week__13 (공공 데이터 활용) - JINEEH/SmartDevice_JinHee GitHub Wiki
1-1. 공공 데이터 포털에서 미세먼지 데이터를 받아와 OLED에 표시하기
2-1. 아이콘 이미지를 OLED 디스플레이에 그리기
2-2. 실습 준비물: ESP32, ESP32 확장 실드, OLED 디스플레이, 점퍼 케이블
2-3. images.h 파일에 이미지 아이콘 저장하기
- 10-1 코드와 동일한 파일에 '새 탭' 추가 -> 파일 이름 'images.h' 로 저장
- 실행 코드 1(10-1)
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include "images.h" // 이미지 파일을 포함하는 헤더 파일
#define SCREEN_WIDTH 128 // OLED 디스플레이의 너비 (픽셀 단위)
#define SCREEN_HEIGHT 32 // OLED 디스플레이의 높이 (픽셀 단위)
#define OLED_RESET -1 // 리셋 핀 번호 # (아두이노 리셋 핀을 공유하는 경우 -1)
#define SCREEN_ADDRESS 0x3C //128x64의 경우 0x3D, 128x32의 경우 0x3C
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);
void setup() {
Serial.begin(115200);
// SSD1306_SWITCHCAPVCC = 내부적으로 3.3V에서 디스플레이 전압 생성
if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, SCREEN_ADDRESS)) {
Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
for (;;)
; // OLED초기화 실패시, 더 이상 진행하지 않음
}
// 초기 디스플레이 버퍼 내용을 화면에 표시합니다.
// 라이브러리는 이를 Adafruit 스플래시 화면으로 초기화합니다.
display.display();
delay(2000); // 2초간 대기
display.clearDisplay(); // 디스플레이 지우기
display.drawBitmap(
0,
0,
VeryGood, 32, 32, 1); // VeryGood 이미지를 디스플레이에 그리기
display.drawBitmap(
32,
0,
Good, 32, 32, 1); // Good 이미지를 디스플레이에 그리기
display.drawBitmap(
64,
0,
Bad, 32, 32, 1); // Bad 이미지를 디스플레이에 그리기
display.drawBitmap(
96,
0,
VeryBad, 32, 32, 1); // VeryBad 이미지를 디스플레이에 그리기
display.display();
}
void loop() {
}
- 실행 코드 2(images.h 파일)
const unsigned char VeryGood [] PROGMEM = {
0x00, 0x0f, 0xf0, 0x00, 0x00, 0x7f, 0xfe, 0x00, 0x00, 0xff, 0xff, 0x00, 0x03, 0xff, 0xff, 0xc0,
0x07, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xf8, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xf8,
0x38, 0xc7, 0xe3, 0x1c, 0x70, 0x03, 0xc0, 0x0e, 0x70, 0x03, 0xc0, 0x0e, 0x70, 0x03, 0xc0, 0x0e,
0xf0, 0x03, 0xc0, 0x0f, 0xf8, 0x07, 0xe0, 0x1f, 0xfc, 0x0f, 0xf0, 0x3f, 0xfe, 0x1f, 0xf8, 0x7f,
0xff, 0x3e, 0x7c, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x3f, 0xff, 0xfd, 0xfe, 0x7f, 0xff,
0x79, 0xff, 0xff, 0x9e, 0x78, 0xff, 0xff, 0x9e, 0x7c, 0x7f, 0xff, 0x1e, 0x3e, 0x3f, 0xfe, 0x3c,
0x1f, 0x1f, 0xfc, 0x78, 0x1f, 0x87, 0xe0, 0xf8, 0x0f, 0xc0, 0x03, 0xf0, 0x07, 0xf8, 0x0f, 0xe0,
0x03, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x00, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x7f, 0xfe, 0x00, 0x00, 0x0f, 0xf0, 0x00
};
const unsigned char Good [] PROGMEM = {
0x00, 0x0f, 0xf0, 0x00, 0x00, 0x7f, 0xfe, 0x00, 0x01, 0xff, 0xff, 0x80, 0x03, 0xff, 0xff, 0xc0,
0x07, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x1e, 0x3f, 0xf8, 0xf8, 0x3e, 0x1f, 0xf8, 0x78,
0x3c, 0x0f, 0xf0, 0x3c, 0x78, 0x87, 0xe2, 0x1e, 0x71, 0xc3, 0xc7, 0x0e, 0x71, 0xe7, 0xc7, 0x9e,
0xfb, 0xff, 0xef, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x7f, 0xff,
0x79, 0xff, 0xff, 0x9e, 0x78, 0xff, 0xff, 0x9e, 0x7c, 0xff, 0xff, 0x1e, 0x3e, 0x7f, 0xfe, 0x3c,
0x3f, 0x1f, 0xfc, 0x7c, 0x1f, 0x87, 0xf0, 0xf8, 0x0f, 0xc0, 0x01, 0xf0, 0x07, 0xf0, 0x0f, 0xe0,
0x03, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x00, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x7f, 0xfe, 0x00, 0x00, 0x0f, 0xf0, 0x00
};
const unsigned char Bad [] PROGMEM = {
0x00, 0x0f, 0xf0, 0x00, 0x00, 0x7f, 0xfe, 0x00, 0x01, 0xff, 0xff, 0x80, 0x03, 0xff, 0xff, 0xc0,
