如何使用Raspberry Pi构建DIY Google Home Assistant

由语音控制的助手很快变得司空见惯。许多家庭使用Alexa或Google Home来控制从照明到媒体甚至计时的所有内容。

这些设备运行的技术（至少部分地）适用于所有人。使用Google的Assistant SDK，您可以在自己的设备上使用该服务。本教程介绍了如何在Raspberry Pi上设置Google Assistant，以及如何通过GPIO引脚语音激活LED。

Raspberry Pi Home Assistant所需的硬件

您将需要：

  • 在SD卡上重新安装Raspbian的Raspberry Pi。
  • USB网络摄像头或麦克风。
  • 外部扬声器。
  • Pi LED教程中的电路（可选）
  • 浏览器已登录您的Google帐户。

    • 注意：教程可能有所不同。我纯粹将备用USB网络摄像头用于其麦克风。任何兼容的网络摄像头或麦克风都可以正常工作，并且有大量的Pi兼容设备可以提供帮助。

    此外，我正在使用3.5mm输出的音频。 HDMI和其他输出源也可以使用，尽管它需要修改以下声音设置。

    插入USB网络摄像头和扬声器，并在使用时设置LED电路。

    设置声音

    可以直接在Pi上或通过SSH连接到Pi来遵循本教程。

    两种方法都从终端开始，以检查声音设置。使用命令 arecord -l 和 aplay -l 列出可用设备。

    上图显示USB网络摄像头为卡1 和设备0 。记下麦克风和扬声器输出的卡号和设备号。

    现在，确保您位于 / home / pi 目录中，创建一个新文件并打开它在nano中：

    sudo nano .asoundrc

    此目录的内容将根据所使用的卡号和设备号而有所不同。如果需要，可以在此处选择偏向于HDMI输出而不是3.5mm。

    输入上述代码的版本后，按 Ctrl + X 保存并退出。

    通过录制并播放一个短片来测试您的设置：

    可选步骤：如果要更改输入的音量您的麦克风，打开 alsamixer ，然后按 F6 在设备之间循环。

    就是这样！声音已设置。

    创建Google Project

    打开Pi的浏览器，或者，如果您通过SSH连接，请在本地打开浏览器。导航至Google Action Console，然后点击新建项目。

    这可能需要一些时间。完成后，将窗口保持活动状态并打开一个新标签-我们将在稍后介绍。

    启用Google Assistant API

    您需要进行一些在线调整将需要继续。导航到Google Assistant API网站，然后点击启用。

    该项目还需要活动权限。转到“活动控制"面板，并确保启用了以下活动：

  • 网络和应用活动（包括Chrome历史记录复选框）
  • 设备信息
  • 语音和音频活动

    • 现在您可以继续注册设备。

    注册Raspberry Pi

    返回操作控制台，选择设备注册。在产品下，为您的设备创建一个易于记忆的名称。制造商名称并不重要（但必须在此处），然后为设备类型选择自动。

    点击注册型号，然后在在下一个屏幕中，点击下载OAuth 2.0凭据。这会将JSON文件下载到您的计算机。如果您不熟悉JSON文件，请放心，但是学习如何使用JSON值得将来使用！

    Google官方指南建议将文件移至 / home / pi ，因此请打开文件管理器并立即执行此操作。

    SSH用户的其他步骤：

    如果您使用的是SSH，已将JSON文件下载到本地计算机而不是Pi。要传输它，请打开没有SSH连接的单独的终端窗口。在此窗口中，使用以下命令复制客户端秘密JSON文件：

    scp ~/Downloads/client_secret_client-id.json pi@raspberry-pi-ip-address:/home/pi/

    用Pi的IP地址替换“ raspberry-pi-ip-address"，并且不要忘记路径前的冒号。如果您将JSON文件下载到另一个位置，请修改您的本地路径以反映此情况。出现提示时输入密码，文件将复制到Pi的主目录。

    切换回SSH终端，并导航至 / home / pi 。输入 ls -l 以列出目录中的文件。您应该看到已传输的客户端机密JSON文件。

    安装SDK

    Google建议在Python虚拟环境中工作。创建一个名为 env 的新虚拟环境。

    如果您以前从未做过，本教程将帮助您学习如何使用Python虚拟环境。

    安装最新版本的Pip，Setuptools和Wheel并激活您的虚拟环境：

    env/bin/python -m pip install --upgrade pip setuptools wheelsource env/bin/activate

