讓 K-Pop 叫你起床

Concept Development

由於平時鬧鐘響了只會伸手關掉，繼續賴床，根本無法有效起床。 為了改善賴床問題，我們設計了一個鬧鐘系統，讓使用者必須做出指定動作才能關掉鬧鐘，最後會播報今日新聞。

Implementation Resources

• 手機：價格不等（iOS 系統跟 Android 系統方法不一樣）。
• 電腦：價格不等，看你要用哪種，但一定要有鏡頭。
• Raspberry Pi 4：拿 MOLi 現成的。
• 喇叭：連接到樹莓派用。

Existing Library/Software

使用 Python Libraries

• 內建的模組

  • os：處理檔案路徑與環境變數。
  • re：處理正則表達式，解析或匹配特定格式的資料。
  • datetime：處理日期與時間資訊。
  • threading：實現多線程處理，用於同時運行語音播報和其他後端任務。
  • time：延遲操作或測量執行時間。

• 需要另外下載的模組

  • Flask：用於建立 Web 伺服器，支援前端與後端互動。
  • pyttsx3：文字轉語音，用於將天氣、書籍或新聞資訊轉換為語音播報。
  • BeautifulSoup （bs4）：解析 HTML 文件並提取所需的資料。
  • dotenv：載入 .env 檔案中的環境變數，用於設定 API 金鑰或其他敏感資訊。
  • requests：進行 HTTP 請求。
  • vlc：控制 VLC 媒體播放器。

Implementation Process

原本打算使用 Python 架後端，所以用 Raspberry Pi 3 下載 MediaPipe、OpenCV、TensorFlow，但因為 Pi 3 的記憶體不夠，所以改成 Raspberry Pi 4，但因為 Raspberry Pi 4 的版本不相容，最後只好用 JavaScript 在前端做動作辨識。

Knowledge from Lecture

• Raspberry Pi 4 環境架設
• MediaPipe 動作辨識：參考了 Playing Classic Game with Body Gestures using Pose Detection，感謝第八組組員提供協助
• Flask
• JavaScript
• Python

Installation

• 請先安裝需要的模組

  • pip install requests
  • pip install python-dotenv
  • pip install beautifulsoup4
  • pip install pyttsx3
  • pip install flask
  • pip install python-vlc

• 在樹梅派輸入指令，下載專案

  • 如果之前都沒有用過 git 指令的話，可以先下載
    • sudo apt install git
  • git clone https://github.com/NCNU-OpenSource/Let-K-Pop-Wake-You-Up.git

• 因為天氣爬蟲需要會員的私人金鑰才能使用，請先參考以下步驟設定

天氣爬蟲的金鑰設定

天氣的爬蟲參考了中央氣象局 Open API 取得當地的天氣狀況

• 首先，進入中央氣象局的氣象資料開放平台，註冊帳號。

• 登入按下去就對了。

• 按加入會員。

• 同意按下去就對了。

• 填完送出，等收到郵件。

• 郵件長這樣，按成為正式會員。

• 回到網站登入，然後就可以取得授權碼了。

• 取得授權碼後，參考上面網址提供的程式碼。

• import 那行再加這個

  • from dotenv import load_dotenv

• 然後程式碼裡面再加這行。

  • load_dotenv()

• 看起來像這樣，或是可以直接用我們的檔案。

• 開一個 .env 檔案，把金鑰放在 .env 檔案中，避免你的金鑰就這樣被看光光。

  • OPEN_API=<你的金鑰>
    

  • 這裡的 OPEN_API 可以根據自己的需求更改，但程式碼中"Authorization": os.getenv('OPEN_API') 這裡的 OPEN_API 也要一起改。
  • .env 就叫 .env 就好，不要在前面亂加字

• 這裡可以選擇要找哪個縣市的

  • 改這裡，記得只能從上面的 locations 選擇要查詢的地點。

  • text='南投縣'
    

Usage

• 手機、筆電、Raspberry Pi 4 都要連到同一個 Wi-Fi

• 把 Raspberry Pi 4 開機並接上音響

• 先找 Raspberry Pi 4 的 ip 位址

  • hostname -I
  • 或是 ifconfig 也可以

• 進入檔案

  • cd Let-K-Pop-Wake-You-Up

• 執行

  • python app.py

• 在電腦的瀏覽器打入 <Raspberry Pi 4 的 ip>:5000

  • 如果鏡頭無法開啟請參考以下方法

如何讓 Chrome 瀏覽器允許 http 打開鏡頭及麥克風

參考資料

• 進入 Google 瀏覽器的實驗性功能（直接複製網址貼上就好）
  • chrome://flags/#unsafely-treat-insecure-origin-as-secure
• 在 Insecure origins treated as secure（黃色底的那邊）填入
  • http://<你的 Raspberry Pi 4 ip>:5000
• 把「已停用」改成「已啟用」，如下圖所示
  • 

• 再來就是用手機鬧鐘發送 http 請求給樹莓派啦

透過 iPhone 的快捷指令發送 http 請求至樹莓派

步驟 1：準備樹莓派的 Flask Server

1. 在 Flask server 中設定好 /alarm 的路由並確保能接收 HTTP POST 請求。
2. 確保樹莓派和手機在同一 Wi-Fi 網路中，並知道其 IP 地址。如果樹莓派的 IP 地址是 192.168.100.79，那麼完整的 URL 是： http://192.168.100.79:5000/alarm

步驟 2：在 iPhone 上設定快捷指令

1. 打開「快捷指令 (Shortcuts)」App。
2. 點擊右上角的 +，創建一個新快捷指令。
3. 添加「取得 URL 的內容 (Get Contents of URL)」操作，並設置：

• URL：輸入: http://<Raspberry Pi 4 的 ip>:5000/alarm
• 方法 (Method)：選擇 POST。

步驟 3：整合快捷指令與鬧鐘

1. 打開快捷指令 App，進入「自動化」功能。點擊 +，建立「個人自動化」。
2. 設定鬧鐘觸發事件，添加剛剛建立的快捷指令，保存並啟用自動化。

安卓要透過專案中的 alarm.html 發送 http 請求

• 請用手機開啟http://<Raspberry Pi 4 的 ip>:5000/alarm
• 設定你想要的時間、星期，並按下 Add Alarm

Job Assignment

學號	姓名	分工
111213008	楊璇蓁	圖片音樂剪輯、程式整合、MediaPipe 動作辨識、README 撰寫
111213009	黃昕	ppt 製作、找音效、程式整合、README 撰寫
111213034	孫睿君	UI、最後影片 Demo、程式整合、MediaPipe 動作辨識、README 撰寫、樹莓派環境架設
111213086	陳莉榛	UI、爬蟲、資料庫(最後未實現)、簡報製作
111213089	徐碧君	UI、爬蟲、資料庫(最後未實現)、簡報製作

特別感謝

• 漢偉學長
• 柏瑋學長
• 第八組的組員
• ChatGPT
• 感謝 MOLi 提供 Raspberry Pi 4 讓我們不用花錢花時間

References

• https://blog.csdn.net/qq_43530326/article/details/130974058
• https://github.com/NCNU-OpenSource/BobyGamer
• https://gist.github.com/louis70109/d165be10be06d71708804e89410c969e