Raspberry Pi долбооруна Custom Alexa Control кошуу: 5 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Бул долбоор Amazon Echo түзмөктөрү аркылуу үн көзөмөлдөөнү кошууну каалаган Python колдонуучу Raspberry Pi долбоору бар ар бир адамга арналган. Тажрыйбалуу программист болуунун кажети жок, бирок буйрук сабын колдонуп, болгон кодду керектөөлөрүңүзгө ылайыкташтырып ыңгайлуу болушуңуз керек.

Мен адегенде менин Raspberry Pi'мди чайнек менен сууну белгилүү бир температурага чейин жылытуу үчүн Alexa менен үн менен башкарууга мүмкүнчүлүк берүү үчүн долбоор түздүм. Мен каалаган өз ара аракеттенүү абдан жөнөкөй болгону менен (Alexa'дан Raspberry Piге бир номерди өткөрүп берүү), ошол окуу куралдарынан ошол абалга жетүү үчүн көп эмгек талап кылынган. Мен бул окуу куралы башкалар үчүн мүмкүн болушунча тезирээк кылат деп үмүттөнөм.

Менин мисалда мен Raspbian менен Raspberry Pi Zero W менен баштайм. Менин Piде SPI дисплейине текст жазууга жөндөмдүү Python3 программасы бар жана мен окуган термометрдин зонду бар. Сиз үчүн бул программа дээрлик бардык нерсе болушу мүмкүн, бирок идея сизде Alexa аркылуу окууну каалаган кээ бир киргизүү түзмөктөрү жана/же Alexa аркылуу башкаргыңыз келген кээ бир чыгаруу түзүлүштөрү болушу мүмкүн.

Максат - жогоруда сүрөттөлгөн сыяктуу негизги программадан менин Эхо менен оңой башкара турган түзүлүшкө өтүү. Сизде бул жабдык бар деп ойлосок, бул долбоор сизге эч кандай акча коротпошу керек. Акыр -аягы, сиз төмөнкүдөй нерселерди айта турган чекке жетесиз:

Мен: "Alexa, менин гаджетимден сенсор 1деги температураны текшерүүсүн сура."

Alexaнын жообу: "Зонд 72.31 градусту окуйт."

же

Мен: "Alexa, гаджетиме айт, Джордж Вашингтон"

Жооп: Менин Raspberry Pi менен байланышкан дисплейде азыр "Джордж Вашингтон"

Кийинки бөлүмдө мен бул ишти жасаш үчүн көшөгөнүн артында эмне болушу керектигин сүрөттөйм. Эгер сиз муну сиздин долбооруңузда иштетүүнү кааласаңыз жана анын кандай иштээрине көңүл бурбасаңыз, аны өткөрүп жиберүүдөн тартынбаңыз (бирок бир нерсе туура эмес болуп калса, бул кыйыныраак болушу мүмкүн).

1 -кадам: Фон

Бул сүрөттө (кредит: https://developer.amazon.com/en-US/docs/alexa/alex… биз Alexa гаджеттеринин жалпы архитектурасын көрө алабыз.

Эхо түзмөгүңүзгө бир нерсе айтканыңызда, ал аудиону Alexa Cloudга жөнөтөт, ал жерде иштетилет жана сизге жооп берүү үчүн жооп пайда болот. Аба ырайы кандай экенин сурасаңыз, бул экөө байланышта. Эми сиз Raspberry Piдеги чакан долбоорлоруңуздун бирине үн көзөмөлдөөнү кошкуңуз келет дейли. Борттогу бардык нерсени кайра иштетүү үчүн олуттуу аппараттык жабдуулар жана иштерди жөнгө салуу үчүн өтө татаал код базасы талап кылынат. Жакшыраак чечим - бул татаал сүйлөө моделдерин башкарууда абдан мыкты болгон Alexa Булутун колдонуу. Alexa гаджеттери муну жакшы жол менен камсыз кылат.

Alexa гаджети Bluetooth аркылуу Echo түзмөгү менен байланышат. Бул байланыш түзүлгөндөн кийин, экөө UTF-8 коддоону колдонуп, бири-бирине билдирүүлөрдү жөнөтүшөт. Эхо бир нерсени гаджетке өткөрүп бергенде, ал директива деп аталат. Башка багыт окуя деп аталат. Мунун баарына так кирүүдөн мурун, биз дагы бир негизги элементти киргизишибиз керек: колдонуучунун Alexa Skills.