    Google助手具有一些依赖项，您现在应该将其安装到虚拟环境中。

    sudo apt-get install portaudio19-dev libffi-dev libssl-dev libmpg123-dev

    最后，安装Google Assistant SDK，示例和OAuth工具。

    python -m pip install --upgrade google-assistant-librarypython -m pip install --upgrade google-assistant-sdk[samples]python -m pip install --upgrade google-auth-oauthlib[tool]

    这是启动和运行所需的一切。如果任何安装失败，请彻底检查拼写和间距。

    对Raspberry Pi进行身份验证

    使用 google-auth-oauthlib [tool] 

    google-oauthlib-tool --scope https://www.googleapis.com/auth/assistant-sdk-prototype \      --scope https://www.googleapis.com/auth/gcm \      --save --headless --client-secrets /home/pi/YOUR_CLIENT_SECRET_ID.json

    您需要用下载的文件替换YOUR_CLIENT_SECRET_ID，因此值得首先复制文件名。此客户端ID必须正确。不要更改文件名！

    您应该会收到一条带有链接的消息，要求您粘贴授权码。

    单击该链接将打开浏览器。系统会提示您启用Google帐户中的设备。复制随后的授权代码，并将其粘贴回您的终端窗口。

    您应该收到一条确认信息，其中显示 Credentials Saved：/ home / pi…，这意味着Pi已被已成功使用您的Google帐户授权。

    对其进行测试

    现在一切就绪，现在该对您的Pi Google Assistant进行测试了。使用以下命令运行助手：

    googlesamples-assistant-hotword --project-id my-dev-project --device-model-id my-model

    您将需要用项目ID（位于操作控制台的“设置"齿轮下）替换 my-dev-project 。您的 device-model-id 列在操作控制台的“设备注册"部分下。

    尝试一下！说“ OK Google"并提出问题。听到响应后，您可以在终端中看到程序输出：

    就是这样！ Google助手现已在您的Raspberry Pi上运行。请注意，如果输出音量有点低，可以通过说出“嘿，Google，将您的音量提高到80％"来更改它。

    奖金：语音激活的GPIO < /

    可以使用Arduino和Siri来控制灯光，但是有一种更简单的方法。如果您设置了LED，则可以使用Google Assistant来控制声音。

    设置Google Assistant以使用GPIO引脚相对简单，但是需要一些额外的步骤。转到Google Action Console，然后在“设备注册"下找到您的设备。单击它，然后打开特征菜单：

    打开 OnOff 特征，然后单击保存。

    现在确保您位于 env 虚拟环境中，使用git将一个版本的SDK克隆到您的Pi：

    git clone https://github.com/googlesamples/assistant-sdk-python

    由于这是一个虚拟环境，因此您需要安装

    pip install rpi.gpio

    现在，导航到包含 hotword.py 脚本的文件夹。

    cd assistant-sdk-python/google-assistant-sdk/googlesamples/assistant/library

    修改脚本

    您需要在hotword.py脚本中添加几行，因此在nano编辑器中将其打开：

    nano hotword.py

    在import语句下，为RPi.GPIO添加您自己的文本。

    import RPi.GPIO as GPIO

    查找 process_event 方法。在第66行，删除或注释掉print语句，并添加if语句以控制LED。

    #print('Do command', command, 'with params', str(params))if command == "action.devices.commands.OnOff":    if params['on']:        print('---------------')            print('Led turned on')        print('---------------')            GPIO.output(18, GPIO.HIGH)    else:            print('---------------')                print('Led turned off')            print('---------------')                GPIO.output(18, GPIO.LOW)

    This logic controls the LED, but so far it isn’t configured to output. Set it up in the main() function before the process_event method gets called.

    GPIO.setmode(GPIO.BCM)GPIO.setup(18, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)

    现在，GPIO引脚设置为输出并初始化为低电平。保存并退出。您可以通过传递模型ID号（在操作控制台中找到）作为参数来运行修改后的脚本。

    python hotword.py --device-model-id YOUR-MODEL-ID-HERE

    终端输出与以前相同，并且助手将作为标准输出。但是现在，当您说``OK Google，打开''时，您将看到一个新的输出：

    注意：

    您还应该看到您的LED也亮起！

    您自己的DIY Raspberry Pi Google Home Assistant

    该项目很好地介绍了如何使用Google API服务。现在您已经有了Google Assistant设备，尝试一些最佳的Google Home命令。

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