Alexa 驱动的圣诞树

关于这个项目

在这里，您可以找到控制圣诞树上 LED 灯串的自定义 Alexa 技能的来源。此存储库包含：

• AWS Lambda 函数的 Java 代码，该函数是 Alexa 技能的端点
• 位于 AWS IoT 和 WS2811 LED 灯串之间的 Arduino 草图。该草图针对在 Arduino Yun 上运行进行了优化。

硬件设置

如果您想借助这些资源构建您自己的 Alexa 控制的圣诞树，您需要特定的硬件。该项目使用了以下组件：

• 1 x Arduino Yun 和 Linino OS
• 2 x WS2811 LED 灯串，每个灯串 50 个 LED
• 3 x 跳线
• 1 个电源适配器和 2.1 毫米 x 5.5 毫米直流连接器
• 1 x Micro-USB 转 USB 数据线
• 1 x Amazon Echo 或 Amazon Dot 或 Amazon Tap

软件解决方案

下图说明了处理语音用户请求的典型往返。

该解决方案利用一系列 AWS 云服务与硬件后端（圣诞树）进行通信。您真正需要设置的唯一内容是 Lambda 函数、一个包含 MP3 文件的 S3 存储桶以及一个具有 AWS IoT 和 Dynamo 权限的 IAM 角色。 Dynamo 中的表以及 AWS IoT 中的事物影子将在第一次调用技能时即时创建。

了解发送给 Alexa 设备的语音用户请求会发生什么：

• 用户与 Alexa 通话 " 打开圣诞树 " . ASR 和 NLU 魔法发生在 Alexa 云服务中。
• 为 AWS Lambda 中托管的技能代码提供了一个意图。您可以在此存储库中找到代码。
• 如果用户只是想要像 " 这样的操作 打开树 " 或 " 开始表演 " 不为该技能指定树的颜色，它会在 Dynamo DB 中查找最后设置的颜色。如果有给定的颜色，该技能会将信息保留在同一张表中。这就是 Alexa 记住树的最后设置颜色的方式。其次，将操作和颜色命令写入 AWS IoT 中的事物影子。
• 如果更新了影子，则会向相应事物的增量主题公开 MQTT 消息。 Arduino Yun 订阅了该主题。 附注 ：由技能代码创建的事物的名称等于进入的技能ID（所有点都替换为破折号）。如果您想重建项目，这可能会对您有所帮助。
• Arduino 正在对 Delta 主题进行轮询，因此它会以 JSON 格式的 MQTT 消息的形式接收命令。信息被提取出来，Arduino 草图根据消息中给出的内容（新颜色、圣诞表演、开、关）对 LED 链执行操作。
• 最后，Arduino 向 AWS IoT 事物的更新主题发送 MQTT 消息，以便让全世界知道操作已执行。
• 消息由 AWS IoT 服务使用，并且包含的​​状态信息作为报告的写回事物影子 状态。还可以让技能从事物影子中读取最后的树状态，而不是在 Dynamo DB 中查找。这种回退方法的原因是 MQTT 是异步的，我们不能依赖 Arduino 立即做出响应。
• 实际上，这一步发生在第 3) 步之后，因为该技能是有意与硬件后端分离的。因此，在更新 AWS IoT 中的事物影子后，技能代码立即返回输出语音文本和可选的 SSML 带有音频内容的标签。作为 Alexa 播放（圣诞音乐）一部分的 MP3 存储在 AWS S3 存储桶中。
• Alexa 读出技能返回的文本并播放响应中的音频。

状态指示

当 Arduino 完成其工作时，它会让您通过串中的第一个 LED 了解其当前状态。

• 一次红色闪烁表示 AWS IoT 连接设置失败
• 红色闪烁两次表示 AWS IoT 连接尝试失败
• 红灯闪烁三下表示 AWS IoT 连接配置失败
• 绿色手电筒表示已成功连接到 AWS IoT
• 蓝色手电筒表示持续轮询 AWS IoT 主题
• 黄色手电筒指示轮询 AWS IoT 主题时出错

在启动时，您可能会看到红色手电筒显示 Arduino 连接到 WiFi 所需的时间。如果 WiFi 已连接，则会有绿色手电筒，然后是持续闪烁的蓝色灯，表示树已准备好接受命令。

如果黄色闪烁，则无法访问 AWS IoT 主题。如果发生这种情况（例如 Arduino 丢失了 WiFi 连接），它会再尝试 9 次，直到它自动尝试重新连接。也就是说，在十次黄色手电筒后，应该有红色/绿色手电筒用于重新连接进度。一旦 Arduino 重新连接到 WiFi 并且再次连接到 AWS IoT，蓝色手电筒就会亮起。

代码

Alexa 驱动的圣诞树

示意图