描述

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該項(xiàng)目

在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將向您展示如何構(gòu)建一個(gè)有趣且個(gè)性化的氣象站，它可以對(duì)語(yǔ)音做出反應(yīng)并尊重您的隱私，而無(wú)需成為工程師。

該站將采用由樂(lè)高積木搭建的動(dòng)畫(huà)旋轉(zhuǎn)木馬的形式，上面附有樂(lè)高角色，每個(gè)角色都表示天氣狀態(tài)（下雨、晴天、多云、警報(bào)）。這個(gè)站將能夠通過(guò)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)顯示正確的字符來(lái)響應(yīng)諸如“Hey Snips，巴黎的天氣怎么樣”之類(lèi)的命令，如下所示。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們將使用步進(jìn)電機(jī)來(lái)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)木馬，使用Snips.ai來(lái)執(zhí)行語(yǔ)音識(shí)別，使用OpenWeatherMap網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來(lái)獲取天氣預(yù)報(bào)，并使用 Hackeet Low-Code 平臺(tái)來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，使所有應(yīng)用程序之間形成膠水。這些組件。氣象站的核心將是一個(gè) Raspberry Pi，所有應(yīng)用程序都將安裝在其上，并負(fù)責(zé)所有的魔法。

關(guān)于黑客

Hackeet 是一種低代碼可視化編程工具，可讓您將硬件或軟件組件連接在一起，為 Microsoft Windows、Raspberry Pi 和 Arduino / ESP8266 設(shè)備創(chuàng)建 Web 應(yīng)用程序和微服務(wù)。

Hackeet 專(zhuān)為創(chuàng)客、小型企業(yè)、開(kāi)發(fā)人員和任何對(duì)技術(shù)感興趣的人而設(shè)計(jì)，讓您可以通過(guò)連接盒子而不是編寫(xiě)大量代碼，以令人難以置信的速度輕松創(chuàng)建自己的應(yīng)用程序。

由于我們重視隱私，Hackeet不是另一種“平臺(tái)即服務(wù)”產(chǎn)品，也不使用任何隱藏的云架構(gòu)。使用 Hackeet 構(gòu)建的應(yīng)用程序作為常規(guī)私有應(yīng)用程序直接在您自己的硬件上運(yùn)行。

查看我們的網(wǎng)站以獲取更多詳細(xì)信息！

讓我們做一些樂(lè)高！

讓我們開(kāi)始構(gòu)建項(xiàng)目吧！

首先，我們必須用樂(lè)高積木搭建我們的車(chē)站！當(dāng)然，這里的重點(diǎn)不是教你如何做樂(lè)高（我們猜你們都知道 :-)）。不過(guò)，如果您想節(jié)省一些時(shí)間，我們會(huì)為您提供我們用于此項(xiàng)目的設(shè)計(jì)圖表。

基本上，這種設(shè)計(jì)的總體思路是將氣象站分為兩部分：

• 第一部分將用作基座并將承載所有電子卡（Raspberry Pi 和 ULN2003 驅(qū)動(dòng)板），
• 第二個(gè)將作為裝飾品放置旋轉(zhuǎn)木馬、步進(jìn)電機(jī)和狀態(tài) LED

這樣的設(shè)計(jì)應(yīng)該可以讓你輕松地改變你的氣象站的裝飾，而不必從頭開(kāi)始重建一切。

您顯然可以使用您想要的任何設(shè)計(jì)和您擁有的任何 LEGO 包，而不僅僅是我們?cè)陧?xiàng)目描述中放置的那個(gè)（特別是裝飾）??！只要確保有足夠的空間放置電路板和接線即可。

基座的SketchUp文件可在此處下載！

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按以下順序?qū)⒚總€(gè)預(yù)測(cè)值的 LEGO 角色放在輪播上：

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五金組裝

現(xiàn)在讓我們考慮將所有硬件組件連接在一起。

為了管理 28BYJ-48 步進(jìn)電機(jī)和 Raspberry Pi 之間的通信，我們使用 ULN2003 驅(qū)動(dòng)板，它將連接到 RPI 的 GPIO 端口，如下所述：

