MicroPython 空氣品質 AQI 獲取之方式

PaoyungJul 17, 2022

ℳ𝒾𝒸𝓇ℴ𝒫𝓎𝓉𝒽ℴ𝓃 隨手記

前言

前陣子開始聽到有在擷取環保署空氣品質 AQI 資料的夥伴們在討論，說是資料只到 2022/05/30 就沒有再更新了^[1]，原因是環保署環境資料開放平臺已經更新 API 版本^[2]，新版 API 必需要申請 API Key，且要求使用 SSL 才能讀取，而在通訊需加密資料量又大增的情況下，有夥伴就好奇我使用一般 WROOM 版 ESP32 的 MicroPython，是如何在「陳大 ming.py ESP32 字量極限」中載入950個中文字的同時，還能連上環保署網站讀取資料?

江湖一點訣

其實並沒有什麼神奇秘訣，就只是「使用 API 前請詳閱公開說明書」。
首先先瞭解在 MicroPython 讀取 HTTP 資料最常使用的就是 urequests 模組，但它在處理資料時是把全部的內容整個傳了回來，優點是操作方便，缺點是資料內容一多記憶體就爆了^[3]，莫說還要做 JSON 格式轉換，除非將 urequest 改寫成能批次處理的版本，不然就必須調整讀取資料的內容量或格式。正巧新版 API 的JSON 格式就是資料量較大的這種情況(CSV格式則較小)，而通常在環保署下載的資料並非全部都是需要的，所以只要使用正確的參數即可取得真正需要的部份。我們可以在環保署下載API參數說明手冊，閱讀後即可發現使用 filters 這個參數就能讓資料有效的縮減。(減少運算量和流量也是愛地球喔！)

範例

有了上面的參數說明，將程式修改如下即可。(filters 更多的用法請參閱說明手冊)

採用 JSON 格式 (程式碼簡明易操作)

import urequests
import network

def connectWifi():
    # ....
    # 請依需求自行撰寫

def getAQI(key, filters):
    url = f'https://data.epa.gov.tw/api/v2/aqx_p_432?filters={filters}&api_key={key}&format=json'
    r = urequests.get(url)
    jObj = r.json()['records']
    r.close()
    return jObj

def demo():
    # 請自行申請 api key，下面這組是無效的
    key = '8x3x0xfx-axcx-4x9x-bx3x-4x6x0xexfx8x'
    #filters = 'sitename,EQ,桃園'
    filters = 'siteid,EQ,17'
    data = getAQI(key, filters)[0]
    # 欄位都是小寫的
    print(f'縣市: {data["county"]}')
    print(f'測站名稱: {data["sitename"]}')
    print(f'AQI: {data["aqi"]}')
    print(f'PM2.5: {data["pm2.5"]}')
  
# >>> connectWifi()
# Connect OK!
# >>> demo()
#  縣市: 桃園市
#  測站名稱: 桃園
#  AQI: 33
#  PM2.5: 10
# >>>

採用 CSV 格式 (需要做欄位對應)

import urequests
import network

def connectWifi():
    # ....
    # 請依需求自行撰寫

def getAQI_csv(key, filters):
    url = f'https://data.epa.gov.tw/api/v2/aqx_p_432?filters={filters}&api_key={key}&format=csv'
    r = urequests.get(url)
    csv = r.text
    r.close()
    return csv

def demo_csv():
    # 請自行申請 api key，下面這組是無效的
    key = '8x3x0xfx-axcx-4x9x-bx3x-4x6x0xexfx8x'
    #filters = 'sitename,EQ,桃園'
    filters = 'siteid,EQ,17'
    lines = getAQI_csv(key, filters).split('\n')
    fields = lines[0].split(',')
    row = lines[1].split(',')
    data = {}
    for idx in range(len(fields)):
        data[fields[idx]] = row[idx]
    # 欄位都是小寫的
    print(f'縣市: {data["county"]}')
    print(f'測站名稱: {data["sitename"]}')
    print(f'AQI: {data["aqi"]}')
    print(f'PM2.5: {data["pm2.5"]}')

# >>> connectWifi()
# Connect OK!
# >>> demo_csv()
#  縣市: 桃園市
#  測站名稱: 桃園
#  AQI: 33
#  PM2.5: 10
# >>>

數據量比較

JSON 未使用 filters	JSON 使用 filters	CSV 未使用 filters	CSV 使用 filters
約 66.6KB	約 5.1KB	約 10.1KB	👑 約 300Bytes

聰明的你該知道怎麼選了嗎? 請多多利用此參數讓原本跑不動的程式跑起來吧！

關於作者  

我是 𝙋𝙖𝙤𝙮𝙪𝙣𝙜，是 MicroPython 及 Espruino 的愛好者，一直認為：

「Maker 應該把重心放在應用上，而不該被語言工具限制了創意」

所以想藉由較為簡捷且詳細的解說讓更多人可以學習進而自由發揮，而非淪為只能將程式碼複製貼上的複製人，如果你認同這樣的理念，請一起為此目標努力，如果我的文章內容對你有幫助，請轉發或協助需要的人。若你願意請我喝杯咖啡 ☕ ，我會因此受到鼓勵且喜悅，謝謝！

若有專案需求，請利用 連絡我，謝謝！

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1. 舊的AQI網址
   http://opendata2.epa.gov.tw/AQI.json ↩︎

2. 郵件通知API更新並重新註冊 👉會員註冊
   

   ↩︎

3. ESP32 Wrover
   可選用 ESP32 另外掛載 8MB PSRAM 的版本來解決記憶體不足的情況。 ↩︎