WFduino第31課JSON格式資料運用

由 roc · 2016-12-09

開放資料 (英語：Open data) 指的是一種經過挑選與許可的資料，這些資料不受著作權、專利權，以及其他管理機制所限制，可以開放給社會公眾，任何人都可以自由出版使用，不論是要拿來出版或是做其他的運用都不加以限制。(註1)

政府資訊公開法(註2)有政府資訊公開的相關規定，行政院及各縣市政府也都有相關資料公開網站。(註3)

這些開放的資料很多都是使用JSON格式(註4)，因此使用時需要一點點技巧。

WFduino使用了幾個積木，幫助學生可以簡單的解讀這些資料。

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積木說明

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填上將要讀取資料的來源網站網址(副檔名為.json)

JSON資料檔一般都有很多筆資料，每一筆資料裡面有很多不同的欄位存放不同的資料。

填入要讀取第幾筆資料，和要讀取的欄位名稱，執行時就會去找到該筆資料

然後就可以顯示該筆資料內容

可以顯示這個JSON資料檔總共有幾筆資料。

注意：

1.因為網路讀取資料，會因網路品質影響讀取速度，請加[等待…秒]，讓資料能順利讀取。

2.因為scratch積木限制，欄位名稱[content]無法直接輸入，請新增變數，再使用設定變數為欄位名稱的方式，填上變數。或是用清單列表。

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高雄捷運站列車到站廣播系統(資料來源已經不存在)

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讀取高捷左營站的列車到站時間資料，顯示資料並說出下一班列車到站時間。

1.高雄捷運動態資料下載，請點選[https://data.kaohsiung.gov.tw/opendata/DetailList_Mrt.aspx]，選擇站點，按下載

2.將JSON檔網址複製下來，左營站的網址是：[https://data.kaohsiung.gov.tw/opendata/MrtJsonGet.aspx?site=115]

3.啟動WFduino

4.[雲端積木]前面的方框打勾

5.設計程式

程式說明：

1.主畫面

2.主程式：

1.設定讀取的json檔欄位為[arrival]

2.重複讀取、顯示、廣播到站資料。

3.[說zh這裡是高雄捷運左營站]，說出站名

4.[雲端資料JSON從(https://data.kaohsiung.gov.tw/opendata/MrtJsonGet.aspx?site=115)取得]，設定要讀取高捷左營站的資料，前面先取得網址。

5.[讀取第1筆欄位(MRT)的雲端資料]，讀取json檔第1筆資料中欄位為[arrival]的資料。這裡是指[往南岡山]下一班列車到站時間。

6.[等待5秒]，確定網路資料傳輸

7.[說zh………]，說出[往南岡山]下一班列車到站時間。

8.讀取第2筆往小港的資料並說出。

程式下載：高捷.sb2

參考資料：蔣天華老師講義

延伸：

1.當到站時，廣播的台詞應該要不同，請修改。

2.配合 [新DiFi第21課OLED(有機發光二極體) ]或[WFduino第33課液晶顯示器(LCD)]或[新DiFi第19課液晶顯示器(LCD)]，可以在OLED或LCD上顯示到站資訊。

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空氣品質指標(AQI)自動警報系統

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1.啟動WFduino

2.[雲端積木]前面的方框打勾

3.到 (行政院環境保護署－空氣品質監測網) 點連結 http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/AqiMap.aspx ，查離學校最近的測站名稱，記下來。

4.點右邊連結 [ AQI.sb2 ] (868-3737848.sb2)下載程式，開啟。

5.點右上角[綠旗]，輸入[測站名稱]，按[Enter]

6.自動顯示現在的AQI值及警示畫面。

PS：測站名稱前的1閃爍表示正在搜尋資料，請稍後。

程式說明：

A、舞台：

用不同顏色來表示空氣品質

B、主程式：

1.先提問[測站名稱]，將答案(測站名稱)存入列表備用。

2.到環保署公開資料庫(註5)，讀取json資料。

3.先計算要讀的測站是第幾筆資料。

4.讀取測站的AQI值，並加上時間記錄在硬碟中。(註6)

5.依據AQI值，判斷要顯示(說)哪一種警告畫面及背景。(註7)
請自行發揮創意設計。

6.修改程式下面的等待時間可以改變讀取更新的時間。

也可以再加上設定，當空氣品質不好超標時，自動在line群組發出警示訊息，通知全校(群組)老師。

請參考：
WFduino第29課家電也會和你line
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/675501

