🚶🏿 ☹️ 🙋🏿 Raspberry Piのチャットボットを介した家電管理（「スマートホーム」） ❔ 🛋️ 👩🏿‍🎓

このプロジェクトでは、iOS、Android、またはWebアプリケーションを起動し、Raspberry Piに接続された無線モジュールを介してソケットを制御するpythonでチャットボットを作成（または、少し追加）します。

その結果、家庭用電化製品を管理し、一般的なチャットを通じて他のユーザーとリモートで共同でそれらからステータスを受け取ることができます。

面白い？

なんで？

「なぜこれが必要なのか」という質問は、「スマートホーム」シリーズやあらゆる種類のモノのインターネットのプロジェクトにとって常に深刻なものではありません。 -）しかし、同時にプロセスで多くの喜びと有益な経験を得てから、彼が作ったメカニズムの適切な操作を喜んでいます。

しかし、上記の喜びに加えて、家を管理し、チャット、特にXMPPプロトコルを介して通信することには、以下の理由で生命に対する権利があると私には思えます。

人間の言語 -チャットボットに人間の言語でコミュニケーションさせるのは非常に簡単です。これは、特に技術的な知識の少ない家族にとっては非常に便利です。また、将来的に音声制御を接続することもできます。
ユニバーサルリモートアクセス -どこからでも、Jabber互換のIMクライアントからXMPPチャットサーバーに接続できます。人々にとって便利であり、デバイスを接続する方法はこの記事で説明されています。
家族全員の便利な管理 -ペットを単一のグループチャットに接続します。このチャットでは、ボットが家または家の電化製品を管理します。家を管理しながら家族の問題について話し合うことができます。誰がデバイスにどのコマンドを送信したかを見ることができ、彼らの（ボット）の回答とレポートを見ることができ、前のストーリーを見ることができます。これは便利です。
独立した分散エージェントのシステム 。チャットに代表者（実際にはユーザー）がいる各デバイスまたはセンサーのセットは、それぞれ独立したエージェントであり、他のデバイスと通信し、それらまたはユーザーによって直接制御できます。単一のサーバーはオプションです。重要なデバイスまたはセンサーごとにチャットボットを上げることができます。また、すべてのデバイスを管理する「執事」や「majordomo」などのAI要素でメインボットを構成し、あなたや他の家族がアクセスできるチャットでチャットします理解できる言語であるため、プロセスで発生したことや介入したことをいつでも追跡できます。

小道具

このミニプロジェクトには、次のコンポーネントが必要です。

1. Raspberri P.
モデルBがあり、B +のリリースの発表の1日前に注文しましたが、原則として、どのモデルもここで適切です。主なことは、GPIOピンが選択した制御モジュールと互換性があることを確認することです。以下について。
それで、主な要件は、Pythonでチャットボットを開始することです。

2. Piのアクセサリー。
WiFiモジュール、シンプルなUSBキーボードとマウス、Raspbianディストリビューション付きSDメモリカード、電源、オプションでプラスチックケース。
これはラズベリーの標準ですが、初めて購入しました。特にこのプロジェクトでは、WiFiとSDカードが標準パッケージに含まれていないことを知りませんでした。注文し直さなければならなかったので、覚えておいてください。また、設定するには、HDMIケーブル付きのモニターまたはテレビが必要です。

3.制御モジュール（RF送信機）およびソケットまたは受信機を備えたその他のデバイス（RF受信機）。
ここで、私は高速パスまたは遅延パスを使用して、Pi用の既製のRFモジュールと、 Energenieの一連の無線制御ソケットを注文したと言わなければなりません。キットには、ラズベリーのGPIOピンに接続する既製のRFトランスミッターが付属しています。この経路が好きな人には別の選択肢があります。インターネットには、既存の無線制御デバイスのコードを取得し、単純な安価な中国のRF送信機で制御する方法に関する多くのガイドがあります。または、GPIOを使用した直接有線接続でPiを介してデバイスを制御したり、WiFiや他のチャネルを介してデバイスを制御したりできます。