Alexa иштеп чыгуучуларга бардык Echo түзмөктөрүндө колдонуу үчүн өз ара аракеттенүү жана жүрүм -турумун иштеп чыгууга мүмкүндүк берген жеке көндүмдөрдү түзүүгө мүмкүнчүлүк берет. Мисалы, иштеп чыгуучу сизге АКШнын эки аэропортунун ортосундагы аралыкты айтуу үчүн атайын көндүмдөрдү жаратышы мүмкүн. Колдонуучу мындай деп айтат: "Alexa, менин ыңгайлаштырылган аралык эсептегичимден LAX менен JFKнын ортосундагы аралык кандай экенин сура" жана ал "2475 миль" менен жооп бере алат. Муну кантип жасайт? Иштеп чыгуучу ыңгайлаштырылган чеберчиликке ээ болгондо, алар "уячаларды" камтыган "үлгүлүү сөздөр" менен "салт ниети" деп аталган нерсени аныкташат. Мисалы, бул жөндөмдө менде "calc_dist" эки чекиттин ортосундагы аралыкты эсептөө ниети болушу мүмкүн. Мисал катары "{slot1} менен {slot2} ортосундагы аралык" же "{slot1} менен {slot2} ортосунда канча аралыкта" "болмокчу" деп айтууга болот. Кашаада көрсөтүлгөн уячалардын белгилүү түрлөрү бар. Бул учурда, бул типтер LAX, JFK, BOS, ATL сыяктуу аэропорт коддору болмок. Колдонуучу ыңгайлаштырылган чеберчиликти сураганда, Alexa Cloud колдонуучунун айткандарын берилген үлгүдөгү сөздөрдү колдонуп, колдонуучунун ниети менен дал келтирүүгө аракет кылат жана бул суроо үчүн жарактуу слоттун баалуулуктарын табууга аракет кылат. Бул мисалда, колдонуучу "calc_dist" ниетин каалаганын жана slot1 LAX, slot2 JFK экенин табат. Бул учурда, Alexa Cloud иштеп чыгуучунун өз кодуна ишин өткөрүп берет. Негизинен, бул иштеп чыгуучуларга башка деталдардын арасында кандай ниети бар экенин жана бардык слоттун баалуулуктары кандай болгонун айтат.

Иштеп чыгуучу алардын коду кайда жашаарын өзү чечет, бирок эң популярдуу вариант - AWS Lambda функциясын колдонуу. Эгер бул эмне экенин билбесеңиз, анда бул каалаган убакта иштетиле турган кодду жүктөөгө мүмкүндүк берген кызмат, андан кийин сизден кодуңуз иштей турган убакыт үчүн гана акы алат. Эгерде биз өз мисалыбызды улантсак, анда иштеп чыгуучунун коду Python функциясы болушу мүмкүн, ал аэропорттун эки кодун алат, алардын жайгашкан жерлерин издейт, аралыктарды эсептейт, андан кийин колдонуучуга бир нерсе айтуу үчүн Alexa Cloudго жооп жөнөтөт. Андан кийин Alexa Cloud бул сүйлөө маалыматын колдонуучунун түзмөгүнө кайра жөнөтөт жана алар жооп алмак.

Эми биз гаджетке кайта алабыз. Биз атайын гаджеттер менен иштөө үчүн ылайыкталган көндүмдөрдү түзө алабыз. Иштеп чыгуучу туташкан гаджетке директива жөнөтө турган жөндөмдү жаза алат. Бул директивада колдонула турган пайдалуу жүк бар, бирок ал гаджет үчүн керек. Бул жөндөм ошондой эле директиваны жөнөтүп, андан кийин гаджеттен болгон окуяны угуп, жөндөм коду гаджеттен жөнөтүлгөн маалыматка кире алат.

Бул агымды орнотуу абдан күчтүү инструментти түзүүгө мүмкүндүк берет, анткени арзан гаджеттер булуттагы код менен баарлашуу мүмкүнчүлүгүнө ээ жана үн буйруктарына жооп бере алат.

