用树莓派Pico W创建自己的Slack机器人

原作:Sandeep Mistry 

编译:IoT前哨站

Slack是一款在线协作软件,可以让你与团队成员进行聊天、文件传送、语音/视频通话等功能。Slack还可以整合多种工具和服务,如电子邮件、Google Drives、Twitter、Trello等,以提高工作效率和自动化任务。Slack是世界各地公司和个人的首选平台,拥有超过20万付费客户和77个财富100强企业的使用者。它有App方便大家在手机或平板电脑上使用。

这次要实现的树莓派Pico W远程控制机器人,简单来说,就是我们在手机上用Slack发消息,指挥Pico W帮我们干活。

Slack 的 chat.postMessage API 可将消息从开发板发送到 Slack 频道。Slack 为应用和机器人提供了一个事件 API,用于响应 Slack 上的活动。由于开发板不能从公共互联网直接访问,因此无法使用公共 HTTP webhook。我们必须使用Slack 的Socket Mode。Socket Mode使应用和机器人能够使用动态的WebSocket 接收事件。动态套接字连接的URL可以通过Slack的apps.connections.open API获取。

Pico W与Slack API 接收事件和发送消息的通信机制:

要完成上述操作,你必须先有Slack令牌。

配置 Slack

在 Web 浏览器中,访问 https://api.slack.com/apps 并使用您的 Slack 凭据登录。单击“创建新应用”按钮。

单击“从头开始”选项。

输入应用程序的名称(例如“Pico W”),为应用程序选择一个工作区,然后单击“创建应用程序”按钮。

单击左侧的“Socket Mode”部分,然后单击切换到“启用Socket Mode”。


输入应用级令牌的“Token Name”,例如“Pico W app”,然后单击“生成”按钮。

生成并显示应用级令牌,复制该值并保存以备将来使用,然后单击“完成”按钮。

单击左侧的“OAuth 和权限”部分,向下滚动到“Scopes”部分,然后单击“添加 OAuth 范围”按钮。

添加“app mention:read”权限。

添加“chat:write”权限。

单击左侧的“事件订阅”部分,然后单击“启用事件”开关。

展开“订阅bot事件”部分并单击“添加bot用户事件”按钮。

选择“app_mention”。

点击右下角的“保存更改”按钮。

点击左侧的“基本信息”部分,然后点击“请求安装”按钮。

填写“简短描述”,选择“背景颜色”,点击“保存更改”按钮

工作区管理员可以批准申请。然后转到“基本信息”部分,单击“安装到工作区”按钮。

安装完成后,单击左侧的“OAuth & Permissions”部分,滚动到“工作区的OAuth Token”部分,然后复制“Bot User OAuth Token”值并保存以供将来参考。

现在你有了一个应用程序级别的令牌值和一个Slack应用程序的Bot用户OAuth令牌值,可以在Raspberry Pi Pico W板上使用。

基于 MicroPython 的 Slack 机器人

MicroPython 为许多基于 Arm Cortex-M 的微控制器提供 Python 3 实现,包括 Raspberry Pi Pico W 板上的 Raspberry Pi RP2040。

Thonny IDE 将用于安装 MicroPython 并将代码上传到 Raspberry Pico W 板。从 Thonny 主页下载适用于您的计算机的操作系统 (OS) 专用版本的 Thonny。在撰写本指南时,Thonny 4.1.2 是最新版本。

用Thonny刷好MicroPython以后,将 GitHub 中的代码下载到计算机上的文件夹。

相关代码:

https://github.com/IoToutpost/example-of-a-slackbot-for-pico-w

打开 Raspberry Pi Pico W 板上的 config.py 文件,填写 Wi-Fi 网络的 SSID 和密码,以及之前配置的 Slack 应用和机器人令牌。

打开树莓派Pi Pico W板上的 main.py 文件,然后按绿色的播放按钮运行应用程序。如果一切配置正确,开发板现在将连接到您的 Wi-Fi 网络,然后连接到 Slack。