これが私のエナジェニーキットの写真です。

4.チャットクライアント。
このチュートリアルは、 Q- municateを使用します。これは、QuickBloxプラットフォームからのオープンソースのメッセンジャーであり、githubからダウンロードしてiOS、Androidでビルドしたり、デスクトップおよびその他のプラットフォームでWebバージョンを実行できます。 Q-municateを使用する利点は、ご自分用にインターフェースをカスタマイズし、たとえばご家族向けに独自のアプリケーションを作成できることです。
しかし、これは絶対に必要ではありません。 Adiumなどの任意のJabber / XMPP互換クライアントを使用できます。

それでは始めましょう。

Raspbianのインストール/依存関係ディストリビューション

ラズベリーにログインして、ルートの下に次のものを配置します。

apt-get install python-dev pip install sleekxmpp pip install dnspython pip install pyasn1 pyasn1-modules apt-get install python-rpi.gpio

実際にはsleekxmppが必要です。これはチャットボットの基本プロジェクトであり、残りはこのプロジェクトのさまざまな依存関係の問題を解決します。それに加えて、python-rpi.gpioを使用すると、PythonスクリプトからGPIOラズベリーピンを制御できます。

無線制御モジュールを接続して確認します

Energenieからではなく、別のモジュールを使用する場合は、この部分を自分で調べる必要があります。

既製のPi-moteモジュールを使用する場合、すべてが簡単で、製造元の公式指示書に記載されています： energenie4u.co.uk/res/pdfs/ENER314%20UM.pdf

個人的には、メーカーが説明したように、何らかの理由でEnergenieソケットがスクリプトで制御されることを望まなかったため、無線制御ソケットのセットが機能するかどうかを判断しようとし、ラズベリーの電圧を測定し、非公式のスクリプトを試したなど、容認できないほど長い時間を費やしましたいくつかのブログ。すぐにマニュアルをもう一度調べて注意深く読むようになったわけではなく、英語では白で、ソケットはトレーニングモードで最初に起動する必要があると言われています。論理的です。私の弁護では、プロジェクトは週末の早朝に行われたとしか言えませんが、家族が寝ている間に、明らかに睡眠不足が影響を受けました:-)

だから、私たちは訓練しています。指示に従って、スクリプトを実行します

 sudo python ENER002.py

ソケットにソケットを挿入します）、それらのライトが点滅しない場合は、電源ボタンを5秒間押して学習モードに切り替えます。ライトが点滅し、キーボードの「Enter」を押してスクリプトから信号を発します。ライトが素早く点滅しているのがわかります。これは、トレーニングが成功したことを意味します。他のコンセントでも同じことを繰り返します。 1つのPi-moteモジュールは4つの異なるコードを提供できます。 4つの異なるEnergenieアウトレットセットを制御できますが、同時に複数のアウトレットに同じコードを使用するユーザーはいません。

チャットサーバーを上げる

チャットボットとそこにいる人間のユーザーを接続するために、MUC（グループチャットまたはチャットルーム）を作成できるXMPP / Jabber互換のチャットサーバーが必要です。

原則として、Piではチャットサーバーを上げることができます。たとえば、 http： //box.matto.nl/raspberryjabberd.htmlでは、Raspberri Piにejabberdをインストールする方法を説明しています。

この記事では、再び抵抗が最も少ないパスをたどり、 QuickBloxの既製の無料チャットサーバーを使用します。独自のチャットサーバーとWeb管理パネルを取得するには、アカウントを作成するだけです。