0x07, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xf8, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xf8,
0x3f, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x70, 0x03, 0xc0, 0x0e, 0x70, 0x03, 0xc0, 0x0e, 0x70, 0x03, 0xc0, 0x0e,
0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x3f, 0xff,
0xff, 0xfc, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0x7f, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x7f, 0xe0, 0x07, 0xfe, 0x3f, 0x80, 0x03, 0xfc,
0x3f, 0x0f, 0xf0, 0xfc, 0x1e, 0x3f, 0xfc, 0x78, 0x0f, 0xff, 0xfe, 0xf0, 0x07, 0xff, 0xff, 0xe0,
0x03, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x00, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x7f, 0xfe, 0x00, 0x00, 0x0f, 0xf0, 0x00
};
const unsigned char VeryBad [] PROGMEM = {
0x00, 0x0f, 0xf0, 0x00, 0x00, 0x7f, 0xfe, 0x00, 0x01, 0xff, 0xff, 0x80, 0x03, 0xff, 0xff, 0xc0,
0x07, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x1d, 0xef, 0xf7, 0xb8, 0x38, 0xc7, 0xe3, 0x1c,
0x3c, 0x0f, 0xf0, 0x3c, 0x7e, 0x1f, 0xf8, 0x7e, 0x7e, 0x1f, 0xf8, 0x7e, 0x7c, 0x0f, 0xf0, 0x3e,
0xf8, 0xc7, 0xe3, 0x1f, 0xfd, 0xef, 0xf7, 0xbf, 0xff, 0xfe, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x3f, 0xff,
0xff, 0xfc, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
0x7f, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x7f, 0xe0, 0x07, 0xfe, 0x3f, 0x80, 0x03, 0xfc,
0x3f, 0x0f, 0xf0, 0xfc, 0x1e, 0x3f, 0xfc, 0x78, 0x0f, 0xff, 0xfe, 0xf0, 0x07, 0xff, 0xff, 0xe0,
0x03, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x01, 0xff, 0xff, 0x80, 0x00, 0x7f, 0xfe, 0x00, 0x00, 0x0f, 0xf0, 0x00
};
- 실습 결과
3-1. 미세먼지 데이터와 이미지 아이콘을 OLED 디스플레이에 그리기
3-2. 실습 준비물: ESP32, ESP32 확장 실드, OLED 디스플레이, 점퍼 케이블
3-3. 공공 데이터 포털 가입 및 미세먼지 데이터 저장
3-4. images.h 파일에 이미지 아이콘 저장하기
- 공공 데이터 포털 가입 및 Open API 검색
- '한국환경공단_에어코리아_대기오염정보' 활용
- 활용 목적 입력 후 활용 신청
- 10-2 코드를 활용한 이번 실습에서는 '측정소별 실시간 측정정보 조회' 데이터 활용
- 활용 신청 후 화면에 나오는 일반 인증키 복사하여 ESP32에 활용
- 이전 실습과 동일하게 images.h 파일 생성
- 실행 코드(10-2), images.h 파일의 코드는 10-1 실습과 동일함
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <WiFi.h>
#include <time.h>
#include "images.h" // 이미지 파일을 포함하는 헤더 파일
const char* ssid = "zineeh"; // 사용하는 WiFi 네트워크 이름 (SSID)
const char* password = "SMARTDEVICE0527"; // 사용하는 WiFi 네트워크 비밀번호
const int httpPort = 80;
const char* apiKey = "KxUwYnsTwupDGZaymV6gEPF1LS%2BhmuALUZMguQbFDa6ZvuG6O5dy%2BWPgc6%2FJk4deTOnPOosebmo7BxdLthM7pw%3D%3D";
const char* version = "&ver=1.3";
const char* server = "apis.data.go.kr";
const char* stationName = "과천동";
const char* returnType = "xml"; //or json
const char* numOfRows = "1";
const char* pageNo = "1";
const char* dataTerm = "DAILY";
WiFiClient client;
#define SCREEN_WIDTH 128 // OLED 디스플레이의 너비 (픽셀 단위)
#define SCREEN_HEIGHT 32 // OLED 디스플레이의 높이 (픽셀 단위)
#define OLED_RESET -1 // 리셋 핀 번호 # (아두이노 리셋 핀을 공유하는 경우 -1)
#define SCREEN_ADDRESS 0x3C //128x64의 경우 0x3D, 128x32의 경우 0x3C
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);
void setup() {
Serial.begin(115200);
// SSD1306_SWITCHCAPVCC = 내부적으로 3.3V에서 디스플레이 전압 생성
if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, SCREEN_ADDRESS)) {
Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
for (;;)
; // OLED초기화 실패시, 더 이상 진행하지 않음
}
// 초기 디스플레이 버퍼 내용을 화면에 표시합니다.