我們使用 LED 作為狀態(tài)指示燈，當(dāng)氣象站準(zhǔn)備好聽(tīng)取命令時(shí)（在你說(shuō)嘿，剪斷之后），它會(huì)亮起。

下面是整個(gè)接線的細(xì)節(jié)。

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如果您愿意，可以在 Raspberry Pi 和 LED 之間添加一個(gè)電阻來(lái)保護(hù)它。

氣象站現(xiàn)已完全組裝好，最終結(jié)果大致如下所示：

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我們?cè)谔枪峙淦髦须[藏了狀態(tài) LED，以便在與我們的氣象站通話時(shí)獲得更好的效果。

獲取 OpenWeatherMap API 密鑰

使用 REST API從 OpenWeatherMap檢索預(yù)報(bào)。為了使用它，您需要在這里獲取一個(gè)免費(fèi)的 API 密鑰。

安裝 Snips.ai

為了執(zhí)行語(yǔ)音識(shí)別，我們使用 Snips.ai，這是一種私有的設(shè)計(jì)語(yǔ)音助手技術(shù)，能夠在 Raspberry Pi 3 上運(yùn)行。

要安裝它，請(qǐng)按照以下頁(yè)面中的說(shuō)明進(jìn)行操作：

https://docs.snips.ai/getting-started/quick-start-raspberry-pi

通過(guò)執(zhí)行此處所述的測(cè)試，確保您已正確安裝Snips.ai天氣助手（通常默認(rèn)安裝）。

安裝黑客

好的，到目前為止一切順利！現(xiàn)在讓我們?cè)谀愕?Raspberry Pi 上安裝 Hackeet。

要安裝 Hackeet 并獲得免費(fèi)試用許可證，請(qǐng)按照以下頁(yè)面中描述的說(shuō)明進(jìn)行操作： Hackeet：入門(mén)

最后，一旦 Hackeet 安裝并啟動(dòng)并運(yùn)行，在 Raspberry Pi 上打開(kāi)一個(gè)終端窗口并復(fù)制粘貼以下命令以最終安裝將管理氣象站的應(yīng)用程序：

hpm package https://cloud.nitenslux.com LEGOWeatherStation.2.1.5

此命令將安裝實(shí)際操作氣象站的應(yīng)用程序及其在 Raspberry Pi 上的所有依賴(lài)項(xiàng)。成功完成后，您應(yīng)該在 Raspberry Pi 的桌面上安裝了以下圖標(biāo)

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配置應(yīng)用程序

現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了硬件部分并安裝了軟件，我們需要執(zhí)行一些配置步驟以使氣象站正常運(yùn)行。為此，請(qǐng)?jiān)谝韵挛恢镁庉嫶鎯?chǔ)在 Raspberry Pi 上的配置文件：

/home/pi/Hackeet/applications/LEGOWeatherStation/server_configuration.json

該文件是以下文件：

{
	"documentation":
	{
		"version":"1.0.0",
		"title":"Title of your web service here",
		"description":"Description of the web service here",
		"license":"Link to the web service license file"
	},
	"server":
	{
		"server_name":"MyWebApp",
		"root":".",
		"bot_file":"application.lego.raspberry.weatherstation.server.bot",
		"index":"/themes/default/index.html",
		"login":"/themes/default/login.html",
		"http_port":8100,
		"auth":"Auth",
		"application_directory":"/home/pi/Hackeet/",
		"pages":{}
	},
	"settings":
	{
		"CategoriesFile" : "/home/pi/Hackeet/applications/LEGOWeatherStation/data/categories.json",
		"City" : "Paris",
		"Country" : "FR",
		"Key" : "your_OpenWeatherMap_Key",
		"RefreshPeriodMinutes" : 5,
		"ResetPeriodSec" : 20,
		"ForecastDurationHours" : 0.5,
		"NumberOfPositions" :4,
		"StartPosition":0,
		"StepsByRevolution":2048,
		"ComPort":"COM4",
		"Pin1":37,
		"Pin2":38,
		"Pin3":35,
		"Pin4":36,
		"StatusPin" : 40,
		"Frequency":450,
		"SnipsInstance" : "127.0.0.1",
		"Demo" : 0,
		"DebugFile" : 0
	},
	"interface":
	{
		"screens":[]
	}
}