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PM2.5自動警報系統

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1.啟動WFduino

2.[雲端積木]前面的方框打勾

3.到 (行政院環境保護署－空氣品質監測網) 點連結 http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/AqiMap.aspx ，查離學校最近的測站名稱，記下來。

4.點右邊連結 [ PM2.5.sb2 ] (https://2blog.ilc.edu.tw/wp-content/uploads/sites/268/868/868-3740572.sb2)下載程式，開啟。

5.點右上角[綠旗]，輸入[測站名稱]，按[Enter]

6.自動顯示現在的PM2.5值及警示畫面。

程式說明：

A、舞台：

用不同顏色來表示PM2.5濃度

B、主程式：

1.先提問[測站名稱]，將答案(測站名稱)存入列表備用。

2.到環保署公開資料庫(註5)，讀取json資料。

3.先計算要讀的測站是第幾筆資料。

4.讀取測站的PM2.5值，並加上時間記錄在硬碟中。(註6)

5.依據PM2.5值，判斷要顯示(說)哪一種警告畫面及背景。(註7)
請自行發揮創意設計。

6.修改程式下面的等待時間可以改變讀取更新的時間。

也可以再加上設定，當空氣品質不好超標時，自動在line群組發出警示訊息，通知全校(群組)老師。

請參考：
WFduino第29課家電也會和你line
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/675501

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顯示所有空氣品質監測資料

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1.啟動WFduino

2.[雲端積木]前面的方框打勾

3.到 (行政院環境保護署－空氣品質監測網) 點連結 http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/AqiMap.aspx ，查離學校最近的測站名稱，記下來。

4.點右邊連結 [ 空氣品質監測資料(修改).sb2 ] (https://2blog.ilc.edu.tw/wp-content/uploads/sites/268/868/868-3740629.sb2)下載程式，開啟。

5.點右上角[綠旗]，輸入[測站名稱]，按[Enter]

6.自動顯示現在的空氣品質監測值。

程式說明：

1.先提問[測站名稱]，將答案(測站名稱)存入列表備用。

2.到環保署公開資料庫(註5)，讀取json資料。

3.先計算要讀的測站是第幾筆資料。

4.製作一個[監測值名稱]的清單，將要讀取的監測值名稱依序填入。

4.依序讀取測站的各項監測值，並加上時間記錄在硬碟中。(註6)

5.修改程式下面的等待時間可以改變讀取更新的時間。

注意：資料寫入清單請加上等待時間，避免寫入錯誤。

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儲存資料再利用(google試算表轉換成JSON格式)

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1.將上面儲存的[air.txt]檔案，存到google雲端硬碟變成google試算表。

請參考WFduino第二十六課資料存取(http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/657968)

再到第一列上面插入一列空白列，將各欄位名稱填上去。

2.點[檔案]，[發佈到網路]

3.點[發佈]，[確定]。將google試算表發佈出去。

4.將試算表網址中的[代碼]複製下來(/d/……………./edit#gid)，/d/後面到/edit#之間的字，例如：

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1U23565222bbv0TZRGotfHVI/edit#gid=2096

5.將[代碼]貼在下面網址中間，

https://spreadsheets.google.com/feeds/list/[代碼]/1/public/values?alt=json

例如：https://spreadsheets.google.com/feeds/list/1U23565222bbv0TZRGotfHVI/1/public/values?alt=json

就完成google試算表的JSON格式了。

6.將上面網址貼在瀏覽器就可以看到google試算表的JSON檔

7.程式運用

取用資料時，讀取積木上的欄位名稱要記得是 [ gsx$+google試算表的欄位名稱 ]

例如：google試算表的欄位名稱為[time]，積木上的欄位名稱要變成[gsx$time]，要小寫喔

檔案下載：google試算表轉換成JSON.sb2

檔案網址請修改成您的網址才能正確顯示喔！

延伸：

google表單收集的資料，可以製作google試算表，也可以轉成JSON格式，讓scratch使用。

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延伸：

1.中研院PM2.5 開放資料入口網站

https://pm25.lass-net.org/zh_tw/

JSON 格式 API（更新頻率：每 5 分鐘）

空氣盒子的PM2.5開放資料網址如下：

https://pm25.lass-net.org/data/last-all-airbox.json

請寫程式將您家附近測站的PM2.5資料抓下使用。

2.南投地區PM2.5開放資料網址如下：

http://www.airq.org.tw/Home/AboutData_ZH

JSON 格式 API（更新頻率：每 10分鐘）

http://www.airq.org.tw/Home/realtime10m

請寫程式將您家附近測站的PM2.5資料抓下使用。

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註1：
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%96%8B%E6%94%BE%E8%B3%87%E6%96%99

