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RaspberryPiでスマートホーム 〜赤外線リモコンでエアコン操作 その3〜

ALEXAラズパイ
2018/08/07

エアコンのコマンドを組み立ててUSB赤外線リモコンアドバンス用ファイルを出力。そのファイルを使ってbto_advanced_USBIR_cmdコマンドでエアコンを操作できるようになりました。

RaspberryPiでスマートホーム 〜赤外線リモコンでエアコン操作 その1〜
ラズパイとUSB赤外線リモコンアドバンスでエアコンの操作に対応させたいと思います。エアコン対応はちょっと面倒くさいです。エアコンのリモコンは全ての情報を毎回送信しています。どういうことかというと”温度をあげる”ボタンを押すと、例えば今の設定が25℃なら温度26℃の命令と同時に電源ON、冷房、風量1、風向きはスイング、タイマーセットなし...など全機能の情報が同時に送信されています。なので単純に学習リモコンのように覚えるだけだと、組み合わせが膨大になります。冷房、温度28℃、風量1、風向きスイング...冷房、温度28℃、...
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RaspberryPiでスマートホーム 〜赤外線リモコンでエアコン操作 その2〜
前回はUSB赤外線リモコンアドバンス向けのデータの解析を行いました。次はエアコンのコマンド部分を見ていきます。このコマンド部分を組み立てて上記の形式に変換して保存、赤外線送信という流れです。エアコンのコマンドの解析エアコンのコマンドを16進数で表示する前回のbitを表示するツールを改造してdump_data.pyというツールを作りました。import sysBIT_1_START = 45BIT_1_END = 55BIT_0_START = 15BIT_0_END = 20 ...
らくがき帖
 

次は以前作った自作のスマートホームシステムに組み込みます。

受信側

RaspberryPiでスマートホーム 〜MQTTで指令を受ける〜
更新履歴2019/09/11AWSの画面を最新版に合わせて更新しました。2017/12/26新規作成。前回RaspberryPiとUSB赤外線リモコンアドバンスを使って照明をラズパイからコントロールできるようになりました。ただ現状ではラズパイ上でコマンドを叩かないと操作できません。cronで決められた時間に決められた操作をするだけならそれでもいいんですけど、自分で好きな時に好きな操作をするには不便です。そこでよそから指令を投げてその指令を実行するようにします。必要なものMQTTまずはラズパイが指示を受けられる体制を整えようと思います。そ...
らくがき帖
 

ラズパイ側の受信プログラムを修正します。リソース”aircon”の追加です。

他の機器と違うところはコマンドファイルを生成するという処理が間に入ります。生成した後は同じように”ir.sh”で送信します。

あと、複数のコマンドを一度に受け付けられるように、受信するJSONに”extras”という配列を追加しています。これは冷房をつける場合に、”電源をつける”、”モードを冷房にする”、という2つのコマンドを同時に送信できるようにするためです。

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{
    'resource': 'aircon',
    'command': 'power',
    'parameters': 'on',
    'extras': [
        {'command': 'mode', 'parameters': 'cold'}
    ]
}

上記のJSONを受け取ると

python daikin.py --power on --mode cold

を実行します。

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import paho.mqtt.client
import ssl
import subprocess
import json
 
port = 8883
topic_to = "homeapp/to"
topic_from = "homeapp/from"
endpoint = "（エンドポイント）.amazonaws.com"
cert = "certificate.pem.crt"
key = "private.pem.key"
rootCA = "VeriSign-Class 3-Public-Primary-Certification-Authority-G5.pem"
macaddr = {"pc":"70:85:C2:04:03:55"}
 
def on_connect(client, userdata, flags, respons_code):
    #print('status {0}'.format(respons_code))
    client.subscribe(topic_to)
 
 
def on_message(client, userdata, msg):
    data = json.loads(msg.payload.decode("utf-8"))
    if (data["resource"] == "pc" or data["resource"] == "mac"):
        if (data["command"] == "power" and data["parameters"] == "on"):
            subprocess.call("/bin/bash wol.sh " + macaddr[data["resource"]], shell=True)
    else:
        if (data["resource"] == "aircon"):
            option = "--" + data["command"] + " " + data["parameters"] + " "
            if ("extras" in data and isinstance(data["extras"], list)):
                for item in data["extras"]:
                    option += "--" + item["command"] + " " + item["parameters"] + " "
            subprocess.call("python daikin.py " + option, shell=True)
            #print("python daikin.py " + option)
            par = "daikin"
        else:
            par = data["resource"] + "_" + data["command"] + ("_" + data["parameters"] if data["parameters"] else "")
 
        subprocess.call("/bin/bash ir.sh " + par, shell=True)
        #print("/bin/bash ir.sh " + par)
 
 
if __name__ == '__main__':
    client = paho.mqtt.client.Client()
    client.on_connect = on_connect
    client.on_message = on_message
    client.tls_set(rootCA, certfile=cert, keyfile=key, cert_reqs=ssl.CERT_REQUIRED, tls_version=ssl.PROTOCOL_TLSv1_2, ciphers=None)
    client.connect(endpoint, port=port, keepalive=60)
    client.loop_forever()