基于 C 语言的 Slack 机器人

对于 C 版本,以下库将与 pico-sdk 一起使用:

  • FreeRTOS 内核 – 为网络堆栈提供实时操作系统 (RTOS)
  • lwIP – 用于 TCP/IP 通信
  • Mbed TLS – 用于 TLS 通信
  • coreHTTP – 用于 HTTP 客户端
  • cJSON – 用于解析和序列化 JSON 数据

使用 Raspberry Pi 的 Pico SDK 和所需的工具链设置您的计算机。有关更多信息,请参阅 Raspberry Pi Pico 入门指南。

在终端窗口中,设置 PICO_SDK 环境变量:

export PICO_SDK_PATH=/path/to/pico-sdk

将目录更改为下载示例代码的位置,然后将目录更改为文件夹:pico-sdk

cd path/to/example-of-a-slackbot-for-pico-w

cd pico-sdk

创建一个构建目录,并将目录更改为该目录:

mkdir build

cd build

使用你的 Wi-Fi SSID 和密码以及 Slack 应用和机器人令牌运行,然后运行以编译应用程序:cmakemake

cmake .. -DPICO_BOARD=pico_w -DWIFI_SSID="<WIFI SSID>" -DWIFI_PASSWORD="<Wi-Fi Password" -DSLACK_APP_TOKEN="<Slack App Token>" -DSLACK_BOT_TOKEN="<Slack Bot Token>"

make

按住 Pico 板上的 BOOTSEL 按钮,同时使用 USB 电缆将板插入计算机。

将文件复制到挂载的Raspberry Pi Pico启动ROM磁盘:picow_slack_bot.uf2

按住 Pico 板上的 BOOTSEL 按钮,同时使用 USB 电缆将板插入计算机。

将文件复制到挂载的Raspberry Pi Pico启动ROM磁盘:picow_slack_bot.uf2

cp -a picow_slack_bot.uf2 /Volumes/RPI-RP2/.

使用串行监视器应用程序(如屏幕)查看主板的 USB 串行输出,将 /dev/cu.usbmodem00000000000001 替换为主板的路径:

screen /dev/cu.usbmodem0000000000001

如果一切配置正确,开发板现在将连接到您的 Wi-Fi 网络,然后连接到 Slack。

测试应用程序

在计算机上打开 Slack,并创建一个新的测试频道。在信息输入窗口中输入,然后点按绿色按钮或按回车键发送。@<name of Slack app> LED on

在 Slack 中向 Pico W 发送第一条消息

由于 Pico W 不在频道中,系统将提示您添加它们。点击“邀请他们”按钮。

邀请Raspberry Pi Pico W加入频道

被邀请后,开发板将点亮 LED, 然后回复消息告知状态。您也可以尝试发送消息以关闭 LED。@<name of Slack app> LED off

Raspberry Pi Pico W 在 Slack 中收到指令并回复

结论

本指南介绍了通过Raspberry Pi Pico W上运行MicroPython和C应用程序,来与Slack API发送和接收消息。

示例应用程序代码可以接收并处理消息文本,以控制板载 LED,然后将 LED 的当前状态告知用户。

你可以在自己的Raspberry Pi Pico W上尝试一下,然后在示例代码的基础上构建更多功能,从而将 Slack 扩展到物理世界。

用树莓派Pico W做蓝牙遥控车

不然树莓派Pico W刚放出来那会,官方只对Wi-Fi做了支持,并未启用蓝牙功能。但这个小片片上有英飞凌的CYW43439无线模块,蓝牙、Wi-Fi都支持的。

经过漫长的等待,2023年6月,官方终于腾出手让这小片片功能全部释放。

你现在不需要再外接HC-05等其它模块,只需要原来的一片Pico W,就可以通过C语言或MicroPython来启用蓝牙了。

蓝牙在嵌入式领域有多重要,多好使,估计物联网和应用电子的从业者能跟你讲半天。

这次就让Kevin McAleer这位树莓派Pico W老粉,用MicroPython编程来给大家实践一下。

从蓝牙基础,一直跟你讲到蓝牙控制小车。深入浅出,精打实招。

https://mp.weixin.qq.com/s/EZic0V6Uba93gPiqRdGTBg

相关代码:

