Raspberry Pi loyihasiga maxsus Alexa boshqaruvini qo'shing: 5 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Bu loyiha Raspberry Pi loyihasiga ega bo'lgan, Python -dan foydalanadigan va Amazon Echo -ning mavjud qurilmalari orqali ovozli boshqaruvni qo'shmoqchi bo'lganlar uchun mo'ljallangan. Tajribali dasturchi bo'lish shart emas, lekin buyruq satridan foydalanish va mavjud kodni ehtiyojlaringizga moslashtirish qulay bo'lishi kerak.

Men dastlab loyihani boshladim, bu mening Raspberry Pi-ni Alexa bilan ovozli boshqarishga imkon beradi, shunda u choynakdagi suvni ma'lum bir haroratgacha qizdiradi. Garchi men xohlagan o'zaro ta'sir juda sodda bo'lsa ham (Alexa -dan Raspberry Pi -ga bitta raqamni uzatish), mavjud darsliklardan bu holatga o'tish uchun ko'p ish kerak edi. Umid qilamanki, bu darslik bu jarayonni boshqalar uchun imkon qadar tezroq qiladi.

Mening misolimda men Raspbian bilan Raspberry Pi Zero W dan boshlayman. Mening Pi -da SPI displeyiga matn yozishga qodir bo'lgan Python3 dasturi bor va men o'qiy oladigan termometr zondim bor. Siz uchun bu dastur deyarli hamma narsa bo'lishi mumkin, lekin sizda Alexa orqali o'qishni xohlagan kirish qurilmalari va/yoki Alexa yordamida boshqarishni istagan chiqish qurilmalari bo'lishi mumkin.

Maqsad, yuqorida tasvirlangan asosiy dasturdan, mening Echo -da osongina boshqariladigan qurilmaga o'tish. Agar sizda bu uskuna mavjud bo'lsa, bu loyiha sizga hech qanday pul sarflamasligi kerak. Oxir -oqibat, siz shunday so'zlarni aytishingiz mumkinki:

Men: "Alexa, gadjetimdan sensor 1 -dagi haroratni tekshirishini so'rang."

Alexaning javobi: "Tekshiruv 72,31 daraja o'qiydi".

yoki

Men: "Alexa, gadjetimga Jorj Vashingtonni yozishini ayt"

Javob: Mening Raspberry Pi -ga ulangan displeyda "Jorj Vashington" yozuvi bor

Keyingi bo'limda men bu ishni bajarish uchun sahna ortida nima bo'lishi kerakligini tasvirlab beraman. Agar siz buni loyihangiz ustida ishlashni xohlasangiz va uning qanday ishlashiga ahamiyat bermasangiz, uni o'tkazib yubormang (garchi biror narsa noto'g'ri ketsa, bu qiyin bo'lishi mumkin).

1 -qadam: Fon

Bu rasmda (kredit: https://developer.amazon.com/en-US/docs/alexa/alex… biz Alexa gadjetlarining umumiy arxitekturasini ko'rishimiz mumkin.

Echo qurilmangizga biror narsa aytganingizda, u ovozni Alexa Cloud -ga yuboradi, u erda u qayta ishlanadi va sizga javob berish uchun javob yaratiladi. Siz ob -havo qanday ekanligini so'raganingizda, aynan shu ikkalasi muloqotda. Tasavvur qiling, siz Raspberry Pi -dagi kichik loyihalaringizdan biriga ovozli boshqaruvni qo'shmoqchimisiz. Bortdagi hamma narsani qayta ishlash uchun muhim apparat va juda murakkab kod bazasi kerak bo'ladi. Eng yaxshi echim - bu juda murakkab va murakkab nutq modellarini boshqarishda juda yaxshi bo'lgan Alexa bulutidan foydalanish. Alexa gadjetlari sizga buni qilishning yaxshi usulini taqdim etadi.

Alexa gadjet bluetooth yordamida Echo qurilmasi bilan aloqa o'rnatadi. Ulanish o'rnatilgach, ikkalasi UTF-8 kodlash yordamida bir-birlariga xabar yuboradilar. Echo gadjetga biror narsani uzatganda, u direktiv deb ataladi. Boshqa yo'nalish voqea deb nomlanadi. Bularning aniq oqimiga kirishdan oldin, biz yana bir muhim elementni kiritishimiz kerak: maxsus Alexa Skills.

