音声でWioLTEのLED発光色を変更する

今年、本ブログにて以下の2つのIoT関連記事を公開させていただきました。

WioLTEでAWS IoT Coreのデバイスシャドウを利用する

クラウドと連携したIoTの仕組みを簡単に開発できる優れものであるWioLTEを購入し学習を進めています。今回はAWS IoTのデバイスシャドウを用いてLED発光色のステータスを管理する仕組みを作りました。

音声でSORACOM SIMの状態を変更する

スマートスピーカーのGoogle Home(Mini)を購入しました。クラウドと連携させ、SORACOM SIMの回線状態を音声で変更するアプリケーションを作成してみました。

そこで気付いたのです。
この2つのアイディアを組み合わせると面白いことができそうだと。

アーキテクチャ
ソースコード
1. WioLTE側
2. Lambda関数
API Gatewayの設定
IFTTTの設定
SORACOM UG #10 でデモしました。

アーキテクチャ

以下の構成で、音声によりWioLTEオンボードのLED発光色を変更する仕組みを作ってみます。

IFTTTからAPI Gateway経由でLambda関数を呼び出すところは前回と同じ、Lambda関数でAWS IoT Coreのデバイスシャドウ(Thing Shadow)の値を書き換えれば、SORACOM Beam経由で接続されたWioLTEのLED発光色を変更できるはずです。

ソースコード

先日のWioLTEに関する記事では、デバイスシャドウで受け渡す色情報は”red”,”blue”等の文字列にしておりましたが、今回はLambda側で設定した任意の色で光ることができるよう、HTMLカラーコードで受け渡すようにしてみます。

理由はGoogleアシスタントから取得できる音声認識データが、”赤”,”青”等の日本語の漢字変換済み文字列で取得されるので、”赤”⇒”red”⇒”#ff0000″と2回変換することが無駄と感じられたことです。

WioLTE側

デバイスシャドウのカラーコードが変更されたら、そのカラーコードでLEDを光らせる単純なものです。

16進数の解析処理で異常系処理が足りないのですが、試してみたところ暴走せずに適当な色に光るので、まぁいいかな、と・・・

#include <WioLTEforArduino.h>
#include <WioLTEClient.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <ArduinoJson.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define APN               "soracom.io"
#define USERNAME          "sora"
#define PASSWORD          "sora"

#define MQTT_SERVER_HOST  "beam.soracom.io"
#define MQTT_SERVER_PORT  (1883)

#define ID                "(デバイス名)"
#define OUT_TOPIC         "$aws/things/(デバイス名)/shadow/update"
#define IN_TOPIC          "$aws/things/(デバイス名)/shadow/update/delta"

WioLTE Wio;
WioLTEClient WioClient(&Wio);
PubSubClient MqttClient;

void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
  char subsc[length];
  for (int i = 0; i < length; i++) subsc[i]=(char)payload[i];
  subsc[length]='\0';
  SerialUSB.println("### Subscribe");
  SerialUSB.println(subsc);

  // JSON parse
  StaticJsonBuffer<200> jsonBuffer;
  JsonObject& root = jsonBuffer.parseObject(subsc);

  if (!root.success()) {
    SerialUSB.println("parseObject() failed");
  }
  else{
    // Change LED color
    const char* ledcolor = root["state"]["LED"];
    SerialUSB.print("Change LED color to: ");
    SerialUSB.println(ledcolor);

    int r;int g;int b;

    char tmp[2];
    strncpy(tmp,ledcolor  ,2);sscanf(tmp,"%x",&r);
    strncpy(tmp,ledcolor+2,2);sscanf(tmp,"%x",&g);
    strncpy(tmp,ledcolor+4,2);sscanf(tmp,"%x",&b);

    Wio.LedSetRGB(r,g,b);
    SerialUSB.println("### LED Status Sent.");  

    // RePublish LED Status
    char data[100];
    sprintf(data,"{\"state\": {\"reported\" : {\"LED\" : \"%s\"}}}",ledcolor);
    MqttClient.publish(OUT_TOPIC, data);
  }
}

void setup() {
  delay(200);

  SerialUSB.println("");
  SerialUSB.println("--- START ---------------------------------------------------");
  
  SerialUSB.println("### I/O Initialize.");
  Wio.Init();
  
  SerialUSB.println("### Power supply ON.");
  Wio.PowerSupplyLTE(true);
  delay(500);

  SerialUSB.println("### Turn on or reset.");
  if (!Wio.TurnOnOrReset()) {
    SerialUSB.println("### ERROR! ###");
    return;
  }

  SerialUSB.println("### Connecting to \""APN"\".");
  if (!Wio.Activate(APN, USERNAME, PASSWORD)) {
    SerialUSB.println("### ERROR! ###");
    return;
  }

  SerialUSB.println("### Connecting to MQTT server \""MQTT_SERVER_HOST"\"");
  MqttClient.setServer(MQTT_SERVER_HOST, MQTT_SERVER_PORT);
  MqttClient.setCallback(callback);
  MqttClient.setClient(WioClient);
  if (!MqttClient.connect(ID)) {
    SerialUSB.println("### ERROR! ###");
    return;
  }
  int qos=0;
  MqttClient.subscribe(IN_TOPIC,qos);
  SerialUSB.println("### Setup completed.");

  // Send Initialize LED Status
  char *data = "{\"state\": {\"reported\" : {\"LED\" : \"000000\"}}}";
  MqttClient.publish(OUT_TOPIC, data);
  SerialUSB.println("### LED Status Sent.");  
}

void loop() {
  MqttClient.loop();
}

Lambda関数

IFTTTから来た日本語の色情報からカラーコードに変換して、デバイスシャドウのdesiredに書き込むところを担当します。デモンストレーション用にソラコムのコーポレートカラーであるチェレステ色(#34cdd7)も登録しました。

前回の記事でロールを作成していないようであれば、使用するサービスとしてLambda、アタッチするポリシーに AWSIoTDataAccess を指定してロールを作成しておきます。

import boto3
import json
sns = boto3.client('sns')
iot = boto3.client('iot-data')
thingName = '(デバイス名)'
temp_threshold = 30

def lambda_handler(event, context):
    # eventを分解
    ledcolor_text = event['ledcolor']
    
    # テキストによりLED発光色を決定
    if ledcolor_text=="赤":
        ledcolor_desired="ff0000"
    elif ledcolor_text=="緑":
        ledcolor_desired="00ff00"
    elif ledcolor_text=="青":
        ledcolor_desired="0000ff"
    elif ledcolor_text=="黄色":
        ledcolor_desired="ffff00"
    elif ledcolor_text=="紫":
        ledcolor_desired="ff00ff"
    elif ledcolor_text=="水色":
        ledcolor_desired="00ffff"
    elif ledcolor_text=="白":
        ledcolor_desired="ffffff"
    elif ledcolor_text=="ソラコム":
        ledcolor_desired="34cdd7"
    else:
        ledcolor_desired="000000"

    shadow_stream = iot.get_thing_shadow(thingName = thingName)
    shadow_string = json.loads(shadow_stream['payload'].read().decode('utf-8'))
    ledcolor_status = shadow_string['state']['desired']['LED']

    if ledcolor_desired != ledcolor_status:
        # IoT シャドウを更新
        payload = {"state": {"desired": {"LED": ledcolor_desired }}}
        response = iot.update_thing_shadow(
            thingName = thingName,
            payload = json.dumps(payload)
        )

    return 'desired={} status={}'.format(ledcolor_desired,ledcolor_status)