註2：政府資訊公開法
http://law.moj.gov.tw/LawClass/LawAll.aspx?PCode=I0020026

註3：政府資料開放平臺 http://data.gov.tw/

政府資料開放平臺，是中華民國政府根據《政府資訊公開法》規定，採開放資料的精神，所建立的一個跨部門計畫。

該計畫目前採取了CSV、XML、JSON、OLAP、TXT等格式提供資料集，任何人（包括企業）在其使用規範內，可以利用該平臺所提供的開放資料自由運用（包括重製、改作、公開傳輸、產生衍生物等）。

註4：
https://zh.wikipedia.org/wiki/JSON#WEB.E5.BC.80.E5.8F.91
JSON（JavaScript Object Notation）是一種由道格拉斯·克羅克福特構想設計、輕量級的資料交換語言，以文字為基礎，且易於讓人閱讀。儘管JSON是Javascript的一個子集，但JSON是獨立於語言的文字格式，並且採用了類似於C語言家族的一些習慣。

JSON原始檔格式不容易判讀，可以利用線上編輯器整理，讓資料更容易觀看。

點 http://json2table.com/ 開啟轉換網頁

將原來的JSON網頁內容，全選複製後貼上這個網頁的最左邊那一欄。

然後點上面的 [ > ]

再點上面的 [ Table ]或 [Tree]，就可以看到比較整齊的列表。

註5：OpenData.epa 行政院環境保護署環境資源資料開放平台
http://opendata.epa.gov.tw/
空氣品質指標(AQI)資料說明
http://opendata.epa.gov.tw/Data/Details/AQI/?show=all

主要欄位說明

測站名稱(SiteName)、縣市(County)、空氣品質指標(AQI)、空氣污染指標物(Pollutant)、狀態(Status)、二氧化硫(ppb)(SO2)、一氧化碳(ppm)(CO)、一氧化碳8小時移動平均(ppb)(CO_8hr)、臭氧(ppb)(O3)、臭氧8小時移動平均(ppb)(O3_8hr)、懸浮微粒(μg/m3)(PM10)、細懸浮微粒(μg/m3)(PM2.5)、二氧化氮(ppb)(NO2)、氮氧化物(ppb)(NOx)、一氧化氮(ppb)(NO)、風速(m/sec)(WindSpeed)、風向(degrees)(WindDirec)、資料建置日期(DataCreationDate)、懸浮微粒移動平均值(μg/m3)(PM10_AVG)、細懸浮微粒移動平均值(μg/m3)(PM2.5_AVG)

空氣品質指標(AQI)資料
http://opendata2.epa.gov.tw/AQI.json

註6：資料存取應用請參考：
WFduino第二十六課資料存取

http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/657968

註7：
http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/b0201.html
空氣品質指標(AQI)與健康影響，空氣品質指標(AQI)與活動建議

註8：

http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/b0201.aspx
空氣品質指標為依據監測資料將當日空氣中臭氧(O3)、細懸浮微粒(PM2.5)、懸浮微粒(PM10)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)及二氧化氮(NO2)濃度等數值，以其對人體健康的影響程度，分別換算出不同污染物之副指標值，再以當日各副指標之最大值為該測站當日之空氣品質指標值(AQI)。