Alexa ishlab chiquvchilarga o'z shaxsiy ko'nikmalarini yaratishga imkon beradi, bu esa ularga Echo -ning barcha qurilmalarida foydalanish uchun o'zlarining o'zaro ta'siri va xatti -harakatlarini yaratishga imkon beradi. Masalan, ishlab chiquvchi sizga AQShdagi ikkita aeroport orasidagi masofani aytib berish uchun maxsus ko'nikma yaratishi mumkin. Foydalanuvchi: "Alexa, mening shaxsiy masofa kalkulyatorimdan so'ra, LAX va JFK o'rtasidagi masofa qancha", deb aytishi mumkin va u "2475 mil" bilan javob berishi mumkin. Buni qanday amalga oshiradi? Ishlab chiqaruvchi maxsus mahoratga ega bo'lganda, ular "maxsus maqsadlar" deb nomlanadigan narsani "uyalar" ni o'z ichiga olgan "namuna so'zlar" bilan aniqlaydilar. Masalan, bu mahoratda men "calc_dist" ni ikki nuqta orasidagi masofani hisoblash niyatida bo'lishim mumkin. Masalan, "{slot1} va {slot2} orasidagi masofa" yoki "{slot1} va {slot2} orasidagi masofa") bo'lishi mumkin. Qavslar ichida ko'rsatilgan uyalar o'ziga xos turlarga ega. Bunday holda, bu turdagi aeroport kodlari bo'ladi, masalan, LAX, JFK, BOS, ATL. Agar foydalanuvchi maxsus ko'nikmalarni talab qilsa, Alexa Cloud foydalanuvchining aytgan so'zlarini moslashtirilgan namuna so'zlari yordamida moslashtirishga harakat qiladi va bu so'rov uchun yaroqli uyalar qiymatlarini topishga harakat qiladi. Bu misolda, foydalanuvchi "calc_dist" niyatini xohlaganligini va slot1 - LAX, slot2 - JFK ekanligini aniqladi. Bu vaqtda, Alexa Cloud ishni ishlab chiquvchining shaxsiy kodiga o'tkazadi. Asosan, u ishlab chiquvchilarga nima maqsadda kelganini va uyaning barcha qiymatlari va boshqa tafsilotlarni aytadi.

Ishlab chiqaruvchi o'z kodi qaerda yashashi to'g'risida qaror qabul qilishi kerak, lekin juda mashhur variant - AWS Lambda funktsiyasidan foydalanish. Agar siz bu nima ekanligini bilmasangiz, bu xizmatni istalgan vaqtda ishga tushirish mumkin bo'lgan kodni yuklash imkonini beradi va keyin sizdan faqat sizning kodingiz ishga tushgan vaqt uchun haq oladi. Agar biz o'z misolimizni davom ettirsak, ishlab chiqaruvchining kodi ikkita aeroport kodini oladigan, ularning manzillarini qidiradigan, masofalarni hisoblaydigan va foydalanuvchiga biror narsa gapirish uchun Alexa bulutiga javob yuboradigan Python funktsiyasi bo'lishi mumkin. Keyin Alexa Cloud bu nutq ma'lumotlarini foydalanuvchi qurilmasiga qaytarib yuboradi va ular javob olishadi.

Endi biz gadjetga qaytishimiz mumkin. Biz maxsus gadjetlar bilan ishlashga mo'ljallangan maxsus ko'nikmalarni yaratishimiz mumkin. Ishlab chiquvchi ulangan gadjetga ko'rsatma yuboradigan mahoratni yozishi mumkin. Ushbu yo'riqnomada foydali bo'lishi mumkin, ammo u gadjetga kerak. Bu ko'nikma, shuningdek, ko'rsatma yuborishi va keyin gadjetdan voqeani tinglashi mumkin, shunda mahorat kodi gadjetdan yuborilgan ma'lumotlarga kira oladi.

