描述

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概述

本文檔將描述構(gòu)建一個 Google 表格，該表格從 Particle Photon 接收家庭電流數(shù)據(jù)。在每 24 小時結(jié)束時，數(shù)據(jù)將被復(fù)制到一張新表中，該表將由一個腳本進(jìn)行分析，該腳本將樣本之間的電流幅度變化與已知設(shè)備簽名進(jìn)行比較，以確定給定設(shè)備消耗了多少電量。然后將當(dāng)天的總用電量以及每個設(shè)備消耗的電量復(fù)制到“DailyLog”表中，該表跟蹤每天的總電量。本指南假定您使用的是 Particle Photon 并已按照其有關(guān)初始設(shè)置等的說明進(jìn)行操作。您還需要訪問 Google Drive 并對電子表格有一些基本的了解。

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谷歌電子表格設(shè)置

首先轉(zhuǎn)到您的云端硬盤并創(chuàng)建一個新的 Google 表格，它將從您的 Particle Photon 收集數(shù)據(jù)。給你的電子表格一個名字，任何你喜歡的名字。第一列標(biāo)題必須稱為“時間戳”（區(qū)分大小寫）。可以為后續(xù)列指定任何名稱，但出于本項目的目的，我們將它們填寫為：

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第 1 行必須與本文檔稍后描述的 JSON 鍵完全匹配。第 2 行是信息性的，因此用戶可以看到每列中代表的頻率。這是可由用戶配置的，將在本文檔的 Photon 代碼部分進(jìn)行描述。

第 3 行將包含一些有助于跟蹤總功耗的公式。單元格 A3 應(yīng)包含以下公式：

=sum(-1*A4,INDEX(A4:A, COUNT(A4:A)))*24

此公式從最后一個時間戳中減去第一個時間戳，然后乘以 24，得到從第一個樣本到最后一個樣本的總時間量（以小時為單位）。單元格 B3 和 M3 應(yīng)分別包含公式：

=average(B4:B)*A3*120/1000
=average(M4:M)*A3*120/1000

這些公式計算出平均電流，乘以小時數(shù) (A3)，乘以 120V，然后除以 1000，得到當(dāng)天每個相位消耗的千瓦時總數(shù)。

突出顯示 A 列并單擊格式>數(shù)字>日期時間以顯示時間戳上的日期和時間。然后，突出顯示單元格 A3 并將其格式更改為“數(shù)字”>“數(shù)字”，因為它是小時數(shù)而不是時間戳。

你應(yīng)該得到這樣的結(jié)果：

記下文檔中特定工作表的名稱（默認(rèn)情況下為“Sheet1”），因為稍后您將需要它用于腳本。Photon將向此電子表格發(fā)送數(shù)據(jù)，每次添加一個新行。在此電子表格中添加一個附加表并將此函數(shù)插入??第一個單元格 (A1)：

=SORT(QUERY(Sheet1!A:Z,"order by A desc limit 90"),1,1)

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這將從 Sheet1 復(fù)制最后 90 個條目并不斷更新它們，這將使我們能夠創(chuàng)建動態(tài)更新的圖表。您可以創(chuàng)建額外的工作表，將 90 更改為您想要的任何值，從而允許您創(chuàng)建不同時間段的圖表。

像這樣：

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排序功能

查詢功能

Google 表格 注意：有時，當(dāng)您更改表格中的一個單元格時，它似乎不會生效，直到您在另一個單元格中執(zhí)行某些操作。如果添加此“排序”功能時沒有任何反應(yīng)，請在隨機(jī)單元格中鍵入一個隨機(jī)字符，然后按回車鍵。（不要忘記稍后將其刪除。）或者，繼續(xù)執(zhí)行此操作方法并相信它會彈出。

Google 表格腳本

為了設(shè)置電子表格以接收來自 Photon 的數(shù)據(jù)，我們將創(chuàng)建此處描述的腳本。在 Google 表格中單擊工具>腳本編輯器。這將在新選項卡中打開腳本編輯器。給你的項目任何你喜歡的名字。然后將 Code.gs 中的默認(rèn)文本替換為 Google 表格 JavaScript（附在下面）。

你應(yīng)該得到這樣的結(jié)果：

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請注意，在第二行中，變量 SHEET_NAME 必須與電子表格中接收數(shù)據(jù)的特定工作表的名稱一致。因此，如果您更改它的默認(rèn)值“Sheet1”，請務(wù)必在此處也進(jìn)行更改。