編輯Key參數(shù)以設(shè)置您的實(shí)際 OpenWeatherMap 密鑰。

編輯StepsByRevolution參數(shù)以設(shè)置步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)步數(shù)。默認(rèn)情況下，我們認(rèn)為旋轉(zhuǎn)有 2048 步。

設(shè)置頻率參數(shù)以指定電機(jī)運(yùn)行的頻率（以赫茲為單位）（通常在 200 到 500 之間）。如果您設(shè)置的值太高，您的引擎可能會(huì)錯(cuò)過(guò)事件并且可能無(wú)法正常工作。

最后，通過(guò)設(shè)置城市和國(guó)家參數(shù)指定氣象站將默認(rèn)為即將到來(lái)的天氣的位置。

啟動(dòng)應(yīng)用程序

首先，在啟動(dòng)應(yīng)用程序之前，手動(dòng)調(diào)整輪播以顯示“陽(yáng)光明媚”的樂(lè)高角色，這是默認(rèn)的啟動(dòng)位置。

有幾種啟動(dòng)應(yīng)用程序的方法：

• 通過(guò)雙擊桌面圖標(biāo)，
• 通過(guò)使用終端窗口并鍵入以下命令：

/home/pi/Hackeet/applications/LEGOWeatherStation/bin/hackeet.lego.weather.station.sh

您還可以使用crontab在每次 Raspberry Pi 啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)用程序。如果您選擇這種方法，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)Cron Gui工具非常有用。

啟動(dòng)時(shí)，輪播會(huì)旋轉(zhuǎn)以顯示配置文件中指定的默認(rèn)位置即將到來(lái)的天氣。完成后，氣象站現(xiàn)在就可以處理查詢了。試用您的氣象站，從喚醒詞開(kāi)始，然后是查詢。例如：

Hey Snips, what is the weather in Paris, France

然后旋轉(zhuǎn)木馬旋轉(zhuǎn)以顯示所請(qǐng)求位置的預(yù)報(bào)，并在短時(shí)間后返回到默認(rèn)位置的預(yù)報(bào)位置。

故障排除

迄今為止，可能會(huì)出現(xiàn)需要使用kill 命令停止應(yīng)用程序的情況。要識(shí)別附加到應(yīng)用程序的進(jìn)程，請(qǐng)執(zhí)行命令：

ps aux | grep hackeet

引擎蓋下

關(guān)于使用 Hackeet 編程的最后幾句話。如前所述，Hackeet 旨在用可視化編程方法部分取代傳統(tǒng)的手工編碼。因此，我們?yōu)闅庀笳鹃_(kāi)發(fā)的整個(gè)應(yīng)用程序不是傳統(tǒng)的 C++、Javascript 或 Java 代碼，而是下圖：

我們不會(huì)詳細(xì)介紹如何使用 Hackeet 進(jìn)行編程。如果您想了解有關(guān)此主題的更多信息，我們建議您訪問(wèn)我們的網(wǎng)站以獲取文檔和教程。您還可以查看我們之前的 Hackster.io 項(xiàng)目，該項(xiàng)目描述了使用 Hackeet 進(jìn)行編程的基礎(chǔ)知識(shí)。

該應(yīng)用程序的 Hackeet 架構(gòu)已與應(yīng)用程序本身同時(shí)安裝在您的 Raspberry Pi 上。如果你想編輯它以研究它或破解它，啟動(dòng) Hackeet 并打開(kāi)以下文件：

/home/pi/Hackeet/applications/LEGOWeatherStation/design/raspberry/application.lego.raspberry.weatherstation.server.design