ラズパイでスマートホームを実現しよう！【第4回】

カメラをつけて、お部屋のチェックなど便利に使おう！

第1回： ウェイクワードで操作できるスマートホーム・デバイスを作り始める
第2回： 独自のウェイクワードでお部屋をチェックする
第3回： 声でリモコンを操作して便利に使う

こんにちは、ヨシケンです！
ラズパイでスマートホーム化の第4回。これまでラズパイを使って、声による起動、部屋の温湿度チェック、そしてリモコン機器の操作を行ってきました。

今回はカメラを付けて、部屋のチェックをしたり、お子さんの帰宅を知らせたりするなど、画像を使った機能を付けましょう。(左側の丸い窓にカメラを設置しています。)

また、「おはよう！」や「ただいま！」などのシンプルな挨拶で、家の中の事を自動化する仕組みも作って、スマートホームの完成です！

1.カメラをセットアップして写真撮影

まずラズパイにカメラをセットしましょう。ラズパイの中ほどにあるカメラ端子の白いフックを引き上げ、ケーブルを差して、フックを固定します。
右写真のように黒い端子を上の向きにすると、そのままで上下正しく撮る事ができます。（オプションで写真の向きなどを変更する事もできます）

smartフォルダ下に、imageという写真保存場所を作って、raspistillコマンドで試し撮りしてみます。（-w 480 -h 360は画像サイズの指定です。）

今後のpythonプログラムで使えるように、camera.pyプログラムを作って、imageフォルダ下に、日付時間毎の画像ファイルを保存するようにします。

[camera.py]

	# -*- coding: utf-8 -*-
	import subprocess, os, sys, re
	from datetime import datetime
	import time
	def camera():
	now = datetime.now()
	dir_name = now.strftime('%Y%m%d')
	dir_path = '/home/pi/smart/image/' + dir_name + '/'
	file_name= now.strftime('%H%M%S') + '.jpg'
	fname = dir_path + file_name
	try:
	os.mkdir(dir_path)
	except OSError:
	print('Date dir already exists')
	os.system('raspistill -w 480 -h 360 -o ' + fname)
	return fname
	def main(image=""):
	if image == "":
	fname = camera()
	else:
	fname = image
	print(fname)
	if __name__ == '__main__':
	main()

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2.写真のLINEへの送付

写真を撮った時に、それをLINEに送って、遠隔からでも簡単にチェックできるようにします。
LINEのNotifyというAPIを使うと、ラズパイから簡単に写真付きメッセージを送る事ができます。

LINE Notifyのページから、LINEアカウントでセットアップをしてみて下さい。
以下画面が出たら、“トークンを発行する”ボタンを押します。

写真を送りたいグループなどを指定します。ここでは“スマートホーム“グループを作っています。
ここでNotify用のトークンを取得します。一度しか表示されないので、しっかりコピーしておいて下さいね。
またLINE側で、写真を送るグループにLINE Notifyというユーザを招待するのをお忘れなく。

それでは先ほどのカメラ機能と合わせてcamera_line.pyを作ります。取得したトークンを使ってLINE送付用のコマンドを追加(黄色部分)しています。

[camera_line.py]

	# -*- coding: utf-8 -*-
	…
	def line(fname):
	url = "https://notify-api.line.me/api/notify"
	token = "xxx" #ここにトークンを入力
	headers = {"Authorization" : "Bearer "+ token}
	message = "写真を撮りました！"
	payload = {"message" : message}
	files = {"imageFile": open(fname, "rb")}
	r = requests.post(url, headers = headers, params=payload, files=files)
	print(r.text)
	def main(image=""):
	if image == "":
	fname = camera()
	else:
	fname = image
	print(fname)
	if fname:
	line(fname)

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camera_line.pyを流してみると、ラズパイで撮った写真が、このようにLINEに送られてきました。

3.スマートホーム・デバイスにカメラを組み込む

それでは、前回まで作っていたスマートホーム・デバイスに、カメラを組み込んでいきます。

ちょうど空いた穴から、レンズ部分を出し、固定します。
ケーブルが多くなってしまった部分は、赤い屋根でふたをしておきます。

これを部屋に置いておいて、定期的に室内写真を撮るようにしてみましょう。例えば、10時と15時に自動的に写真を撮って、LINE送付するようにします。

これにはcronという定期的にプログラムを実行する仕組みを利用します。
cronに必要なライブラリをインストールして、スタートさせます。

cronエディタ（crontab -e）を実行し、その一番最後に以下2つの実行プログラムを記述します。（この場合、毎日10時と15時に実行）
その後リスト（-l）でcronが正常に登録されているか確認してください。

またcronから正常にプログラムが動いているか確認する為、cronのログを残すようにします。
rsyslog.confという設定ファイルのうち、#cron.*となっている部分のコメントアウトを外せば、/var/log/cron.logとしてログファイルが書き込まれます。

[/etc/rsyslog.conf]

cronが動いているかどうかの確認

これで部屋に置いて電源を入れておくだけで、定期的に室内の写真をLINEに送ってきてくれるようになります。

4.音声と連動させて、室内で便利に使う

それでは最後に、発話内容に応じて、室内で便利に使えるように、これまで作った機能を連携させましょう。
以下例のような、普段の“おはよう”や“ただいま”などのあいさつに連動して、自動で動かす仕組みを作ってみてはどうでしょうか？