Ushbu oqimni o'rnatish juda kuchli vositani yaratishga imkon beradi, chunki arzon gadjetlar bulutdagi kod bilan aloqa qilish va ovozli buyruqlarga javob berish qobiliyatiga ega bo'lishi mumkin.

Shuni ta'kidlash kerakki, ko'pchilik ko'nikmalar ular bilan muloqot qilishning turli usullariga imkon beradi. Masalan, foydalanuvchi "Alexa, mening shaxsiy masofa kalkulyatorimdan LAX va JFK orasidagi masofa nima ekanligini so'rang" (bir martalik chaqiruv deb ataladi) deb aytgan maqsadiga o'tishi mumkin yoki ular oddiy ishga tushirish niyatidan foydalanishlari mumkin: "Alexa, maxsus masofa kalkulyatorimni oching ". Bu oxirgi misol, odatda, Alexa tomonidan qo'shimcha ma'lumot olish uchun so'rov bilan javob beradi. Bu o'quv qo'llanmani qasddan qo'llab -quvvatlamaydi. Aniqroq aytganda, Lambda funktsiyasini o'zgartirmasdan, siz mahoratni faqat bir martalik chaqiruv yordamida chaqira olasiz. Ushbu dizayn tanlovi modelni soddalashtirishga imkon beradi (ishga tushirish niyatlari yoki suhbatlar oqimini qo'llab-quvvatlash shart emas) va men odatda gadjetlarim bilan bir martalik chaqiruvlar yordamida muloqot qilishni xohlayman, chunki ular odatda tezroq.

2 -qadam: Gadjetni Alexa Voice Service Developer Console -da ro'yxatdan o'tkazing

Quyida kerakli qadamlarning tavsifi berilgan. Men ushbu qadamlarning barchasini qanday qilishni ko'rsatadigan shunga o'xshash video yaratdim. Ushbu bosqichni bajarish uchun siz yoki ikkalasini ham ishlatishingiz mumkin.

1. Https://developer.amazon.com/alexa/console/avs/hom… manziliga o'ting.
2. Agar sizda bepul hisob qaydnomangiz bo'lmasa, uni yarating
3. "Mahsulotlar" ni bosing
4. Yorliqlarni to'ldiring va "Alexa gadjetini" tanlang.
5. Qolgan maydonlar uchun xohlagan narsani to'ldiring
6. Finish tugmasini bosing

3 -qadam: AWS Lambda funktsiyasini va maxsus ko'nikmalarni yarating

Alexa Skills Kit Developer Console -da maxsus ko'nikmalarni yarating

Ushbu qo'llanma uchun kodni bu erda topishingiz mumkin

Bu qadamni bajarishdan oldin, bu erda qo'llanmada ko'rsatilgandek, AWS Lambda funktsiyasi uchun tarqatish paketini o'z ichiga olgan.zip faylini yaratish kerak bo'ladi.

1. Github -dan "lambda_function.py" va "requirements.txt" ni o'z ichiga olgan "lambda" papkasini yuklab oling.
2. Terminalni oching va joriy katalogni ushbu papkada bo'lishini o'zgartiring.
3. Quyidagi ketma -ketlikni bajaring:

pip o'rnatish -r talablari.txt -t skill_env

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

Sizning.zip faylingiz endi lambda papkasi joylashgan katalogda joylashgan bo'ladi va "skill-code.zip" deb nomlanadi.

AWS -da xosting narxi haqida eslatma: Ushbu qo'llanmada sizda AWS hisob qaydnomasi bo'lishi kerak (yaratish bepul). Lambda funktsiyalari qimmatga tushadi, ammo ularning Virjiniya shtatidagi hozirgi narxi 128 MB xotira bilan 100ms foydalanish uchun 0,000000208 dollarni tashkil qiladi. Malumot uchun, mening mahoratimning har bir chaqiruvi ushbu bosqichda taxminan 800 millimetrlik foydalanishni hisoblab chiqadi. $ 1.00USD hisobini yig'ish uchun siz ushbu funktsiyani taxminan 600 000 marta chaqirishingiz kerak bo'ladi, bu sizning chaqiruvingizga 5 soniya vaqtini oladi. Agar siz o'z mahoratingizni e'lon qilmasangiz va ko'p odamlar undan foydalana olmasalar, xarajatlar jiddiy muammo bo'lmasligi kerak. Agar siz AWS bo'yicha hisob -kitoblarni olishdan xavotirda bo'lsangiz, agar foydalanish belgilangan chegaradan o'tib ketsa, sizni ogohlantiradigan foydalanish signallarini o'rnatishni o'ylab ko'ring.