https://github.com/IoToutpost/pico_ble_remote

Raspberry Pi Pico W 蓝牙功能已获得固件支持

Raspberry Pi Pico W 发布后,一年时间已卖出 50 万片。有众多应用项目是用它来实现,例如用来架设网站、用来监看植物生长状态等。

不过,Pico W 的无线功能只开启了部份,只能使用 WiFi 功能,蓝牙功能仍关闭着,而 Pico W 上的英飞凌(Infineon)CYW43439 芯片其实是 WiFi、蓝牙功能都有的。不仅可以使用 2.4GHz 频段的 IEEE 802.11n WiFi,也可以使用 2.4GHz 频段的蓝牙 5.2,而且是经典 classic 蓝牙、BLE(Bluetooth Low Energy)蓝牙都可以用。

所以在 Pico W 推出时,就已经有人推测之后会再推出可以启动蓝牙功能的版本,或者是已经售出的 Pico W 可以透过固件更新重启蓝牙功能,而这个猜测果然没错。树莓派官方在 2023 年 6 月释出更新,可以让已经卖出的 Pico W 也能启用蓝牙。

注:其实 2023 年 2 月的 C SDK 1.5.0 就已经支持蓝牙,但相同时间 MicroPython 还没有支持。

Pico W 的 C SDK 是以 BSD 3-Clause 协议,MicroPython 则是采 MIT 协议。

Pico W 支持蓝牙现况说明

由于 Pico W 支持 C 语言和 MicroPython 语言的开发,两种版本都有更新,都可以启用蓝牙。C 语言是 1.5.1 版的软件开发工具包(SDK)上开始支持蓝牙,MicroPython 则是透过新建立(build)的固件来支持。

新版虽然支持经典蓝牙,但有一部份暂时不行,即 ACL(Asynchronous Connectionless Lin)与 SCO(Synchronous Connection Oriented Link),估计要更后续才可能完备。而在 BLE 方面,Pico W 可以扮演中央(central)角色也可以扮演外围(peripheral)角色。

更重要的是,并不是同时间只能选择使用经典蓝牙或 BLE 蓝牙,其实是可以两者同时启用的,不需要取舍。至于新版到底支持多少种蓝牙应用型态与通讯协议,可以直接上 GitHub 查看:

https://github.com/bluekitchen/btstack#supported-protocols-and-profiles

为了方便大家尽快启用Pico W的蓝牙功能,官方推荐可以参考 Pico W 的在线文件:

https://www.raspberrypi.com/documentation/microcontrollers/

另外也有一份指引可以快速导引创客用 Pico W 连上 Internet:

https://datasheets.raspberrypi.com/picow/connecting-to-the-internet-with-pico-w.pdf

Pico W 历经一年发展,大体可以看出其推进模式。首先,树莓派官方认为 WiFi 的需求会大于蓝牙,所以刚推出时只先支持 WiFi,之后再透过软件开发工具包与固件更新来补充支持蓝牙。

然后,由于软件开发工具包是在计算机上使用,加上 C 语言比较轻量,所以 C 语言的支持速度又比 MicroPython 快一点,MicroPython 是解释式程序语言,需要换替固件才能改变直译环境,也较吃硬件支持,所以支持的速度会慢于 C 语言。

或许未来树莓派也会开放 Pico W 上无线通信芯片,使创客撰写的程序可以直接跑在无线通信芯片上,而不一定非要跑在 RP2040 主控芯片上。