Белгилей кетүүчү нерсе, көпчүлүк көндүмдөр алар менен өз ара аракеттенүүнүн ар кандай жолдорун берет. Мисалы, колдонуучу "Alexa, LAX менен JFKнин ортосундагы аралык кандай экенин менин жеке аралык эсептегичимден сура" деп айтуу менен түз эле секирип кетиши мүмкүн (же бир эле жолу чакыруу деп аталат) же жөн эле ишке киргизүү ниетин колдонушу мүмкүн: "Alexa, менин ыңгайлаштырылган аралыкты эсептегичти ачыңыз ". Бул акыркы мисал, адатта, Alexa көбүрөөк маалымат алуу үчүн сурам менен жооп берет. Бул окуу куралы экинчисине колдоо көрсөтүүнү атайылап жокко чыгарат. Тагыраак айтканда, Lambda функциясын өзгөртпөстөн, сиз чеберчиликти бир гана жолу чакыруу менен колдоно аласыз. Бул дизайн тандоосу моделдин жөнөкөй болушуна мүмкүндүк берет (ишке киргизүү максатын же сүйлөшүү агымын колдоонун кажети жок), жана мен адатта гаджеттерим менен бир ок атуучу чакырууларды колдонуу менен баарлашкым келет, анткени алар тезирээк.

2 -кадам: Гаджетти Alexa Voice Service Developer Consoleго каттаңыз

Төмөндө керектүү кадамдардын сүрөттөлүшү келтирилген. Мен бул кадамдардын баарын кантип жасоону көрсөткөн эквиваленттүү видеону жараттым. Бул кадамды аягына чыгаруу үчүн сиз же экөөнү тең колдоно аласыз.

1. Https://developer.amazon.com/alexa/console/avs/hom… өтүңүз
2. Эгерде сизде акысыз эсеп жок болсо, аны жасаңыз
3. "Продуктыларды" чыкылдатыңыз
4. Энбелгилерди толтуруп, "Alexa гаджетин" тандаңыз
5. Калган талаалар үчүн каалаган нерсеңизди толтуруңуз
6. Бүтүрүү баскычын басыңыз

3 -кадам: AWS Lambda Function жана Custom Skill түзүңүз

Alexa Skills Kit Developer Consoleдо жөндөмдүүлүктү түзүңүз

Бул окуу куралынын кодун бул жерден тапса болот

Бул кадамды бүтүрүүдөн мурун, бул жерде үйрөткүчтө көрсөтүлгөндөй AWS Lambda функциясы үчүн жайылтуу пакетин камтыган.zip файлын түзүшүңүз керек болот.

1. Githubдан "lambda_function.py" жана "талаптар.txt" камтыган "lambda" папкасын жүктөп алыңыз
2. Терминалды ачыңыз жана учурдагы каталогду ушул папкага алмаштырыңыз.
3. Төмөнкү ырааттуулукту иштетиңиз:

пип орнотуу -r талаптар.txt -t skill_env

cp lambda_function.py skill_env cd skill_env zip -r../../skill-code.zip

Сиздин.zip файлы азыр lambda папкасы болгон каталогдо жайгашат жана "skill-code.zip" деп аталат.

AWSте хостингдин баасы жөнүндө эскертүү: Бул окуу куралы сизде AWS каттоо эсеби болушу керек (түзүүгө бекер). Lambda функциялары акчаны талап кылат, бирок алардын азыркы Вирджиния чөлкөмүндөгү баасы 128 МБ эс тутуму менен 100 мс колдонууга 0,000000208 доллар. Маалымат үчүн, менин чеберчилигимдин ар бир чакырылышы бул яруста 800мге жакын колдонууну билдирет. $ 1.00USD эсебин чогултуу үчүн, сиз бул функцияны болжол менен 600 000 жолу чакырышыңыз керек болчу, эгерде (эгер сизге бир чакыруу үчүн 5 секунд керек болсо), сизди 34 күн тынымсыз чалууга туура келет. Чеберчилигиңизди жарыя кылмайынча жана көптөгөн адамдар колдоно баштабаса, нарк олуттуу маселе болбошу керек. Эгерде сиз AWS боюнча эсептерди алуудан тынчсызданып жатсаңыз, эгерде колдонуу белгиленген чектен өтсө, сизге эскертүүчү колдонуу сигналдарын коюуну карап көрүңүз.

