第1部分：用Raspberry Pi Zero和罗姆SensorMedal制作健康管理设备！

 

根据传感器的值计算步数、距离和卡路里，并将数据发送到LINE！

大家好，我是吉田！

从这部分开始，我们将着手制作这款用来解决运动不足问题的健康管理设备。首先，我们使用罗姆SensorMedal来测量和计算步数、移动距离、消耗的卡路里等。

另外，将您在家中散步的结果发送到LINE，是不是可以提高您的运动积极性呢？您可能会意外地发现，自己在家里竟然运动量也不小，如果用得好，也许还可以减肥哦！

 

本部分所需部件

Raspberry Pi Zero WH

 

罗姆SensorMedal(SensorMedal-EVK-002)

 

本部分的流程

1. 计算移动距离和卡路里消耗量
2. 将步数通知LINE
3. 总结

 

1. 计算移动距离和卡路里消耗量

在这里，我们使用罗姆的SensorMedal(SensorMedal-EVK-002)来测量步数和距离。在第一部分中，我们在Raspberry Pi Zero上安装了一个名为“bluepy”的库，以便能够通过Bluetooth将SensorMedal连接到Raspberry Pi。另外，我们还通过使用Github中的便捷程序，获得了以下数据。

pi@raspizero:~/SensorMedal2 $ sudo python3 ble_logger_SensorMedal2.py
...
Device c5:xx:yy:zz::d0 (random), RSSI=-65 dB
  Short Local Name = ROHMMedal2_0107_01.00
  Flags = 06
  Incomplete 16b Services = 0000180a-0000
  Manufacturer = 0100c86abcdef
    ID            = 0x1
    SEQ           = 188
    Temperature   = 27.99 ℃
    Humidity      = 71.52 %
    Pressure      = 998.578 hPa
    Illuminance   = 93.3 lx
    Accelerometer = 1.453 g ( 0.062 0.844 1.181 g)
    Geomagnetic   = 92.6 uT ( -15.8 -58.0 -70.4 uT)
    Magnetic      = 0x3
    Steps         = 8 歩
    Battery Level = 90 %
    RSSI          = -65 dB

 

可从SensorMedal获取的测量值：

• Temperature: 温度（℃）
• Humidity: 湿度（%）
• Pressure: 气压（hPa）
• Illuminance: 亮度（lx）
• Accelerometer: 加速度（x轴、y轴、z轴）（g）
• Geomagnetic: 陀螺仪传感器值（x轴、y轴、z轴）（uT）
• Magnetic: 霍尔传感器值（磁铁在附近通过为1，否则为0）
• Steps: 步数（步）
• Battery Level: 电池电量

其中，Steps用来获取加速度传感器的步数数据。首先，我想根据该步数数据计算移动距离。为此，需要每步的距离（步幅），这个数据因人而异，可以根据身高，按照“身高/2〜身高×1.2”计算。在这里，我们简单地设每步的步幅 = 0.5m。

我们先来计算一下您在家中移动（步行）所消耗的卡路里吧。有这样一个测量值：一个健康男性1天走10000步左右消耗的卡路里约为350kcal（约一碗米饭）。参考这个值，我们使用350/10,000 = 0.035作为每步的系数。

综上所述，我们需要计算的项目汇总如下：

编号	输出值	计算方法
1	Steps 步数 (步)	从加速度传感器获取步数
2	Distance 移动距离（m）	步数×每步距离（这里简单地假设为每步0.5m）
3	Calorie 卡路里（kcal）	步数 × 每步消耗的卡路里量（这里使用卡路里系数0.035）

下面，我们将其写成一个程序：

pi@raspizero:~/SensorMedal2 $ sudo cp ble_logger_SensorMedal2.py ~/Programs/ble_steps.py
pi@raspizero:~/ $ sudo vi ~/Programs/ble_steps.py