// 라이브러리는 이를 Adafruit 스플래시 화면으로 초기화합니다.
display.display();
delay(2000); // 2초간 대기
WiFi.mode(WIFI_STA);
WiFi.begin(ssid, password);
Serial.println("\nConnecting to WiFi");
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
Serial.print(".");
delay(1000);
}
Serial.println("\nWiFi is connected");
display.clearDisplay(); // 디스플레이 지우기
display.setTextSize(1); // 텍스트 크기를 1로 설정
display.setCursor(0, 0); // 커서 위치를 디스플레이 왼쪽 위 모서리로 설정
display.setTextColor(WHITE); // 텍스트 색상을 흰색으로 설정
display.drawBitmap(
0,
0,
VeryGood, 32, 32, 1); // VeryGood 이미지를 디스플레이에 그리기
display.display();
}
void loop() {
String a[3];
int i = 0;
String dateNtime;
String pm10Val;
String pm10Grade;
String tmp_str;
static int IntervalReq = 1800; // 30분을 초단위로 계산
if (IntervalReq++ > 1800) { //30분 간격으로 data요청
IntervalReq = 0;
Requesthttp();
};
delay(50);
while (client.available()) {
String line = client.readStringUntil('\n');
Serial.println(line);
i = line.indexOf("</dataTime>");
if (i > 0) {
tmp_str = "<dataTime>";
dateNtime = line.substring(line.indexOf(tmp_str) + tmp_str.length(), i);
Serial.println(dateNtime);
}
i = line.indexOf("</pm10Value>");
if (i > 0) {
tmp_str = "<pm10Value>";
pm10Val = line.substring(line.indexOf(tmp_str) + tmp_str.length(), i);
Serial.println(pm10Val);
}
i = line.indexOf("</pm10Grade>");
if (i > 0) {
tmp_str = "<pm10Grade>";
pm10Grade = line.substring(line.indexOf(tmp_str) + tmp_str.length(), i);
Serial.println(pm10Grade);
client.stop();
display.clearDisplay();
displayIcon(atoi(pm10Grade.c_str())); // 등급에 따라 해당 아이콘 그리기
displayString(dateNtime, pm10Val); // 날짜 및 시간과 미세먼지 농도 표시
display.display();
break;
}
}
delay(1000);
}
void Requesthttp() {
if (client.connect(server, httpPort)) {
Serial.println("\nSuccessed connection, and request http protocol");
// HTTP 요청을 보냄
client.print(String("Get /B552584/ArpltnInforInqireSvc"));
client.print(String("/getMsrstnAcctoRltmMesureDnsty?serviceKey="));
client.print(String(apiKey));
client.print(String("&returnType=") + String(returnType));
client.print(String("&numOfRows=") + String(numOfRows));
client.print(String("&pageNo=") + String(pageNo));
// URL 인코딩하여 문자열 전송
client.print(String("&stationName=") + urlencode(String(stationName)));
client.print(String("&dataTerm=") + String(dataTerm));
client.print(String(version));
client.print(String(" HTTP/1.1\r\n"));
client.print(String("Host: ") + String(server) + String("\r\n"));
client.print(String("Connection: close\r\n"));
client.print(String("\r\n\r\n"));
} else {
Serial.println("\nfailed connection");
}
}
void displayString(String dnt, String pmval) {
display.setCursor(50, 3);
