісному аккаунту

3. Інтегрування Node-RED з Google Sheet

У даній частині лабораторної роботи необхідно забезпечити запис значень з Node-RED в електронну таблицю, що обслуговується хмарним електронним застосунком Google Sheet.

Зупиніть Node-RED, якщо він запущений.
Якщо у Вас не активовано опція використання проєктів:
у папці користувача перейменуйте файл минулого виконання flow.json щоб Node-RED запускався з чистого аркушу; як це зробити написано у Вступ до Node-RED: практичне заняття
запустіть Node-RED
Якщо у Вас активована опція використання проєктів:
запустіть Node-RED
створіть новий проєкт

3.1.Встановлення бібліотеки node-red-contrib-google-sheets

запустіть Node-RED
встановіть бібліотеку node-red-contrib-google-sheets

3.2. Створення фрагменту для наповнення буферу

У даному пункті необхідно створити фрагмент, який буде вміщувати буфер останніх 60-ти значень імітованих змінних rad та val а також дати та часу їх зміни. Такий буфер можна організувати різним чином, однак для спрощення були використані властивості масивів в Java Script як черг та стеків. Кожне нове обчислення записується на верх масиву. Таким чином, спочатку “буфер-масив” буде наповнюватися аж до 60-го елементу. Коли елементів стане більше ніж 60 (тобто 61), нижні елементи виймаються, і масив “зсувається” вниз. І так кожного разу при виклику функції. Для збереження даних масиву між викликами використовується контекст потоку.

Про всяк випадок, зроблена також перевірка на переповнення масиву: коли кількість елементів повинна бути 60, а вона все одно більша - масив обрізається до 60-ти елементів. Така ситуація не повинна відбуватися, але бажано передбачати такі випадки.

Запустіть Node-RED, якщо він не запущений
Створіть новий потік з назвою clouds.
Добавте туди фрагмент, який наведений на рисунку, код функції наведений під рис. 13.

рис.13. Фрагмент програми для запису даних в масив

let now = new Date ();//сьогодні
//trend - 2-мірний масив 3x60, на 60 останніх значень 
//читання з контексту потоку або ініціалізація масиву-буферу
let trend = flow.get ("trend") || [[now.toLocaleString()],[0],[0]];
let l = trend[0].length;    //довжина мавису
//з кожним викликом збільшуємо градуси в радіанах
let rad = trend[1][l-1] + Math.PI/5;   
if (rad>=Math.PI*2) rad=0;//обнуляємо після повного кола
let val = Math.sin (rad);   //вираховуємо синус
//на "верх" масиву добавляємо елементи 
trend[0].push (now.toLocaleString());//дата час
trend[1].push (rad);    //радіани
trend[2].push (val);    //значення синусу
//якщо масив заповнився до 60
if (trend[0].length >60){
    trend[0].shift ();//вилучаємо перший (найстаріший) елемент
    trend[1].shift ();
    trend[2].shift ();
    //після цього масиви повинні зменшитися на 1 елемент (60) 
    //і зсунутися вниз
    //у випадку, якщо раптом елементів більше 60
    //наприклад були добавлені випадково стороннім кодом
    //зробити кількість елементів =60
    trend[0].length = 60;//
    trend[1].length = 60;
    trend[2].length = 60; 
}
flow.set ("trend", trend);//записати в контекст потоку
return msg;

зробіть розгортання потоку
проаналізуйте контекст потоку, як він наповнюється з кожною секундою, він повинен мати вигляд як на рис.8.12 (не забудьте натискати кнопку оновлення)

3.4.Створення фрагменту запису в електронну таблицю значень буферу

Користуючись рекомендаціями щодо роботи з базовими функціями читання та запису Google Sheet :

надайте доступ до Гугл таблиці створеному раніше сервісному аккаунту
добавте наступний фрагмент потоку.

рис.14. Фрагмент запису в електронну таблицю значень буферу

зробіть розгортання потоку
перейдіть до Гугл таблиці там повинні відображатися дані з буфера і кожні 5 секунд оновлюватися

рис.15. Таблиця з записаними даними

3.5.Створення діаграми

Виділіть три рядки з даними і створіть по ним діаграму залежності значень змінних від часу

рис.16. Відображення діаграми за записаними в Google Sheet даними

Джерела

Автори

Практичне заняття розробив Олександр Пупена.

Feedback

Якщо Ви хочете залишити коментар у Вас є наступні варіанти:

Про проект і можливість допомогти проекту написано тут