Төмөндө керектүү кадамдардын сүрөттөмөсү келтирилген. Мен бул кадамдардын баарын кантип жасоону көрсөткөн эквиваленттүү видеону жараттым. Бул кадамды аягына чыгаруу үчүн, же экөөнү тең колдонсоңуз болот.

1. Https://aws.amazon.com/ дарегине өтүңүз жана консолго кириңиз же болбосо, акысыз каттоо эсебин түзүңүз
2. Кызматтар астында Lambda издеп жана чыкылдатыңыз
3. "Функцияны түзүү" баскычын чыкылдатыңыз
4. "Авторду нөлдөн" тандап, ага ат коюп, иштөө убактысы үчүн акыркы Python 3 версиясын тандаңыз
5. "Түзөтүү кодун киргизүүнү" ".zip файлын жүктөө" деп өзгөртүп, жогоруда түзүлгөн.zip файлын тандаңыз
6. Жаңы терезеде https://developer.amazon.com/alexa/console/ask дарегине өтүңүз жана кириңиз
7. "Чеберчиликти жаратуу" дегенди басыңыз
8. Аны белгилеп, "Ыңгайлаштырылган" моделди жана "Өзүңүздүн камсыздоону" тандап, "Чеберчиликти түзүү" баскычын чыкылдатыңыз.
9. "Сырттан баштоону" чыкылдатыңыз жана "Тандоону" чыкылдатыңыз.
10. "Ниеттердин" астынан "Кошуу" баскычын чыкылдатыңыз
11. "Alexa_to_pi" деп аталган ыңгайлаштырылган ниетиңизди түзүңүз жана "жазуу {person}" сөзүнүн үлгүсү катары толтуруңуз
12. "AMAZON. Person" түрүндөгү "адам" деп аталган ниет оюгуңузду түзүңүз.
13. "Pi_to_alexa" деп аталган жеке ниетиңизди түзүңүз жана "сенсордон температураны текшерүү {sensor_num}" толтуруңуз
14. "AMAZON. NUMBER" түрү менен "sensor_num" деп аталган ниет оюгуңузду түзүңүз
15. Интерфейстердин астынан "Ыңгайлаштырылган интерфейс контроллерин" күйгүзүңүз
16. Endpoint астында "AWS Lambda ARN" тандап, "Сиздин жөндөм IDңизди" көчүрүңүз
17. AWS консолуна кайтыңыз
18. "Триггер кошууну" чыкылдатыңыз
19. "Alexa Skills Kit" тандап, Skill ID текшерүүсүнүн астындагы "Enable" дегенди текшериңиз, жаңы эле көчүрүлгөн Skill ID'ңизди чаптаңыз жана кошууну басыңыз.
20. Lambda ARNди жогорку оң бурчка көчүрүңүз
21. Alexa Developer Consoleго кайтыңыз жана Lambda ARN'ни "Демейки аймак" талаасына чаптаңыз
22. Чакыруунун астындагы Көндүм чакыруунун атын "менин гаджетим" деп коюңуз
23. "Моделди сактоо" баскычын чыкылдатыңыз, андан кийин "Модель түзүү"
24. Жогорку өтмөктөрдөгү "Сыноо" баскычын чыкылдатып, "Өчүрүү" ден "Өнүгүү" ге селекторду алмаштырыңыз.
25. Lambda функциясынын журналдары AWSтеги "CloudWatch" кызматында бар экенин эске алыңыз.

4 -кадам: кодду Raspberry Piге орнотуңуз

Сиздин Raspberry Pi Alexa түзмөгү менен байланышуусу үчүн, башка бир нече файлдан тышкары, Bluetooth аркылуу маалыматты өткөрүп берүү жана бул байланышты сактоо үчүн кандайдыр бир код керек. Амазонкадан эң заманбап файлдарды баштоонун эң оңой жолу-бул алардын Raspberry Pi Gadgets кампасын клондоштуруу. Учурдагы долбооруңуздун директориясына өтүңүз жана иштетиңиз

git клону

Бул алардын репозиторийине бардык керектүү коддорду Пиңизге жүктөйт. Бул Alexa гаджеттеринин кээ бир мүмкүнчүлүктөрүн көрсөткөн кээ бир долбоорлорго ээ. Көбүрөөк маалымат алгыңыз келсе, алардын Github баракчасындагы окуу текстин караңыз.