display.println(dnt.substring(0, 10)); // 날짜를 디스플레이에 출력
display.setCursor(50, 13);
display.println(dnt.substring(11)); // 시간을 디스플레이에 출력
display.setCursor(50, 23);
display.print(pmval);
display.println(" ug/m^3"); // 미세먼지 농도를 디스플레이에 출력
}
void displayIcon(int grade) {
switch (grade) {
case 1:
display.drawBitmap(
0,
0,
VeryGood, 32, 32, 1); // VeryGood 아이콘을 디스플레이에 그리기
break;
case 2:
display.drawBitmap(
0,
0,
Good, 32, 32, 1); // Good 아이콘을 디스플레이에 그리기
break;
case 3:
display.drawBitmap(
0,
0,
Bad, 32, 32, 1); // Bad 아이콘을 디스플레이에 그리기
break;
case 4:
display.drawBitmap(
0,
0,
VeryBad, 32, 32, 1); // VeryBad 아이콘을 디스플레이에 그리기
break;
}
}
String urlencode(String str) {
String encodedString = "";
char c;
char code0;
char code1;
for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
c = str.charAt(i);
if (c == ' ') {
encodedString += '+';
} else if (isalnum(c)) {
encodedString += c;
} else {
code1 = (c & 0xf) + '0';
if ((c & 0xf) > 9) {
code1 = (c & 0xf) - 10 + 'A';
}
c = (c >> 4) & 0xf;
code0 = c + '0';
if (c > 9) {
code0 = c - 10 + 'A';
}
encodedString += '%';
encodedString += code0;
encodedString += code1;
}
}
return encodedString;
}
- 실습 결과
4-1. 의미: 플랫폼 기능 또는 콘텐츠를 외부에서 웹 프로토콜(HTTP)로 호출하여 사용할 수 있게 개방한 API
- 누구나 사용할 수 있도록 공개된 API
- 이미 갖춰진 정보와 인터페이스를 활용하여 다양한 방법으로 개발 가능
- HTTP를 통해 요청받고 XML이나 JSON 형식으로 데이터를 변환 -> 기존 애플리케이션에 새로운 기능 추가 가능
4-2. API 의미: 응용 프로그램 인터페이스로 소프트웨어 또는 서비스가 제공하는 기능을 다른 프로그램이 사용할 수 있게 연결할 수 있게 전달
4-3. 오픈 소스와 차이점 및 공통점
- 차이점: 오픈 API는 응용 프로그램 인터페이스 역할을 하지만 오픈 소스는 공개된 소스 코드 자체를 뜻함
- 오픈 API는 서비스 제공자가 설정한 약관에 따라 규제되지만 오픈 소스는 라이선스에 따라 규제됨
- 공통점: 공개된 인터페이스와 소스코드를 활용하여 혁신적인 프로그램 개발을 촉진시킴
- 공개된 하나의 자원을 통해 여러 결과값을 도출하여 전체적인 기술 발전을 도모함
- 오픈 API 관련 기사 자료
- 관련 부분만 발췌
5-1. XML(eXtensible Markup Language): 인터넷 웹페이지를 만드는 html을 개선하여 만든 언어
- XML 문서들은 SGML 문서 형식을 따름
- 다목적 마크업 언어
- 주로 다른 종류의 시스템끼리 데이터를 쉽게 주고 받을 수 있으며 html의 한계를 극복함
- 단순성, 일반성, 인터넷을 통한 사용 가능성 강조
- 유니코드를 사용하여 전세계 언어를 지원함
5-2. SGML(Standard Generalized Markup Language): 다양한 형태의 전자문서가 시스템 환경에서 정보의 손실없이 전송/저장/자동처리가 가능하도록 국제표준화기구(ISO)에서 정한 문서처리 표준
5-3. 파싱(Parsing): 컴퓨터에서 컴파일러 또는 번역기가 원시 부호를 기계어로 번역하는 과정
- 문장의 문법적인 구성 또는 구문을 해석(번역)
- 하향식 파싱: 문법의 시작부터 끝으로 가면서 분석하며 시작 심벌에서부터 재귀적으로 하위 식별자를 찾아가는 파싱 방식
- 입력 문자열에 대한 좌측 유도 과정
- 상향식 파싱보다는 일반적이지 않음
- 종류: Recursive Descent Parser, Predictive Parser, LL Parser
- 상향식 파싱: 터미널 노드로부터 루트쪽으로 파싱 트리를 구성(단말 노드 -> 로트 노드로 파싱 트리 구성)
- 주어진 문자열이 시작 심벌(루트 노드)로 축약될 수 있으면 올바른 문장으로 판단함
- 종류: Shift Reduce Parser, LR Parser
5-4. REST API(REpresentational State Transfer API): 두 컴퓨터 시스템이 인터넷을 통해 정보를 안전하게 교환할 때 사용하는 인터페이스
- 안전하고 신뢰성높은 정보 교환을 지원함
- REST 아키텍처 스타일의 원칙: 균일한 인터페이스, 무상태, 계층화 시스템, 캐시 가능성, 온디맨드 코드
- 장점: 확장성, 유연성, 독립성 보장 가능