以下の手順では、登録について説明すると同時に、チャットボットとMUCチャットルームのユーザーを作成します。

1. http://quickblox.com/signup/で登録するか、GitHub / Google経由でログインします

2.管理パネルでアプリケーションを作成します。

3.チャットボットのユーザーを作成します（ユーザー->新しいユーザーの追加）

4. MUCチャットルームを作成します（チャット->新規ダイアログ）

すべて、あなた自身のXMPPチャットサーバーは、昼休みなしで24時間市民とボットを受け取る準備ができています。

チャットボットを作成して構成する

XMPPチャットPythonチャットボットを実装するSleekXMPPライブラリを既にインストールしています。
プロジェクトのWebサイトには、MUCチャットボットの良い例があります： http : //sleekxmpp.com/getting_started/muc.html
ソースはここで取得できます： https : //github.com/fritzy/SleekXMPP/blob/develop/examples/muc.py

次に、これを取得して、ニーズに合わせて変更する必要があります。
マネージドアウトレットにEnergenieを使用し、チャットサーバーにQuickBloxも使用する場合は、既成のスクリプトをhttps://github.com/QuickBlox/sample-powerbot-python-rpiで入手できます。
スクリプトの冒頭で資格情報を変更し、そこにアプリケーションとユーザーキー（上記で作成したもの）を登録するだけです。

以下では、行われた変更について詳しく説明しますが、何が行われたかを簡単に説明します（Pythonコードのレベルについて事前に謝罪します-私は長い間プログラマーではなく、特にPythonではありません-改善とプルリクエストに感謝します）：

1.他のチャットルームへの招待による自動参加を追加しました。

2. QuickBloxおよびQ-municateとの互換性を修正（チャットルーム名形式などの小さなこと）

3.デバイスを制御するためのコマンドの実際の解析が追加されました-私たちの場合は「ランプオン」、「ランプオフ」、「すべてオン」、「すべてオフ」です-そして、既にコマンドを送信するenergenieモジュールのpythonからのswitch_on / switch_off関数の呼び出しGPIO経由の無線送信機ボード。
GPIOを直接操作する人は、 energenie.pyで GPIOの機能がどのように実装されているかを見てください。

他のチャットルームに自動参加する

オプション機能ですが、私は個人的には持っていませんでした。たとえば、このボトバトラーが友人のメッセンジャーにハングアップしていて、新しいチャットを作成してそこに招待することができます。これがなければ、動作しますが、ボットはあなたがそれを起動したチャットに結び付けられます。

自動添付の実装方法-着信XMLメッセージのparsimスタンザ、なぜならこのユーザーが招待された場合、そのようなMUCチャットが作成されたことを示すメッセージが必ず表示されます。

この場合、QuickBloxプラットフォームと特定のQ-municateアプリケーションを使用します。その中で、新しいグループチャットへの招待は次のようになります。

 RECV: <message to="1265350-7232@chat.quickblox.com" from="1234040-7232@chat.quickblox.com/098CA696-A60A-480D-B744-BE7DFC4FE6D3" id="1404538064.385079" type="chat"><body>Taras Filatov created new chat</body><extraParams><_id>53b78c0c535c12798d005055</_id><occupants_ids>1234040,1258466,1265350</occupants_ids><type>2</type><date_sent>1404538064</date_sent><name>Yanus Poluektovich, Sergey Fedunets</name><xmpp_room_jid>7232_53b78c0c535c12798d005055@muc.chat.quickblox.com</xmpp_room_jid><notification_type>1</notification_type></extraParams></message>

XMPPステーションで「created new chat」というフレーズを追跡し、それが発生した場合、そこからxmpp_room_jidを解析します。これは新しく作成されたルームのIDになります。
次に、同じスクリプトでプロセスを開始します
これが機能するためには、スクリプトを実行可能にする必要があることに注意してください。

 chmod +x powerbot.py

実装コードは次のとおりです。

  if msg['mucnick'] != self.nick and "Create new chat" in msg['body']: from bs4 import BeautifulSoup y = BeautifulSoup(str(msg)) roomToJoin = y.xmpp_room_jid.string print ("Got an invite to join room") botId = subprocess.Popen([selfPath + " -d -j " + qbChatLogin + " -r " + str(roomToJoin) + " -n " + qbChatNick + " -p " + qbUserPass], shell=True) print "spawned new bot ID=" print botId self.send_message(mto=msg['from'].bare, mbody="Thank you for your kind invitation, joining your new room now!", mtype='groupchat')

