如何使用Raspberry Pi設(shè)置登場音樂

在我年輕的時候，我最喜歡的摔跤手絕對是被稱為“Heartbreak Kid”的Shawn Michaels。他是一個偉大的運(yùn)動員和表演者，所做的一切都非常有趣。
從他進(jìn)入大樓的那一刻開始，這首音樂響起：
這讓我開始思考，如果Shawn Michaels可以以這種方式入場，為什么我不能？
是的，有了Raspberry Pi和Python chops，像我（或者您?。┻@樣的家伙也許就可以擁有登場音樂了。

Raspberry Pi如何檢測出您的登場？

這里有幾種選擇。
我們可以檢測出您的手機(jī)是否連接到無線網(wǎng)絡(luò)。這很有用，因為Raspberry Pi可以確認(rèn)是否是您本人在進(jìn)入（而非您的室友或家人）。
缺點是它對您的距離的測定不太精確。我的意思是，這是登場音樂，對嗎？它應(yīng)該在您進(jìn)門時開始響起。
您也可以改用PIR運(yùn)動傳感器。這可以將音樂與入門動作精確匹配，不過這種方法無法對正在進(jìn)入的人作出區(qū)分。
所以，我們可以將這兩者結(jié)合起來。Raspberry Pi將會在您的手機(jī)連接到無線網(wǎng)絡(luò)時檢測出您已經(jīng)到家，然后等待傳感器來檢測出您進(jìn)入的確切時間。
如果您更傾向于使用其中的一種，可以直接去除掉其他部分。

使用Python Subprocess模塊

本項目還會引入Python的subprocess模塊。該模塊在標(biāo)準(zhǔn)庫中，您無需進(jìn)行安裝。
使用該模塊，我們可以在Python內(nèi)部運(yùn)行shell命令。這非常方便。如果您已經(jīng)知道這些命令行是如何執(zhí)行操作的，只需直接運(yùn)行該命令即可。
我們將使用的兩個命令是mpg123和ping。
mpg123是一個用于播放mp3文件的命令行實用程序。我們需要安裝mpg123。
您不需要安裝ping，系統(tǒng)中已經(jīng)有了。這是一個簡單的工具，用于檢查遠(yuǎn)程服務(wù)器或設(shè)備是否處于連通狀態(tài)并作出響應(yīng)。我們將使用它來檢查您的手機(jī)是否連接到了您的無線網(wǎng)絡(luò)。

所需組件

對于本項目，您將需要以下組件：

帶有電源、無線網(wǎng)卡以及一個 SD 卡的 Raspberry Pi
一個PIR運(yùn)動傳感器 （我使用的是XC-4444）
Shawn Michaels所演唱的Sexy Boy高品質(zhì)MP3文件（或者您也可以選擇其他非常鐘意的歌曲）
從Raspberry Pi播放音樂的某種方式。連接到HDMI端口的家庭娛樂系統(tǒng)是比較理想的

您還需要一部智能手機(jī)、一個無線家庭網(wǎng)絡(luò)和3根公對母跳線。
確保您的手機(jī)設(shè)置為自動連接到您家里的無線網(wǎng)絡(luò)，并且沒有使用任何省電設(shè)置，以防手機(jī)在不使用時禁用無線網(wǎng)絡(luò)。
這里我們假設(shè)您已經(jīng)了解PIR運(yùn)動傳感器和GPIO Zero庫了。如果沒有，請先查看這些相關(guān)介紹。您將從中了解該設(shè)備的工作原理，在本項目中我們將以大致相同的方式對其進(jìn)行接線。
本項目用Raspberry Pi OS Buster進(jìn)行了測試，但是舊版本的Raspbian應(yīng)該也沒問題。我們使用的Python模塊和Linux命令都是存在已久的了。

設(shè)置Raspberry Pi

我們首先為這個項目創(chuàng)建一個目錄，并進(jìn)入該目錄。打開終端并輸入：
mkdir ~/entrancemusic
cd ~/entrancemusic
用一種您喜歡的方式將mp3文件復(fù)制到此目錄中。
然后用以下命令更新您的系統(tǒng)并安裝mpg123：
sudo apt update && sudo apt upgrade -y
sudo apt install mpg123