Баарын конфигурациялоо үчүн алардын орнотуу функциясын иштетиңиз.

cd/home/pi/Alexa-Gadgets-Raspberry-Pi-Samples

sudo python3 launch.py -орнотуу

Гаджеттин грамоталарын колдонуу менен конфигурациялоону каалайсызбы деген суроого, көрсөтмөлөрдү аткарыңыз жана "y" деп жооп бериңиз. Гаджетиңизди иштеп чыгуучунун консолуна орнотуудан Amazon ID жана Gadget Secretти эстеп көрүңүз, анткени ал бул жерде суралат. Мен Raspberry Pi Zero W. үчүн "bt" берүү режимин тандадым. BLE эски Echo түзмөктөрүнүн баарында колдоого алынбайт, бирок сиз өзүңүздүн жабдууларыңыз эмнеге жөндөмдүү экенин издей аласыз. Эгерде сиз Пиңизди Desktop режиминде колдонуп жатсаңыз, Amazon жогорку оң жактагы bluetooth сөлөкөтүн оң баскыч менен чыкылдатууну жана туташуу көйгөйлөрүн болтурбоо үчүн "Bluetooth" панелинен "чыкылдатууну" сунуштайт.

Эскертүү: бул кадам орнотулушу керек болгон нерсеге жараша бир аз убакыт алышы мүмкүн.

Эми сиз долбооруңузга кайтып келип, Эхо менен байланышууга мүмкүнчүлүк берүүчү функцияларды кошо баштоо үчүн бардык керектүү колдоо файлдарына ээ болосуз.

Эгер сиз тандасаңыз, "Alexa-Gadgets-Raspberry-Pi-Samples/src" ичиндеги "мисалдар" папкасын өчүрө аласыз.

Сиз каалаган жерде өзүңүздүн долбооруңуздун кодун ала аласыз, бирок мен аны үй каталогуна папка кылам, башкача айтканда, менин Githubымдагы коду бар папканы жүктөп алсаңыз болот.ini файлдарын төмөндө сүрөттөлгөндөй эле түзөтүңүз.

cd /home /pi

mkdir my_project cd my_project тийүү my_gadget.py тийүү my_gadget.ini

Мен азыр "my_project" деп аталган папкада эки файл түздүм.. Ini файлы маанилүү. Ал Amazon ID жана гаджет сырыңызда төмөнкүлөрдү камтыганына ишениңиз:

[GadgetSettings]

amazonId = INSERT_AMAZON_ID_HERE alexaGadgetSecret = INSERT_ALEXA_GADGET_SECRET_HERE [GadgetCapabilities] Custom. MyGadget = 1.0

Эми, майда -чүйдөсүнө чейин python файлын карап көрөлү:

json импорттоо

AlexaGadget импортунан

MyGadget классы (AlexaGadget):

def _init _ (өзүн):

супер ()._ баштапкы _ ()

def on_custom_mygadget_alexatopi (өз алдынча, көрсөтмө):

payload = json.loads (directive.payload.decode ("utf-8")) print ("Алынган маалыматтар:" + str (payload)) write_text (str (payload ['data'] ['person'] '' мааниси ']))

def on_custom_mygadget_pitoalexa (өз алдынча, көрсөтмө):

payload = json.loads (directive.payload.decode ("utf-8")) print ("Алынган маалыматтар:" + str (payload)) payload = {'data': "Иликтөө" + str (get_temp (payload) ['data'] ['sensor_num'] ['value']))) + "градус."} self.send_custom_event ('Custom. MyGadget', 'PiToAlexa', пайдалуу жүк) MyGadget (). main ()