http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/b0202.aspx
細懸浮微粒（ PM2.5 ）
PM2.5係指微粒氣動粒徑小於2.5微米，單位以微克／立方公尺表示之，由於PM2.5較PM10更容易深入人體肺部，對健康影響更大，若細微粒又附著其他污染物，將更加深呼吸系統之危害。
懸浮微粒（ PM10 ）
係指粒徑在10微米以下之粒子，又稱浮游塵。主要來源包括道路揚塵、車輛排放廢氣、露天燃燒、營建施工及農地耕作等，或由原生性空氣污染物轉化成之二次污染物，由於粒徑小於10微米以下，能深入人體肺部深處，如該粒子附著其他污染物，則將加深對呼吸系統之危害。
二氧化硫（ SO2 ）
除自然界產生外，一般為燃料中硫份燃燒與空氣中之氧結合者，為一具刺激臭味之無色氣體，易溶於水，與水反應為亞硫酸；於空氣中可氧化成亞硫酸，為引起酸雨的主要物質之一。
氮氧化物（ NOx ）
氮氧化物主要包括一氧化氮（NO）及二氧化氮（NO2），其生成原因係來自燃燒過程中，空氣中氮或燃料中氮化物氧化而成，一氧化氮為無色無味氣體，稍溶於水，燃燒過程生成之氮氧化物以一氧化氮為主要成份，光化學反應中可反應成二氧化氮。
二氧化氮為具刺激味道之赤褐色氣體，易溶於水，與水反應為亞硝酸及硝酸；參與光化學反應，吸收陽光後分解成一氧化氮及氧，在空氣中可氧化成硝酸鹽，亦是造成雨水酸化原因之一。
一氧化碳（ CO ）
除森林火災、甲烷氧化及生物活動等自然現象產生外，主要來自石化等燃料之不完全燃燒產生，無色無味，比空氣輕，由於一氧化碳對血紅素的親和力比氧氣大得多，因此，可能造成人體及動物血液和組織中氧氣過低，而產生中毒現象。
臭氧（ O3 ）
係一種由氮氧化物、反應性碳氫化合物及日光照射後產生之二次汙染物。具強氧化力，對呼吸系統具刺激性，能引起咳嗽、氣喘、頭痛、疲倦及肺部之傷害，特別是對小孩、老人、病人或戶外運動者有較大影響，同時對於植物，包括農作物有不良影響，對於人造材料，諸如橡膠（輪胎等）及油漆等，均能造成危害。

http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/b0203.aspx
即時空氣品質指標(AQI)計算方式如下：
各測項即時濃度依下列公式計算後，再對應下表得出O₃、PM_2.5、PM₁₀、CO、SO₂、 NO₂等6個測項之即時副指標值，再取出其中最大值為即時空氣品質指標，該最大值測項即為指標污染物：

O_3,8hr	：	取最近連續8小時移動平均值 (例如今日上午10點發布的O₃的8小時濃度平均值，是取今日上午2點至上午9點監測數據的平均值。）
O₃	：	取即時濃度值
PM_2.5	：	0.5 × 前12小時平均 + 0.5 × 前4小時平均 (前4小時2筆有效，前12小時6筆有效）
PM₁₀	：	0.5 × 前12小時平均 + 0.5 × 前4小時平均 (前4小時2筆有效，前12小時6筆有效）
CO	：	取最近連續8小時移動平均值 (例如今日上午10點發布的CO的8小時濃度平均值，是取今日上午2點至上午9點監測數據的平均值。）
SO₂	：	取即時濃度值
SO_2,24hr	：	取最近連續24小時濃度平均值 (例如今日上午10點發布的SO₂的24小時濃度平均值，是取前1天上午10點至今日上午9點監測數據的平均值。）
NO₂	：	取即時濃度值

污染物濃度與即時副指標值對照表

一般以臭氧(O₃)8小時值計算各地區之空氣品質指標(AQI)。但部分地區以臭氧(O₃)小時值計算空氣品質指標(AQI)是更具有預警性，在此情況下，臭氧(O₃)8小時與臭氧(O₃)1小時之空氣品質指標(AQI)則皆計算之，取兩者之最大值作為空氣品質指標(AQI)。
空氣品質指標(AQI)301以上之指標值，是以臭氧(O₃)小時值計算之，不以臭氧(O₃)8小時值計算之。
空氣品質指標(AQI)200以上之指標值，是以二氧化硫(SO₂)24小時值計算之，不以二氧化硫(SO₂)小時值計算之。

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相關連結：

PM2.5環境監測超簡單(第二十四課)
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/652136

WFduino第二十六課資料存取
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/657968

空氣品質指標(AQI)自動警報系統(簡易版)
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/677018

空氣品質指標(AQI)自動警報系統(WFduino第30課)
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/677043

WFduino第29課家電也會和你line
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/675501

課程目錄
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/64143