Quyida kerakli qadamlarning tavsifi berilgan. Men ushbu qadamlarning barchasini qanday qilishni ko'rsatadigan shunga o'xshash video yaratdim. Ushbu bosqichni bajarish uchun siz yoki ikkalasini ham ishlatishingiz mumkin.

1. Https://aws.amazon.com/ saytiga o'ting va konsolga kiring yoki agar sizda yo'q bo'lsa, bepul hisob yarating.
2. Lambda xizmatlarini qidiring va ustiga bosing
3. "Funktsiya yaratish" ni bosing
4. "Muallifni noldan" -ni tanlang, unga nom bering va ish vaqti uchun Python 3 -ning so'nggi versiyasini tanlang
5. "Kodni tahrirlash" ni ".zip faylini yuklash" ga o'zgartiring va yuqorida yaratilgan.zip faylini tanlang
6. Yangi oynada https://developer.amazon.com/alexa/console/ask sahifasiga o'ting va tizimga kiring.
7. "Mahorat yaratish" ni bosing
8. Unga belgi qo'ying, "Maxsus" modelini va "O'zingizni ta'minlang" -ni tanlang va "Mahorat yaratish" -ni bosing.
9. "Scratchdan boshlash" ni bosing va "Tanlash" ni bosing.
10. "Niyatlar" ostida "Qo'shish" ni bosing
11. "Alexa_to_pi" deb nomlangan maxsus maqsad yarating va namuna sifatida "{person}" yozing.
12. "AMAZON. Person" turidagi "shaxs" deb nomlangan nishon yarating.
13. "Pi_to_alexa" deb nomlangan maxsus niyat yarating va "sensordan haroratni tekshiring {sensor_num}" to'ldiring.
14. "AMAZON. NUMBER" turidagi "sensor_num" nomli nishon uyasini yarating.
15. Interfeyslar ostida "Maxsus interfeys boshqaruvchisi" ni yoqing.
16. Oxirgi nuqta ostida "AWS Lambda ARN" -ni tanlang va "Sizning mahorat identifikatoringizni" nusxa ko'chiring.
17. AWS konsoliga qayting
18. "Trigger qo'shish" ni bosing
19. "Alexa Skills Kit" -ni tanlang, "Skill ID verification" ostida "Enable" -ni belgilang, yangi nusxa ko'chirilgan Skill ID -ni joylashtiring va "Qo'shish" -ni bosing.
20. Lambda ARN -ni o'ng yuqori burchakdan nusxa ko'chiring
21. Alexa Developer Console -ga qayting va Lambda ARN -ni "Standart mintaqa" maydoniga joylashtiring.
22. "Chaqiruv" bo'limida mahorat chaqiruv nomini "mening gadjetim" qilib belgilang.
23. "Modelni saqlash" ni bosing va keyin "Modelni yaratish" ni bosing.
24. Yuqori yorliqlarda "Sinov" ni bosing va "O'chirilgan" ni "Rivojlanish" ga o'zgartiring.
25. E'tibor bering, Lambda funktsiyasi jurnallari AWS -dagi "CloudWatch" xizmatida joylashgan.

4 -qadam: Raspberry Pi -ga kodni o'rnating

Sizning Raspberry Pi -ning Alexa qurilmasi bilan aloqa o'rnatishi uchun unga bluetooth orqali ma'lumot uzatishni osonlashtirish va unga ulanishni saqlash uchun bir nechta kod kerak bo'ladi. Amazon-dan eng yangi fayllarni ishga tushirishning eng oson usuli bu ularning Raspberry Pi gadjetlari omborini klonlash. Joriy loyihangiz katalogiga o'ting va ishga tushiring

git klon

Bu ularning barcha omborini kerakli kod bilan Pi -ga yuklaydi. U Alexa gadjetlarining ba'zi imkoniyatlarini namoyish etadigan ba'zi bir namunali loyihalarga ega. Agar siz ko'proq ma'lumotga ega bo'lishni istasangiz, ularning Github sahifasidagi o'qish matniga qarang.