Алгач сиз анын эки функцияны чакырарын байкайсыз: write_text () жана get_temp (). Менин кодумда мен бул функцияларды бир эле файлда аныктайм, бирок алар менин жабдыктарыма көз каранды, ошондуктан мен аларды өткөрүп жиберүүнү чечтим. Мен бул файлды так кодду иштеткиңиз келсе, жасалма маалыматтарды басып чыгаруу жана кайтаруу үчүн аныкталган функциялары менен тиркеп койдум. Долбооруңуз менен иштөө үчүн аны өзгөртүүдөн мурун так код менен тестирлөөнү сунуштайт элем. Мен дагы.ini файлын тиркеп койгом, бирок кирип, ID менен гаджет сырын өзгөрткөнүңүздү текшериңиз. Жогорку функция Alexaдан алынган маалыматтарды алат. Төмөнкү функция ошол эле форматта маалыматтарды алат, бирок Alexa түзмөгү өзүнүн жүктөмү менен бир окуяны өткөрүп берүү үчүн беш секунд күтөт. Бул пайдалуу жүк Alexa түзмөгү анын мазмунун сүйлөй тургандыгында өзгөчө.

Бул файлдар болгондон кийин, "my_project" папкасына өтүңүз жана python файлын иштетиңиз.

sudo өчүрүп күйгүзүү

cd/home/pi/my_project sudo python3./my_gadget.py

Бул программаны биринчи жолу иштетип жатсаңыз, аны Эхо түзмөгүңүзгө жупташтырышыңыз керек болот. Сиздин Эхо түзмөгүңүз Raspberry Pi жанында экенин тактаңыз, анткени биз Bluetooth байланышына уруксат беришибиз керек.

Мобилдик түзмөгүңүздөгү Alexa колдонмосунда, оң жактын төмөнкү бурчундагы "түзмөктөрдү" чыкылдатыңыз.

Сол жактагы "Echo & Alexa" чыкылдатыңыз.

Эхо түзмөгүңүздү басыңыз.

"Зымсыз" астында "Bluetooth түзмөктөрүн" таптаңыз.

"ЖАҢЫ ТҮЗМӨКТҮ ЖУБАЙЛЫ" баскычын таптап, гаджетиңизди тизмеден көрүңүз.

Гаджетиңизди басыңыз. Сиз ийгиликтүү жупташкан Pi отчетун көрүшүңүз керек.

Пиңиздин чыгарылышын көрүп жатып, Эхога үн буйругун берип көрүңүз:

Сиз: "Alexa, менин гаджетимден сенсордун биринен температураны текшерүүсүн суран"

Эгерде баары туура иштесе, сиз угушуңуз керек:

Эхо: "Зонд 120.505 градусту окуйт."

Сиз: "Alexa, менин гаджетиме айт, Джордж Вашингтон."

Пи басып чыгарышы керек:

Алынган маалыматтар: {'маалыматтар': {'адам': {'аты': 'адам', 'баалуулук': 'Джордж Вашингтон', 'тастыктооСтатус': 'ЖОК'}}}

Джордж Вашингтон"

5 -кадам: Жыйынтыктоо

Бул жерде көрсөтүлгөн видео - бул гаджеттин мисалы, температураны окуу (F проектисинде С менен бирдей) жана жөнөкөй дисплейге аттарды жазуу.

Эми сизде бир нерсе иштеп жатат деп үмүттөнөбүз, сиз өзүңүздүн долбооруңузду жөндөмдүү кылуу үчүн муну жөндөп көрүшүңүз керек. Alexa Developer Consoleдо ниеттериңизди оңой оңдой алаарыңызды жана сиз колдонгон бардык слоттор Пиңизге пайдалуу жүктөмдө берилерин унутпаңыз. Мындан тышкары, сиз Alexaга Raspberry Pi кодуңуздан өткөрүп берген жүктөмүңүздү жөндөө менен каалаган нерсеңизди айта аласыз.

Бул окуу куралы Alexa гаджети менен каалаган мүмкүнчүлүктөрүңүздүн акыркы чечими болбогонун эске алыңыз. Alexa менен гаджеттин ортосунда маалыматтарды ар бир багытта өткөрүү үчүн сизге эки жөнөкөй функцияны берүү атайылап чектелген. Эгерде сиз өз ара аракеттенүүнүн татаал моделдерин түзүүнү кааласаңыз, мен сизди https://github.com/alexa/Alexa-Gadgets-Raspberry-P… дарегиндеги readme файлдарынын бардыгын окуп чыгууга жана алар берген мисалдардын бардыгын сынап көрүүгө чакырат элем.. Мен ошондой эле Alexa Gadgets Toolkit жана Alexa Skills Kit үчүн документтерди окуп чыгууну сунуштайт элем.