Google home miniと金魚の自動えさやり機を連携してみた

こんにちは、koheiです。
ずっと購入したかった「Google home mini」が、某量販店で半額セールだったのでついに購入しました。
アラームやタイマー、ショッピングリストなど便利に活用できてますが、せっかくなのでIotデバイスと連携したいと思い、以前自作した金魚の自動餌やり機（ラズパイ＋Arduino）と連携してみました。

用意したもの

今回準備したものは、以下です。基本的に、Google home miniと以前作成した金魚の餌やり機です。

システム構成

全体の流れとしては、IFTTTを使って、Googleアシスタントでうけた情報をWebhooksからBeebotteブローカーへ通知し、ブローカーからラズパイへメッセージが通知される仕組みです。

今回以下のWebサービスを活用して実現します。

1.Beebotteでチャンネルを作る

ラズパイへの無線通信は、MQTTプロトコルを使うため、Webサービス「Beebotte」のMQTTブローカーを利用します。（※無料の利用枠があるようなので、無料版で使います）

Beebotteのサイトから「Get Started for Free」をクリックしてアカウントを作成します。
beebotte

アカウント作成後、「Create New」を押して、新規チャンネルを作成します。

チャンネルの詳細情報を設定します。
今回は以下のように設定しました。

設定後、「Create channel」押します。

追加したチャンネル「MySmartHome」をクリックします。

channel Tokenの値をメモしておきます。（後の設定で使います）

Account Settingsメニューから、Access Management画面を開きます。
Secret Keyをメモしておきます。（後の設定で使います）

以上で、Beebotteの設定は終わりです。
次は、IFTTTの設定を行います。

2.IFTTT設定

IFTTTとは、「IF This Then That」（もし、これをしたら、あれをする）の略で、Webサービス同士を連携することができるサービスです。

IFTTTのサイトからアカウントを作成して、My Appletsページから「New Applet」をクリックし、新規Appletを作成します。

まずは、「if this then that」の「this」から設定します。
+thisをクリックします。

googleを検索し、「Google Assistant」を選択します。

今回、Choose triggerでは、「Say a simple phrase」を選択します。

Waht do you want to say?には、Google homeに呼びかける文言を設定します。
What do you want the Assistant to say in response?には、Google home からの応答の言葉を設定します。設定したら、Create triggerをクリックします。

※漢字やひらがなも正確に一致しないとトリガーに来てくれませんので、ご注意を。
※どうしても反応してくれない場合は、スマホに入れたGoogle homeアプリのマイアクティビティで話しかけた言葉がどんな文字で認識されているかを確認したほうがよいです。

次に、「if this then that」の「that」を設定します。
+thatをクリックします。

webhooksを検索して、選択します。

Make a web requestを選択します。

webhooksからのリクエスト内容を設定します。ここでは、前手順で設定したBeebotteへPOSTメソッドで情報を通知します。設定内容は以下です。

設定後、Finishを押してIFTTTの設定は完了です。

同様に金魚の餌やりをストップさせるAppletを追加します。（やり方は同じなので設定だけ記載します）
[Google Assistant設定]

[Webhooks設定]

3.ラズパイからMQTTトピックをsubscribeする

次に、ラズパイでMQTTトピックを受信できるように実装します。

※今回使ったラズパイ,Pythonのバージョンは、以下です。
・ラズパイ３B＋
・OS:Raspbian GNU/Linux 9.4 (stretch)
・Python 2.7.13

まずは、ラズパイにpaho-mqttをインストールします。

メッセージ受信処理とArduinoへのシリアル通信を以下のように実装します。（Pythonで実装）

# -*- coding: utf-8 -*-
import serial
import threading
import paho.mqtt.client as mqtt
import json

TOKEN = "BeebotteのChannel Token"
HOSTNAME = "mqtt.beebotte.com"
PORT = 8883
TOPIC = "BeebotteのChannel /voice"
CACERT = "mqtt.beebotte.com.pem"
ser = serial.Serial('/dev/ttyACM0', 9600 , timeout=1)

def main():
    while True:
        val=ser.readline()
        print(val)
        flag = raw_input()
        print("input="+flag)
        ser.write(flag+'\0')

        if(flag == 'q'): # qが入力されたら通信終了
            break;
    ser.close()

def mqtt_func():
    client = mqtt.Client()
    client.username_pw_set("token:%s"%TOKEN)
    client.on_connect = on_connect
    client.on_message = on_message
    client.tls_set(CACERT)
    client.connect(HOSTNAME, port=PORT, keepalive=60)
    client.loop_forever()


if __name__ == '__main__':
    thread_1 = threading.Thread(target=main)
    thread_2 = threading.Thread(target=mqtt_func)

    thread_1.start()
    thread_2.start()


def on_connect(client, userdata, flags, respons_code):
    print('status {0}'.format(respons_code))
    client.subscribe(TOPIC)

def on_message(client, userdata, msg):
    global ser
    print(msg.topic + " " + str(msg.payload))
    data = json.loads(msg.payload.decode("utf-8"))["data"][0]
    data = {key:value.strip() for key, value in data.items()}
    if "room" in data.keys():
        print(data)
    if data['device'] == 'kingyo':
        if data['action'] == 'on':
            print("serial motor on")
            ser.write('on'+'\0')
        elif data['action'] == 'off':
            print("serial motor off")
            ser.write('off'+'\0')

Arduino側のシリアル受信の処理は、前回のブログ記事から変えていません。
以下記事の1-1.Arduino側プログラムを参照してください。
Arduino+ラズパイ3で金魚の自動餌やり機をリモート操作できるようにした

早速、動かしてみます。
ラズパイとArduinoをUSBケーブルで接続します。
ラズパイ側で、作成したPythonコードを実行します。

Google home miniに「OK Google! 金魚の餌やり」と話しかけて、サーボモーターがちゃんと動きました！
止めるときは、「OK Google! 金魚の餌やりストップ」で止まりました！

動作の様子は、以下動作でも紹介しています。よろしければどうぞ。

最後に

今回、Google home miniと自作した金魚餌やり機を連携させてました。
やっぱりGoogle homeは、いろんなデバイスと連携させると面白いです。今後もいろんなデバイスと連携させてスマートホーム化を実現していきたいと思います。

それでは！！