單擊保存圖標(biāo)，然后通過單擊“運(yùn)行”>“運(yùn)行功能”>“設(shè)置”來運(yùn)行設(shè)置功能。您將獲得一個彈出窗口來查看權(quán)限。單擊“審查權(quán)限”，然后在下一個窗口中單擊您的 Google 帳戶。之后，您可能會收到一條提示，提示“此應(yīng)用未經(jīng)驗證，”如果是，請單擊“高級”，然后單擊“轉(zhuǎn)到 GenericScriptName(unsafe)”。然后您可以單擊“允許”以授予腳本編輯電子表格的權(quán)限。

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仍在腳本編輯器中時，單擊文件>管理版本以創(chuàng)建腳本的初始版本。給它一個描述，例如“InitialVersion”，然后單擊“保存新版本”，然后“確定”。

接下來我們需要為這些腳本設(shè)置觸發(fā)器。為此，請單擊“編輯”>“當(dāng)前項目的觸發(fā)器”，這將在新選項卡中打開 G Suite 開發(fā)人員中心。單擊右下角的“+ 添加觸發(fā)器”按鈕，在彈出的窗口中，從下拉列表中選擇“doPost”、“Head”、“From Spreadsheet”和“On form submit”，然后單擊保存. 失敗通知設(shè)置可以根據(jù)您希望在腳本失敗時收到通知的頻率的偏好來設(shè)置。可能會有另一個彈出窗口讓您再次選擇您的 Google 帳戶，然后請求允許腳本編輯工作表的權(quán)限，單擊“允許”。

您還需要創(chuàng)建一個觸發(fā)器來每天運(yùn)行 copy_delete 函數(shù)，該函數(shù)復(fù)制 Sheet1，用當(dāng)天的日期重命名復(fù)制的工作表，然后刪除 Sheet1 上的所有行以開始新的一天的數(shù)據(jù)。再次單擊“+ 添加觸發(fā)器”，然后從下拉選項中選擇“復(fù)制_刪除”、“頭部”、“時間驅(qū)動”、“日間計時器”和“晚上 10 點至晚上 11 點”（或任何您喜歡的時間）。請注意，該腳本將使用當(dāng)天的日期重命名工作表，因此您希望時間在午夜之前。再次，失敗通知可以設(shè)置為您的偏好。

同樣，為 appliance_id 和 getDailyTotal 函數(shù)添加觸發(fā)器。這些腳本應(yīng)該在 copy_delete 函數(shù)運(yùn)行后運(yùn)行，因此如果您選擇“晚上 10 點到晚上 11 點”，您可以為 appliance_id 選擇“午夜到凌晨 1 點”，為 getDailyTotal 選擇“凌晨 1 點到凌晨 2 點”，這必須最后運(yùn)行。

你應(yīng)該得到這樣的結(jié)果：

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返回到您的腳本（腳本編輯器選項卡）并單擊發(fā)布>部署為 Web 應(yīng)用程序。從下拉列表中選擇相關(guān)的項目版本（可能是 1），以“我”的身份執(zhí)行應(yīng)用程序，以及誰有權(quán)訪問“任何人，甚至是匿名的”。單擊“部署”，您將獲得一個 url，您將需要它來使用您的 webhook。復(fù)制它并單擊“確定”。（您可以將鏈接保存在記事本或類似的東西中。）

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網(wǎng)絡(luò)鉤子

對于webhook，我們將詳細(xì)說明本教程中描述的方法。在Particle Console 中，轉(zhuǎn)到 Integrations 頁面，然后單擊“+ NEW INTEGRATION”框，然后單擊“Webhook”。為 webhook 指定一個事件名稱，這將是啟動 webhook 的Particle.publish事件。出于我們的目的，它將被稱為“GenericWebhookName”（區(qū)分大小寫）。對于 url，粘貼您將腳本發(fā)布為 Web 應(yīng)用程序時獲得的地址。請求類型是“POST”，請求格式是“Web Form”，Device 可以保留為“Any”。底部的小下拉菜單是“高級設(shè)置”——