そのために、前回作成した日本語認識のJuliusのプログラムを改修して、julius_remote.pyプログラムを作りました。プログラムはリンクからダウンロードできるようになっています。
内容的には、以下の部分で、あいさつに応じて、返答のメッセージや、リモコンのコマンドを指定しています。

[julius_remote.pyの一部]

	if u'おはよう' in word:
	msg = 'おはようございます！今は' + datetimestr + 'です！'
	#device = "light"
	command= ["tv", "tvon"]
	elif u'いってきます' in word:
	msg = 'いってらっしゃい！今日はきっといい事ありますよ！'
	command= ["light", "loff"]
	elif u'ただいま' in word:
	msg = 'おかえりなさい！おつかれさまでした！'
	command = ["tv", "tvon"]
	elif u'おやすみ' in word:
	msg = 'おやすみなさい！良い夢を！'
	command= ["light", "loff"]
	elif u'テレビオン' in word:
	msg = 'テレビを付けます！'
	command = ["tv", "tvon"]
	elif u'加湿器オン' in word:
	msg = '加湿器を付けます！'
	command = ["humid", "hon"]
	elif u'さよなら' in word or u'バイバイ' in word:
	msg = 'また話しかけてね！'

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[julius_remote.pyの一部]

	args = ['irsend', '-#', '1', 'SEND_ONCE', command[0], command[1]]
	try:
	led_blink("red",1)
	print(msg)
	os.system(aquest_dir + msg + ' | aplay')
	os.system('python ' + bme_command)
	os.system('python ' + camera_command)
	cam_msg = '写真を撮ってラインに送りました！'
	os.system(aquest_dir + cam_msg + ' | aplay')
	subprocess.Popen(args)
	print(command)
	led_blink("green",3)
	except OSError:
	print('command not found.')

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また室内の温湿度を測って、その結果に応じて赤外線を操るために、bme.pyを以下のように追加、修正します。このプログラムは、bme_remote.pyとして、こちらに保存しています。

[bme_remote.pyの一部]

	if temp > 30:
	room = "暑くないですか？"
	command = ["air", "cool"]
	led_blink("red", 5)
	elif temp < 15:
	room = "寒いですね！"
	command = ["air", "warm"]
	led_blink("red", 4)
	elif hum > 70:
	room = "蒸し蒸ししますねー"
	command = ["air", "dry"]
	led_blink("red", 3)
	elif hum < 50:
	room = "乾燥してますね！"
	command = ["humid", "hon"]
	led_blink("red", 2)
	elif press < 1000:
	room = "低気圧ですね"
	led_blink("red", 1)
	else:
	room = "快適です！"
	led_blink("green", 3)
	if room:
	print room
	os.system(aquest_dir + "AquesTalkPi " + room + " | aplay")
	print command
	args = ['irsend', '-#', '1', 'SEND_ONCE', command[0], command[1]]
	subprocess.Popen(args)

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これらのプログラムができたら、スマートホーム・デバイスを室内の好きなところに置いてください。赤外線機器の近くの方がリモコンの効きは良いと思います。

それではこのjulius_remote.pyプログラムを実行するか、以前の記事を見て自動実行プログラムにして、走らせます。

さあ、まずは「おはよう！」と挨拶してみましょう。
この動画のように、「おはようございます！」の返答と共に、室温などを測って、リモコン操作してくれると思います。

また、「いってきます！」や「ただいま！」のあいさつで、スナップ写真を撮ってくれています。
特に家に帰ってきた子どもの写真がLINEに送られてくると、親御さんは安心ですし、ほっこり和むこと請け合いですね！

これ以外にも第2回で扱ったSnowboyで「ねぇ、お部屋チェック！」などのウェイクワードを登録し、こちらのプログラムを使えば、似たような操作が可能です。
[wake_remote.pyの一部]

ぜひ色々組み合わせて、ご自分の部屋や使い方にあった機能を付け加えてみて下さい！

5.まとめ

ラズパイでスマートホーム化として、カメラをつないで室内をチェックできるようにしました。
合わせてLINEと連携させる事により、離れた所からでも家がチェックできるようになりました。

最後に、これまで作った温湿度センサ、赤外線リモコン、日本語音声認識などを組み合わせて、シンプルなあいさつから、様々な機能を呼び出せるようにしました。

一人暮らしの方は挨拶に応えてくれるだけでも嬉しいですし、お子さんがいる方は、帰宅時などのチェックができて、安心ですね。画像解析機能を活用すれば、不審者検知カメラや、ペット監視にも使えるかもしれません。

それではこれからも、ラズパイと、センサ、カメラ、音声機能などを使って、家の中を便利に、スマートホーム化していってください！

(ヨシケン)

今回の連載の流れ

第1回： ウェイクワードで操作できるスマートホーム・デバイスを作り始める
第2回： 独自のウェイクワードでお部屋をチェックする
第3回： 声でリモコンを操作して便利に使う
第4回：カメラをつけて、お部屋のチェックなど便利に使おう！（今回）