送信側

次は送信側です。Javascript版とAlexaのスマートホームスキル版を作ってましたので、それらを修正します。

Javascript

RaspberryPiでスマートホーム 〜JavascriptでMQTTを使って指令を送る〜
更新履歴2019/09/12AWSの画面を最新版に合わせて更新しました。PahoMqttとAWSSdkを新しいバージョンにしました。2017/12/18新規作成。前回AWS IoTを使いMQTTでJSONデータをラズパイ側で受信、USB赤外線リモートアドバンスを使って照明の操作ができるようになりました。今度はJSONデータを組み立てて送信する側を作成したいと思います。いろんなデバイスから送信したいので、HTMLとJavascriptを使って送信することにしました。これならWebSocketに対応したブラウザがあればどの端末からでも操作できるようになります。準備IAMユーザーの...
らくがき帖

こちらは簡単です。HTMLファイルにエアコン関係のコマンドを増やします。

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<!DOCTYPE html>
<html lang="ja">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>スマートホーム</title>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/paho-mqtt/1.0.1/mqttws31.js" type="text/javascript"></script>
<script src="https://sdk.amazonaws.com/js/aws-sdk-2.171.0.min.js" type="text/javascript"></script>
<script src="SigV4Utils.js" type="text/javascript"></script>
<script src="homeapp.js" type="text/javascript"></script>
</head>
<body>
<input type="hidden" id="topic" value="homeapp/to">
【照明】<br>
電源：
<input type="radio" name="light_power" value="on"  data-resource="light" data-command="power" onclick="javascript:send(this)">オン
<input type="radio" name="light_power" value="off" data-resource="light" data-command="power" onclick="javascript:send(this)">オフ
<br>
<br>
【PC】<br>
電源：
<input type="radio" name="light_power" value="on"  data-resource="pc" data-command="power" onclick="javascript:send(this)">オン
<input type="radio" name="light_power" value="off" data-resource="pc" data-command="power" onclick="javascript:send(this)">オフ
<br>
<br>
【エアコン】<br>
電源：
<input type="radio" name="aircon_power" value="off" data-resource="aircon" data-command="power" onclick="javascript:send(this)">オフ
<input type="radio" name="aircon_power" value="on" data-resource="aircon" data-command="power" onclick="javascript:send(this)">オン
<br>
モード：
<input type="radio" name="aircon_mode" value="cold" data-resource="aircon" data-command="mode" onclick="javascript:send(this)">冷房
<input type="radio" name="aircon_mode" value="heat"  data-resource="aircon" data-command="mode" onclick="javascript:send(this)">暖房
<br>
風量：
<input type="radio" name="aircon_fan" value="0" data-resource="aircon" data-command="fan" onclick="javascript:send(this)">しずか
<input type="radio" name="aircon_fan" value="1" data-resource="aircon" data-command="fan" onclick="javascript:send(this)">1
<input type="radio" name="aircon_fan" value="2" data-resource="aircon" data-command="fan" onclick="javascript:send(this)">2
<br>
スイング：
<input type="radio" name="aircon_swing" value="on" data-resource="aircon" data-command="swing" onclick="javascript:send(this)">オン
<input type="radio" name="aircon_swing" value="off" data-resource="aircon" data-command="swing" onclick="javascript:send(this)">オフ
<br>
温度：
<input type="radio" name="aircon_temp" value="25" data-resource="aircon" data-command="temperature" onclick="javascript:send(this)">25
<input type="radio" name="aircon_temp" value="26" data-resource="aircon" data-command="temperature" onclick="javascript:send(this)">26
<input type="radio" name="aircon_temp" value="27" data-resource="aircon" data-command="temperature" onclick="javascript:send(this)">27
<input type="radio" name="aircon_temp" value="28" data-resource="aircon" data-command="temperature" onclick="javascript:send(this)">28
<input type="radio" name="aircon_temp" value="29" data-resource="aircon" data-command="temperature" onclick="javascript:send(this)">29
<input type="radio" name="aircon_temp" value="30" data-resource="aircon" data-command="temperature" onclick="javascript:send(this)">30
<br>
入タイマー：
<input type="radio" name="aircon_delay_on" value="1" data-resource="aircon" data-command="delay" onclick="javascript:send(this)">1
<input type="radio" name="aircon_delay_on" value="2" data-resource="aircon" data-command="delay" onclick="javascript:send(this)">2
<input type="radio" name="aircon_delay_on" value="3" data-resource="aircon" data-command="delay" onclick="javascript:send(this)">3
<br>
切タイマー：
<input type="radio" name="aircon_delay_off" value="-1" data-resource="aircon" data-command="delay" onclick="javascript:send(this)">1
<input type="radio" name="aircon_delay_off" value="-2" data-resource="aircon" data-command="delay" onclick="javascript:send(this)">2
<input type="radio" name="aircon_delay_off" value="-3" data-resource="aircon" data-command="delay" onclick="javascript:send(this)">3
<br>
タイマーキャンセル：
<input type="radio" name="aircon_delay_cancel" value="0" data-resource="aircon" data-command="delay" onclick="javascript:send(this)">キャンセル
</body>
</head>