單擊底部的“高級設(shè)置”菜單并切換“自定義”單選按鈕。開始填寫表單字段。行的順序在這里不是特別重要。值得注意的是，左列與電子表格中的列標(biāo)題相關(guān)，右列是您將要發(fā)送的 JSON 鍵/值對中的鍵。為簡單起見，我給它們起了相同的名字。下圖中未顯示所有行，但請繼續(xù)填寫，直到電子表格中除“時間戳”之外的每一列都有一行。

其他一切都可以保留為默認(rèn)設(shè)置。單擊“創(chuàng)建 Webhook”。完整的 webhook 應(yīng)如下所示：

固件

首先將您的光子更新到最新版本的固件。單擊設(shè)備的build.particle.io網(wǎng)頁左下角的十字準(zhǔn)線（設(shè)備） 。單擊要使用的設(shè)備的下拉菜單，然后選擇最新的系統(tǒng)固件。推薦使用 0.8.0-rc.14 或更新版本，盡管舊版本的 rc 也可以。所選固件目標(biāo)將在下次刷新時下載到您的設(shè)備。

對于我們的項目，您可以使用此代碼上傳到您的 Photon。然而，對于一般情況，使用此 webhook 將數(shù)據(jù)發(fā)布到電子表格的格式如下所示：

Particle.publish("GenericWebhookName","{"IrmsA":"" + tIrmsA + "","A1":"" + A_1 + "","A2":"" + A_2 + "","A3":"" + A_3 + "","A4":"" + A_4 + "","A5":"" + A_5 + "","A6":"" + A_6 + "","A7":"" + A_7 + "","A8":"" + A_8 + "","A9":"" + A_9 + "","A10":"" + A_10 + "","IrmsB":"" + tIrmsB + "","B1":"" + B_1 + "","B2":"" + B_2 + "","B3":"" + B_3 + "","B4":"" + B_4 + "","B5":"" + B_5 + "","B6":"" + B_6 + "","B7":"" + B_7 + "","B8":"" + B_8 + "","B9":"" + B_9 + "","B10":"" + B_10 + ""}",5,PRIVATE);

關(guān)于下面的 Photon 固件中定義的常量，有幾點需要牢記。樣本數(shù)必須是2的冪，采樣頻率必須是樣本數(shù)的整數(shù)倍。我們發(fā)現(xiàn) 4096 似乎是 Photon 可以可靠達(dá)到的最大采樣率。常量“harm”是每相捕獲的諧波數(shù)，“base_harm”是最低的。例如，我們將“base_harm”定義為 20，并且每相有 10 個諧波（20-200 是 20 的倍數(shù)）。我們的測試表明，這大致是我們項目有用信息的范圍。

驗證并刷新您的固件（將代碼下載到您的設(shè)備）。此命令發(fā)布一個名為“GenericWebhookName”的事件，并生成一串 JSON 格式的文本，發(fā)送到我們之前創(chuàng)建的腳本。附加到上面字符串的變量是字符串類型。如果一切順利，在您的Particle 控制臺中，您應(yīng)該會看到如下內(nèi)容：

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現(xiàn)在返回您的電子表格，您應(yīng)該開始看到添加了數(shù)據(jù)的行。在您設(shè)置為顯示 Sheet1 的最后 X 個條目的 Sheet2 上，您可以通過選擇列來創(chuàng)建圖表，并且圖表將隨著您的數(shù)據(jù)不斷更新。

附加工作表設(shè)置

現(xiàn)在您的工作表正在接收數(shù)據(jù)，您需要設(shè)置一個工作表來保存您將要測試的各個設(shè)備簽名。創(chuàng)建一個新工作表并將其命名為“Appliances”（appliance_id 腳本需要這個確切的名稱才能工作）。第 1 行應(yīng)該是用于標(biāo)識列的標(biāo)題。

要獲取設(shè)備簽名，請打開設(shè)備并在 Sheet1 上記下電流變化的位置。您可能需要多次打開和關(guān)閉同一設(shè)備，記下時間，以便找到它的簽名。單相電器（如您的微波爐）只會出現(xiàn)在“A”相或“B”相下。像你的空調(diào)這樣的電器會在整排發(fā)生變化。一旦您在觀看 Sheet1 時“看到”您的設(shè)備打開：

突出顯示并復(fù)制您注意到的更改前后的行：

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接下來，返回 Appliances 工作表并將數(shù)據(jù)粘貼到一些空白單元格中：