挨拶と指示

コードワード、この場合は「powerbot」を決定し、ボットの使用/通信方法に関する挨拶とヒントを返します。
「if msg ['from']！= Self.nick」チェックは、ボットがそれ自体からのメッセージに応答しないようにするために必要です。

  # # Reply to help request (any message containing "powerbot" in it) # if msg['mucnick'] != self.nick and "powerbot" in msg['body']: reply_test_message = self.make_message(mto=msg['from'].bare, mbody="Powerbot is greeting you, %s! Usage: [powerbot] lamp [on|off] to control socket 1, [powerbot] all [on:off] to control all sockets. Example: 'lamp on' switched socket 1 on." % msg['mucnick'], mtype='groupchat') self.copy_dialog_id(msg, reply_test_message) reply_test_message.send() print "Sent help text: " + str(reply_test_message)

ランプおよびその他のデバイスのオン/オフを切り替えます

「lamp on」コマンドを追跡し（コマンドを受信した場合は、switch_onソケット（lampSocket）をオンにして、実装について報告します。

  # # Handle "lamp on" command # if msg['mucnick'] != self.nick and "lamp on" in msg['body']: switch_on(lampSocket) confirmation_message = self.make_message(mto=msg['from'].bare, mbody="Lamp has been switched on, %s." % msg['mucnick'], mtype='groupchat') self.copy_dialog_id(msg, confirmation_message) confirmation_message.send() print "Lamp switched on, sent confirmation: " + str(confirmation_message)

同様に実装された「ランプオフ」、「すべてオン」、「すべてオフ」（後者はすべての制御されたコンセントをオンまたはオフにします）。

チャットボットを開始します

malinkのbashから簡単なコマンドを実行します。

 sudo python powerbot.py -d -r <  MUC >

GPIOにアクセスするには、sudoが必要です。 QuickBloxを使用した場合は、チャットダイアログプレートからJIDアドレスをルームのMUCアドレスとしてコピーするだけです。

その結果、認証ログとサーバーとのXMPPステータス交換のログが画面に表示されます。

ボットは準備ができており、チャットルームで指示を待っています。

ちなみに、コマンドに対する応答関数は、

 def message(self, msg):

そして

 def muc_message(self, msg):

最初のブロックはプライベートメッセージ1：1を処理し、2番目はグループメッセージを処理します。
つまり、プライベートチャットでボットを管理できますが、これはあまり面白くないと思います。

iOS用のチャットクライアントを収集します（オプション：Android、Web）

上記で書いたように、Jabber / XMPP-互換性のあるチャットクライアントを介してボットと通信できます。
簡単な方法を探しているわけではないので、ボットを管理するクライアントであると同時に家族や友人と通信するアプリケーションを作成しています。
ボットとグループチャットを使用する独自のメッセンジャー:-)

ただし、ご覧のとおり、ここではすばやく怠laな道も進んでおり、独自に開発した既製のオープンソースプロジェクトを採用しています。
Q-municateと呼ばれます。

1.対応するプラットフォームのgitaからプロジェクトを引き出します。
iOS： bitbucket.org/quickblox/qmunicate-ios
Android： github.com/QuickBlox/q-municate-android
Web： github.com/QuickBlox/q-municate-web

2. IDEで開きます。

3.クレジットを編集します-アプリケーションキーを持つ標準定数を、QuickBlox管理パネルからコピーされたものに変更します。 iOSでは、これはAppDelegate.m、AndroidではConsts.javaで変更されます。