こんだけ。

Alexaスマートホーム

こちらはAWSのLambdaの修正になります。が、色々と問題があります…

Alexaのスマートホームスキルには〇〇Controllerという名前でいろんな家電を操作するための機能インターフェースがあります。簡単に言うと”操作するために使える言葉”という感じでしょうか。

機能インターフェースのメッセージガイド | Alexa Device APIs
機能インターフェースのメッセージガイドスマートデバイスでやり取りされるメッセージの基本フローと形式は共通していま...
developer.amazon.com

例えば電源のオンオフはPowerControllerを使って実現しています。スマートスキルにはThermostatControllerという温度を設定するためのインターフェースも用意されているのですが、日本語に対応してないため日本では使えません。

スマートホームスキルを複数の言語で開発する | ASK
スマートホームスキルを複数の言語で開発するスマートホームスキルAPIを使って、複数の言語のユーザーリクエストに対...
developer.amazon.com
 

汎用的なインターフェースであるPercentageControllerは日本語でも使えそうですが、最後に”パーセントにして”とつけないと駄目っぽいかんじ。つまり温度を25℃にするためには…

 

アレクサ、エアコンを25パーセントにして。

 

一言だけど面倒くさいのと、ちょっと違和感が…我慢してこれで行くか、カスタムスキルを併用するか…

という訳で電源のオンオフはすぐにでもできますが、温度・風量・タイマーといった機能がそのままでは無理そうです。どうしたものか。

とりあえず電源だけ対応させます。”エアコン”、”暖房”、”冷房”の3つを追加しました。Discoveryデータを追加したのと、endpointが”暖房”、”冷房”の時はmodeコマンドも合わせて送るようにしてます。

”暖房をつけて”、”冷房をつけて”はそれぞれ電源をオンと同時にモードを切り替えます。”エアコンをつけて”は前回のモードで電源が入ります。

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const AWS = require('aws-sdk');
const ENDPOINT = "（AWS Iotのエンドポイント）";
 
exports.handler = function (request, context) {
 
switch (request.directive.header.namespace)
{
    case "Alexa.Discovery":
        if (request.directive.header.name === 'Discover')
        {
            handleDiscovery(request, context, "");
        }
        break;
    case "Alexa.PowerController":
        handlePowerControl(request, context);
        break;
}
 