連接PIR運(yùn)動傳感器

這次我們不使用面包板。對于我們的項目來說，面包板將會產(chǎn)生阻礙。
拿起您的PIR運(yùn)動傳感器和跳線。將傳感器的電源引腳連接到Raspberry Pi的5V電源引腳。然后將傳感器的接地引腳連接到Raspberry Pi上的接地引腳。

然后將數(shù)字輸出連接到一個GPIO引腳。我使用的是引腳24，因為它的位置比較方便。

這就是運(yùn)動傳感器的全部接線過程。將其擺放為面向您將要進(jìn)入的門口。

為您的智能手機(jī)保留IP地址

幾乎所有家庭無線網(wǎng)絡(luò)都使用DHCP來為所連接的新設(shè)備自動分配可用的IP地址。這很方便，因為它很可靠并且無需讓您進(jìn)行管理。
這也意味著特定設(shè)備的IP地址可能會不時發(fā)生更改。對于本項目，我們希望您的手機(jī)始終分配到同一個IP地址上，并且沒有其他設(shè)備使用該地址。
大多數(shù)路由器為一個設(shè)備分配的IP地址至少會持續(xù)一天左右的時間。因此，如果您只打算執(zhí)行本項目一次，那么可以愉快地繼續(xù)進(jìn)行，不必再為此困擾。
但是如果您想多次運(yùn)行此腳本，那么您應(yīng)該為您的設(shè)備保留一個IP地址。您可以通過登陸無線路由器的管理面板來執(zhí)行此操作。不同的路由器對此的處理方式略有不同，但通常操作方式都比較容易。如果您遇到了困難，請使用搜索引擎查找您設(shè)備的手冊。
我的手機(jī)保留的IP地址為192.168.0.5。您的IP地址可能會有所不同，只需按照說明對其進(jìn)行替換即可。
當(dāng)還有一點是—您是否有使用SSH通過本地網(wǎng)絡(luò)訪問Raspberry Pi的習(xí)慣？請也為其保留一個IP地址。如果它的IP地址是不會改變的，那就更方便了。

使用mpg123播放登場音樂

要從命令行使用mpg123，你只需要輸入您要播放的mp3名稱即可，如下所示：
mpg123 ‘Sexy Boy (Shawn Michaels).mp3’
從Python運(yùn)行此命令也并不復(fù)雜。
首先，導(dǎo)入subprocess模塊中的run函數(shù)。然后將以上命令行作為第一個參數(shù)傳遞給該函數(shù)，并將“shell=True”作為第二個參數(shù)，如下所示：
from subprocess import run
run(“mpg123 ~/entrancemusic/’Sexy Boy (Shawn Michaels).mp3′”, shell=True)

使用Ping檢測您的手機(jī)是否已連接

您可以通過命令行ping您的手機(jī)，如下所示：
ping -c 192.168.0.5
請記得替換您手機(jī)的IP地址。我們添加“-c 1”來告訴ping只發(fā)送一次請求。如果我們不添加該內(nèi)容，該命令將會被一直運(yùn)行，直到被取消。
如果設(shè)備響應(yīng)，ping將會返回成功。如果沒有響應(yīng)，將會返回一個錯誤代碼。
理想情況下，我們可以用此錯誤代碼來查看手機(jī)是否已經(jīng)連接到網(wǎng)絡(luò)。不幸的是，許多智能手機(jī)不會對請求發(fā)生響應(yīng)。這就意味著無論您的手機(jī)是否連接到了網(wǎng)絡(luò)，ping都會返回錯誤代碼。
那么讓我們來看看輸出內(nèi)容。如果沒有設(shè)備在指定的IP地址上，那么輸出中將包含語句“Destination Host Unreachabl（目標(biāo)主機(jī)無法訪問）”。
Python的subprocess模塊包含Popen和PIPE對象，可以讓我們對輸出進(jìn)行處理，如下所示：
subprocess import Popen, PIPE
p1 = Popen([“ping”, “-c”, “1”, “192.168.0.5”], stdout=PIPE)
stdout_value = p1.communicate()[0]
如果您想了解此代碼中所運(yùn)行的內(nèi)容，請閱讀此處。對于本項目來說，知道它運(yùn)行了ping命令，然后將輸出分配給了stdout_value就足夠了。
我們可以使用它來編寫一個循環(huán)程序，當(dāng)“Destination Host Unreachable”沒有出現(xiàn)在輸出中時可進(jìn)行中斷。
while True:
p1 = Popen([“ping”, “-c”, “1”, “192.168.0.5”], stdout=PIPE)
stdout_value = p1.communicate()[0]
if b’Destination Host Unreachable’ not in stdout_value:
break
sl eep(2)
這個循環(huán)會一直運(yùn)行到您的手機(jī)連接到網(wǎng)絡(luò)為止。