Hamma narsani sozlash uchun ularni sozlash funktsiyasini ishga tushiring.

cd/home/pi/Alexa-gadjetlari-ahududu-Pi-namunalari

sudo python3 launch.py -sozlash

Gadget hisob ma'lumotlari yordamida sozlashni xohlaysizmi, deb so'ralganda, ko'rsatmalarga amal qiling va "y" deb javob bering. Gadjetni ishlab chiquvchi konsoliga o'rnatishdan Amazon ID va Gadget Secret -ni eslang, chunki bu erda so'raladi. Men Raspberry Pi Zero W. uchun "bt" uzatish rejimini tanladim. BLE barcha eski Echo qurilmalari tomonidan qo'llab -quvvatlanmaydi, lekin siz qurilmangiz nimalarga qodirligini qidirishingiz mumkin. Agar siz Pi-ni ish stoli rejimida ishlatayotgan bo'lsangiz, Amazon ulanish muammolarini oldini olish uchun yuqori o'ng burchakdagi bluetooth belgisini o'ng tugmasini bosishni va "Bluetooth" ni "Paneldan o'chirish" ni bosishni tavsiya qiladi.

Eslatma: bu qadam qancha o'rnatish kerakligiga qarab biroz vaqt olishi mumkin.

Endi sizning loyihangizga qaytish va Echo bilan aloqa o'rnatish uchun funktsiyalarni qo'shishni boshlash uchun barcha kerakli qo'llab -quvvatlash fayllari bo'ladi.

Agar tanlasangiz, "Alexa-Gadgets-Raspberry-Pi-Samples/src" dagi "misollar" papkasini o'chirib tashlashingiz mumkin.

Siz o'zingiz xohlagan joyda loyiha kodini olishingiz mumkin, lekin men uni uy katalogiga joylashtiraman, aks holda siz mening Github -dan kodli papkani yuklab olishingiz mumkin,.ini fayllarini quyida ta'riflanganidek tahrir qiling.

cd /home /pi

mkdir my_project cd my_project my_gadget.py ga teging my_gadget.ini

Men hozir "my_project" nomli papkada ikkita fayl yaratdim.. Ini fayli muhim. Unda Amazon identifikatori va gadjet sirida quyidagilar mavjudligiga ishonch hosil qiling:

[Gadjet sozlamalari]

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

Keling, tafsilotlarga kirishdan oldin, python faylini ko'rib chiqaylik:

json import qilish

AlexaGadget importidan

MyGadget klassi (AlexaGadget):

def _init _ (o'zi):

super ()._ boshlanish _ ()

def on_custom_mygadget_alexatopi (o'z -o'zidan, ko'rsatma):

payload = json.loads (directive.payload.decode ("utf-8")) chop etish ("Qabul qilingan ma'lumotlar:" + str (yuk)) write_text (str (yuk [ma'lumotlari] ['odam'] ['qiymati ']))

def on_custom_mygadget_pitoalexa (o'z -o'zidan, ko'rsatma):

payload = json.loads (directive.payload.decode ("utf-8")) print ("Qabul qilingan ma'lumotlar:" + str (yuk)) payload = {'ma'lumotlar': "Tekshiruv o'qiydi" + str (get_temp (yuk) ['ma'lumotlar'] ['sensor_num'] ['qiymat']))) + "darajalar."} self.send_custom_event ('Custom. MyGadget', 'PiToAlexa', yuk) MyGadget (). main ()