（元のble_logger_SensorMedal2.pyプログラムに9〜29行目の部分を追記しています）
---
                sensors['Magnetic'] = hex(payval(27))
                sensors['Steps'] = payval(28,2)

                step_cnt = sensors['Steps']
                if SEQ in [0,1] and step_cnt == 0:
                    start_seq+= 1
                    start_time= datetime.now()
                    print(start_time.strftime('%H:%M:%S')+"にスタート!")
                else:
                    last_time= start_time
                    last_cnt = step_cnt

                cur_time= datetime.now()
                time_text= cur_time.strftime('%Y/%m/%d(%a) %H:%M:%S')
                print(time_text)
                if start_seq >= 1:
                    dur_time= cur_time - start_time
                    cur_cnt = step_cnt
                    cur_mv = round(cur_cnt*0.5,1)
                    cur_cal = round(cur_cnt*0.035,1)
                    dur_seconds = dur_time.seconds
                    dur_seconds = 1 if dur_seconds==0 else dur_seconds
                    step_text= str(dur_seconds)+"s "+str(cur_cnt)+"Steps "+str(cur_mv)+"m "+str(cur_cal)+"Cal"
                    print(step_text)

                sensors['Battery Level'] = payval(30)
                sensors['RSSI'] = dev.rssi
---

运行这个程序ble_steps.py。启动该程序后，按下SensorMedal的按钮，将其重置一次，然后将从那里开始计算步数和时间。

pi@raspizero:~/Programs $ sudo python3 ble_steps.py

可以看到，成功显示了根据步数计算出来的移动距离和卡路里等数据，因此，我们可以将SensorMedal放在衣兜等位置，将Raspberry Pi Zero连接电源并放在房间中。现在，您可以像使用计步器一样使用SensorMedal了。

 

2. 将步数通知LINE

接下来，当达到一定数字的步数时，可以将数据发送到LINE以便于查看。例如，每当您走了〇〇步时，或者每当您走路时，将“您已经走了〇〇步！”等数据发送到LINE等工具，也许可以提高您运动的积极性。

首先，要使用LINE，需要先从“LINE Notify”页面上登录。

https://notify-bot.line.me/ja/

从右上角的登录区域使用您的LINE Developer帐户登录（如果您没有账户，请先注册）。登录后，需要发行访问令牌，以便能够从“我的”页面向LINE发送消息。

在这里需要取一个合适的令牌名称，并在LINE中选择一个聊天室，然后发行令牌。

 

这时，将会显示用来发送LINE Notify的令牌，复制该令牌。如果关闭该页面将需要重新发行令牌，因此请务必确保已经复制好了。

 

使用该令牌在Raspberry Pi上添加程序。在这里，我们将程序添加到前面提到的“ble_steps.py”中，使其成为“ble_steps_line.py”。将复制的令牌粘贴到下面代码的第11行，即“xxx”的位置。

pi@raspizero:~/Programs $ sudo cp ble_steps.py ble_steps_line.py
pi@raspizero:~/Programs $ sudo vi ble_steps_line.py

（在原来的ble_steps.py程序中增加第8〜17行、第24〜27行的内容）
---
scanner = btle.Scanner()

import requests
def line_message(text):
    url    = "https://notify-api.line.me/api/notify"
    token  = "xxx"
    headers= {"Authorization":"Bearer "+token,
            "Content-Type":"application/x-www-form-urlencoded"}
    payload = {"message":text,
            "stickerPackageId":2,
            "stickerId":513}
    r = requests.post(url ,headers = headers ,params=payload)

while True:

---
                    print(step_text)

                    if cur_cnt > 10:
                        comp_text = str(cur_cnt)+"歩あるいたよ！"
                        if cur_cnt%20 == 0:
                            line_message(comp_text)

                sensors['Battery Level'] = payval(30)
---

 

这次我为了便于测试，设置为每20步发送一条文本。现在，让我们像“sudo python3 ble_steps_line.py”一样运行这个程序，请走动或摇动SensorMedal，试试看能否正常测量步数。

 

如下图所示，文本应该会发送到指定的LINE聊天室中（我也一并发送了表情图，这个您可以根据自己的喜好添加）。

 

3. 总结

本文是第二部分，我们开始实际制作这款用来解决运动不足问题的健康管理设备。由于可以很容易地从SensorMedal中的加速度传感器获取步数，因此我使用通用数值计算并显示了移动距离和卡路里消耗量。另外，为了提高运动积极性，我们还将结果发送到了LINE。

怎么样？把这个SensorMedal放在衣兜里，即使您在家中，也可以有意识地运动，是不是很不错？

在第三部分中，我们将使用脉搏传感器来测量日常生活和运动过程中的心率。