在此數(shù)據(jù)下方插入一個計算差異的函數(shù)：

并將該公式復(fù)制到每一列下。完成整行后，突出顯示并將其粘貼到列表中的下一個空行中。使用“Ctrl+shift+V”粘貼以便僅粘貼值而不是公式。這種差異是您設(shè)備的特征。

將簽名數(shù)據(jù)復(fù)制到適當(dāng)?shù)男泻螅梢詣h除多余的數(shù)據(jù)并填寫設(shè)備名稱。您還可以在每個空白列中放置 0。appliance_id 腳本無論如何都會忽略幅度變化小于 1 的頻率（因為信號被噪聲淹沒），因此為了整潔起見，您可以用 0 替換任何小于 1 的數(shù)字。完成后，它應(yīng)該看起來像這樣：

接下來，您需要一張表來記錄每日用電量。創(chuàng)建一個名為“DailyLog”的新工作表。對于第 1 行，AE 列應(yīng)標(biāo)記為“日期”、“A 階段”、“B 階段”、“總功率”和“總成本”，后續(xù)列與您的各個設(shè)備名稱匹配，順序與它們列出的順序相同在您的設(shè)備表上。它看起來像這樣：

結(jié)束語

您現(xiàn)在應(yīng)該有一個 Google Sheet 文檔，它正在從您的 Particle Photon 接收實時數(shù)據(jù)到 Sheet1。每天一次，在您指定的時間，應(yīng)該首先運(yùn)行 copy_delete 腳本，然后是 appliance_id 腳本，最后是 getDailyTotal 腳本。開始項目時，因為我們保留了 7 天的數(shù)據(jù)（如果您完全按照本教程進(jìn)行操作），getDailyTotal 腳本將刪除左側(cè)的第七個工作表（或選項卡）。因為您不希望腳本意外刪除您的“DailyLog”或“Appliances”工作表，所以您需要向文檔中添加七個空白工作表。該腳本從左側(cè)開始計算表格并按位置刪除第七張表格，因此將您要保留的表格一直移到右側(cè)。有點像這樣：

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copy_delete 觸發(fā)器，該工作表將被復(fù)制并重命名為當(dāng)天的日期，Sheet1 將被清除以開始新的一天。

然后 appliance_id 腳本將梳理當(dāng)天的數(shù)據(jù)，并將每行中的幅度變化與 Appliances 表上的每個設(shè)備簽名進(jìn)行比較。它將為每個設(shè)備創(chuàng)建一個新列。該腳本基本上是從僅比較當(dāng)前更改開始的。如果電流變化在電器簽名電流變化的 2 安培范圍內(nèi)，則它會繼續(xù)比較該電器簽名上幅度變化大于 1 的每個頻率。如果它們在彼此指定的公差范圍內(nèi)（這可以在 appliance_id 腳本（Google 腳本中的第 104 行）的變量“公差”中更改），則腳本將插入該特定的消耗功率（以 kWh 為單位）該設(shè)備列下該行中的示例。一旦它被指定為“開”，它只是根據(jù)設(shè)備簽名中的數(shù)量來查找電流，以確定它是否“關(guān)閉”。每個設(shè)備消耗的總功率被累加并放置在該設(shè)備列的第 3 行。腳本運(yùn)行后，當(dāng)天的數(shù)據(jù)將如下所示：

查看第 3 行，我們在 A 列中有總小時數(shù)，在 B 和 M 列中有 A 相和 B 相消耗的功率（以千瓦時為單位），以及從 X 列開始的每個設(shè)備消耗的功率。

最后，getDailyTotal 腳本將運(yùn)行并將這些總數(shù)復(fù)制到我們的 DailyLog 頁面。它應(yīng)該看起來像這樣：

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您需要考慮 getDailyTotal 腳本中的幾個變量。第一個是成本變量，您需要將其定義為供應(yīng)商的成本/千瓦時電力。第二個是 days2keep 變量，它是您要保留數(shù)據(jù)的天數(shù)。Google 表格允許文檔中最多有 500 萬個單元格（Google 云端硬盤支持），因此您無法無限期地存儲它們。在上面的代碼中，它被賦值為 7 以存儲 7 天。

當(dāng)您想出新的和創(chuàng)造性的方法來進(jìn)行計算、更有效地移動數(shù)據(jù)或創(chuàng)建圖表和圖形來打動您的朋友時，請分享您的想法！（不要忘記將這些新床單移到右邊！）

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