function handleDiscovery(request, context) {
    var payload = {
        "endpoints":
        [
            {
                "endpointId": "LIGHT-001",
                "manufacturerName": "my-scribble.net",
                "friendlyName": "照明",
                "description": "部屋の照明",
                "displayCategories": ["LIGHT"],
                "cookie": {},
                "capabilities":
                [
                    {
                        "type": "AlexaInterface",
                        "interface": "Alexa.PowerController",
                        "version": "3",
                        "properties": {
                            "supported": [{
                                "name": "powerState"
                            }],
                            "retrievable": true
                        }
                    }
                ]
            },
            {
                "endpointId": "LIGHT-001",
                "manufacturerName": "my-scribble.net",
                "friendlyName": "電気",
                "description": "部屋の照明",
                "displayCategories": ["LIGHT"],
                "cookie": {},
                "capabilities":
                [
                    {
                        "type": "AlexaInterface",
                        "interface": "Alexa.PowerController",
                        "version": "3",
                        "properties": {
                            "supported": [{
                                "name": "powerState"
                            }],
                            "retrievable": true
                        }
                    }
                ]
            },
            {
                "endpointId": "AC-001",
                "manufacturerName": "my-scribble.net",
                "friendlyName": "エアコン",
                "description": "部屋のエアコン",
                "displayCategories": ["THERMOSTAT"],
                "cookie": {},
                "capabilities":
                [
                    {
                        "type": "AlexaInterface",
                        "interface": "Alexa.PowerController",
                        "version": "3",
                        "properties": {
                            "supported": [{
                                "name": "powerState"
                            }],
                            "retrievable": true
                        }
                    }
                ]
            },
            {
                "endpointId": "AC-001-COLD",
                "manufacturerName": "my-scribble.net",
                "friendlyName": "冷房",
                "description": "部屋の冷房",
                "displayCategories": ["THERMOSTAT"],
                "cookie": {},
                "capabilities":
                [
                    {
                        "type": "AlexaInterface",
                        "interface": "Alexa.PowerController",
                        "version": "3",
                        "properties": {
                            "supported": [{
                                "name": "powerState"
                            }],
                            "retrievable": true
                        }
                    },
                ]
            },
            {
                "endpointId": "AC-001-HEAT",
                "manufacturerName": "my-scribble.net",
                "friendlyName": "暖房",
                "description": "部屋の暖房",
                "displayCategories": ["THERMOSTAT"],
                "cookie": {},
                "capabilities":
                [
                    {
                        "type": "AlexaInterface",
                        "interface": "Alexa.PowerController",
                        "version": "3",
                        "properties": {
                            "supported": [{
                                "name": "powerState"
                            }],
                            "retrievable": true
                        }
                    },
                ]
            },
            {
                "endpointId": "PC-001",
                "manufacturerName": "my-scribble.net",
                "friendlyName": "パソコン",
                "description": "部屋のパソコン",
                "displayCategories": ["OTHER"],
                "cookie": {},
                "capabilities":
                [
                    {
                        "type": "AlexaInterface",
                        "interface": "Alexa.PowerController",
                        "version": "3",
                        "properties": {
                            "supported": [{
                                "name": "powerState"
                            }],
                            "retrievable": true
                        }
                    }
                ]
            },
        ]
    };
    var header = request.directive.header;
    header.name = "Discover.Response";
    context.succeed({ event: { header: header, payload: payload } });
}
 
function handlePowerControl(request, context) {
    var requestMethod = request.directive.header.name;
    var endPoint = request.directive.endpoint.endpointId;
    var resource = "";
    var extras = [];
    var command = "";
    var option = "";
    var responseNamespace = "";
    var responseName = "";
    var responseResult = "";
 
    switch (endPoint)
    {
        case "LIGHT-001":
            resource = "light";
            break;
        case "AC-001":
            resource = "aircon";
            break;
        case "AC-001-COLD":
            resource = "aircon";
            extras.push({"command":"mode", "parameters":"cold"});
            break;
        case "AC-001-HEAT":
            resource = "aircon";
            extras.push({"command":"mode", "parameters":"heat"});
            break;
        case "PC-001":
            resource = "pc";
            break;
    }
    
    switch (requestMethod)
    {
        case "TurnOn":
            command = "power";
            option = "on";
            responseNamespace = "Alexa.PowerController";
            responseName = "powerState";
            responseResult = "ON";
            break;
        case "TurnOff":
            command = "power";
            option = "off";
            responseNamespace = "Alexa.PowerController";
            responseName = "powerState";
            responseResult = "OFF";
            break;
    }
    
    if (resource && command && option)
    {
        submit(resource, command, option, extras, function(){
            sendResponse(responseNamespace, responseName, responseResult);
        });
    }
}
 
function sendResponse(namespace, name, value, payload)
{
    var contextResult = {
        "properties": [{
            "namespace": namespace,
            "name":  name,
            "value": value,
            "timeOfSample": "2017-09-03T16:20:50.52Z", //retrieve from result.
            "uncertaintyInMilliseconds": 50
        }]
    };
    var responseHeader = request.directive.header;
    responseHeader.namespace = "Alexa";
    responseHeader.name = "Response";
    responseHeader.messageId = responseHeader.messageId + "-R";
    var response = {
        context: contextResult,
        event: {
            header: responseHeader
        },
        payload: payload
    };
    context.succeed(response);
}
 
function submit(resource, command, params, extras, callback)
{
    var data = {
        topic: 'homeapp/to',
        payload: JSON.stringify({
            "resource":     resource,
            "command":      command,
            "parameters":   params,
            "extras":       extras,
        }),
        qos: 0
    };
    var iotdata = new AWS.IotData({endpoint: ENDPOINT});
    iotdata.publish(data, function(err, data){
        if(err){
            console.log("submit(): failure - " + data);
        }
        else{
            console.log("submit(): success");
        }
        
        if (callback)
        {
            callback();
        }
    });
}
 
};

続く…

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