如何使用树莓派构建Google Home Assistant

语音助手已迅速普及。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）

登录到您的Google帐户的浏览器。

注意：本教程的设备可能有所不同。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。

两种方式都可以在终端上进行，以检查声音设置。使用命令 arecord -l 《/strong》和 aplay -l 《/strong》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。如果愿意，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。

通过录制和播放短片来测试设置：

可选步骤：如果要更改麦克风的输入音量，请打开 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。导航到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，然后单击启用。

该项目还需要活动权限。转到“活动控制”面板，并确保打开以下活动：

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，然后从左侧面板中选择设备注册。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。

点击注册模型，然后在下一个屏幕上单击下载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/

用您的Pi的IP地址替换“ raspberry-pi-ip-address”，然后不要不要忘记小路前面的冒号。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。在出现提示时输入密码，该文件将复制到Pi的主目录。

切换回SSH终端，并导航至/home/pi 。输入 ls -l 《/strong》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 wheel

source 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-library

python -m pip install --upgrade google-assistant-sdk［samples］

python -m pip install --upgrade google-auth-oauthlib［tool］

启动并运行。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已被已成功为您的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“设置”齿轮下）替换 my-dev-project 操作控制台）。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，确保您处于 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，因此您需要先安装RPi.GPIO。

pip install rpi.gpio

现在，导航至包含以下内容的文件夹 hotword.py 脚本。

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

修改脚本

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

nano hotword.py

在import语句下，为RPi.GPIO添加您自己的脚本。

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语句来控制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）

此逻辑控制LED，但到目前为止，它不是。 t配置为输出。在调用process_event方法之前，在 main（）函数中进行设置。

GPIO.setmode（GPIO.BCM）

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

现在，GPIO引脚设置为输出并在其中初始化低状态。保存并退出。您可以通过传递您的型号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

终端输出与之前相同，并且助手将作为标准工作。但是，现在，当您说“ OK Google，打开”时，您将看到一个新的输出：

注意：上面的图片已裁剪，仅显示助手正在听取请求，并且打印说明已添加到脚本中。

您还应该看到LED亮起！

您自己的DIY Raspberry Pi Google Home Assistant

责任编辑：wv