Avval siz ikkita funktsiyani chaqirayotganini sezasiz: write_text () va get_temp (). Mening kodimda men ushbu funktsiyalarni bir xil faylda aniqlayman, lekin ular mening uskunamga bog'liq, shuning uchun men ularni o'tkazib yuborishni tanladim. Men ushbu faylni, agar siz aynan shu kodni ishlatmoqchi bo'lsangiz, qo'g'irchoqli ma'lumotlarni chop etish va qaytarish uchun belgilangan funktsiyalar bilan biriktirdim. Loyihangiz bilan ishlash uchun uni o'zgartirishdan oldin men ushbu aniq kod bilan test qilishni taklif qilaman. Men ham.ini faylini biriktirdim, lekin kirganingizga va identifikator va gadjet sirini o'zgartirganingizga ishonch hosil qiling. Yuqori funktsiya Alexa -dan olingan ma'lumotlarni oladi. Pastki funktsiya ma'lumotlarni bir xil formatda qabul qiladi, lekin Alexa qurilmasi voqeani o'z yuklamasi bilan qaytarilishini besh soniya kutadi. Bu yukning o'ziga xos xususiyati shundaki, Alexa qurilmasi uning mazmunini gapiradi.

Agar sizda bu fayllar bo'lsa, "my_project" jildiga o'ting va python faylini ishga tushiring.

sudo qayta yuklash

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

Agar siz dasturni birinchi marta ishga tushirayotgan bo'lsangiz, uni Echo qurilmangizga ulashingiz kerak bo'ladi. Echo qurilmangiz Raspberry Pi yonida ekanligiga ishonch hosil qiling, chunki biz bluetooth ulanishiga ruxsat berishimiz kerak.

Mobil qurilmangizdagi Alexa ilovasida o'ng pastki burchakdagi "qurilmalar" ni bosing.

Chap yuqori burchakda "Echo & Alexa" ni bosing.

Echo qurilmangizni bosing.

"Simsiz" bo'limida "Bluetooth qurilmalari" ni bosing.

"YANGI QURILMANI UYLASH" tugmasini bosing va siz gadjetni ro'yxatda ko'rasiz.

Gadjetingizga teging. Siz muvaffaqiyatli ulangan Pi hisobotini ko'rishingiz kerak.

Pi -dagi chiqishni ko'rayotganda, Echoga ovozli buyruq berishga harakat qiling:

Siz: "Alexa, mening gadjetimdan sensori 1 dan haroratni tekshirishini so'rang"

Agar hamma narsa to'g'ri ishlagan bo'lsa, eshitishingiz kerak:

Echo: "Zond 120.505 daraja o'qiydi."

Siz: "Alexa, mening gadjetimga Jorj Vashingtonni yozishini ayt."

Pi chop etishi kerak:

Qabul qilingan ma'lumotlar: {'ma'lumotlar': {'shaxs': {'ism': 'shaxs', 'qiymat': 'Jorj Vashington', 'tasdiqlash holati': 'YO'Q' '}}}

Jorj Vashington"

5 -qadam: yig'ish

Bu erda ko'rsatilgan video - bu haroratni o'qish bilan ishlaydigan gadjetga misol (xuddi shu prob F va C ga nisbatan) va oddiy displeyga ismlarni yozish.

Umid qilamanki, sizda biror narsa ishlayapti, siz o'zingizning loyihangizni yanada qobiliyatli qilish uchun uni sozlashga harakat qilishingiz kerak. Esda tutingki, siz niyatlarni Alexa Developer Console -da osongina tahrirlashingiz mumkin va siz foydalanadigan barcha uyalar sizning yukingizga Pi -ga o'tkaziladi. Bundan tashqari, siz Raspberry Pi kodidan voqea sodir bo'lgan yukni tahrir qilib, Alexa xohlagan narsani aytishi mumkin.

Shuni yodda tutingki, bu qo'llanma siz xohlagan Alexa gadjetining barcha imkoniyatlari uchun yakuniy echim emas. Alexa va gadjet o'rtasida ma'lumotlarni har bir yo'nalishda uzatish uchun sizga ikkita oddiy funktsiyani berish ataylab cheklangan. Agar siz yanada murakkab o'zaro ta'sir modellarini yaratishni xohlasangiz, men sizni https://github.com/alexa/Alexa-Gadgets-Raspberry-P… saytidagi barcha readme fayllarini o'qishni va ular taqdim etgan barcha misollarni sinab ko'rishni tavsiya qilaman.. Men sizga Alexa gadjetlari asboblar to'plami va Alexa Skills to'plami uchun hujjatlarni o'qishni taklif qilaman.