將所有程序?qū)懙揭粋€腳本中

我們現(xiàn)在已經(jīng)具備了用于簡單的登場音樂程序的所有代碼塊。輸入以下命令打開一個新文件：
nano entrancemusic.py
然后輸入（或粘貼）以下內(nèi)容：
from time import sl eep
from signal import pause
from subprocess import run, Popen, PIPE
from gpiozero import MotionSensor
sl eep(600) # This gives you 10 minutes to leave your home
pir = MotionSensor(24)
while True:
p1 = Popen([“ping”, “-c”, “1”, “192.168.0.5”], stdout=PIPE)
stdout_value = p1.communicate()[0]
if b’Destination Host Unreachable’ not in stdout_value:
break
sl eep(2)
sl eep(5)
pir.wait_for_motion()
run(“mpg123 ~/entrancemusic/’Sexy Boy (Shawn Michaels).mp3′”,
Save and exit nano.
如果您想在回家時安排登場音樂，請在離開家之前運(yùn)行此腳本，輸入：
python3 entrancemusic.py

微調(diào)

該腳本會像本文所述的那樣運(yùn)行，但是您可能會想要調(diào)試一些功能。
安排您的入場時間
您可能已經(jīng)注意到了，此腳本會在傳令傳感器感應(yīng)運(yùn)動前休眠5秒鐘，這是為什么？

這是為了對時間進(jìn)行限制，從而防止其他人誤用了您的登場音樂。如果您將運(yùn)動傳感器設(shè)置在了共享區(qū)域（例如客廳或大廳），這一點極為重要。
那么5秒鐘是正確的等待時間嗎？這取決于您的無線網(wǎng)絡(luò)范圍和家庭的布局。如果您的傳感器正對著前門，您可能不希望有任何延遲。您可以進(jìn)行多次嘗試來找到合適的延遲時間。
圖片：Raspberry Pi

多晚才算太晚？

如果您要去吃晚飯或去酒吧，很晚回家，這時候用Shawn Michaels的動感音樂吵醒大家怎么辦？如果您完全沉迷于自己的角色扮演中，那么這將會是一個刺激競爭對手并且建立主導(dǎo)地位的絕佳機(jī)會。
至于我？我不愿意在晚上十點之后播放嘈雜的音樂。
我們可以使用time模塊中的localtime()函數(shù)來檢查時間。可以通過將腳本中的第一行更改為以下內(nèi)容來導(dǎo)入該函數(shù)：
from time import sl eep, localtime
然后我們可以通過以下比較來檢查時間是否在上午9點到晚上10點之間：
9 < localtime().tm_hour < 22
接下來，我們只需要將mpg123命令放置在if語句中即可。
if 9 < localtime().tm_hour < 22:
run(“mpg123 ~/entrancemusic/’Sexy Boy (Shawn Michaels).mp3′”, shell=True)
您可以根據(jù)自己的情況來調(diào)整設(shè)備的工作時間。

平凡客廳的隆重登場

世界上很少有人能夠稱為職業(yè)摔跤手。多虧了Python和Raspberry Pi，您也可以享受到隆重登場的感覺了。
您會對此做出進(jìn)一步調(diào)整嗎？請在評論中留下您的想法！

DevicePlus 編輯團(tuán)隊

設(shè)備升級版適用于所有熱愛電子和機(jī)電一體化的人。

審核編輯黃宇