Python利用AIML和Tornado搭建聊天机器人微信订阅号

AIML ，全名为Artificial Intelligence Markup Language（人工智能标记语言），是一种创建自然语言软件代理的XML语言，是由Richard Wallace和世界各地的自由软件社区在1995年至2002年发明的。

它的雏形是一个名为”A.L.I.C.E.” (“Artificial Linguistic Internet Computer Entity”)的高度扩展的Eliza机器人。ALICE总共赢得3次每年度的Loebner奖，并且在2004年获得了Chatterbox Challenge的冠军。由于A.L.I.C.E. 的AIML设置是在GNU GPL协议下发布的，所以已经有许多基于该程序和AIML库的“克隆ALICE”出现。目前AIML已经有了Java，Ruby，Python， C ，C#，Pascal等语言的版本。

Tornado 是 FriendFeed 使用的可扩展的非阻塞式 web 服务器及其相关工具的开源版本。这个 Web 框架看起来有些像 web.py 或者 Google 的 webapp，不过为了能有效利用非阻塞式服务器环境，这个 Web 框架还包含了一些相关的有用工具和优化。

Tornado 和现在的主流 Web 服务器框架（包括大多数 Python 的框架）有着明显的区别：它是非阻塞式服务器，而且速度相当快。得利于其非阻塞的方式和对 epoll 的运用，Tornado 每秒可以处理数以千计的连接，这意味着对于实时 Web 服务来说，Tornado 是一个理想的 Web 框架。我们开发这个 Web 服务器的主要目的就是为了处理 FriendFeed 的实时功能 ——在 FriendFeed 的应用里每一个活动用户都会保持着一个服务器连接。

微信公众平台 是运营者通过公众号为微信用户提供资讯和服务的平台，而公众平台开发接口则是提供服务的基础，开发者在公众平台网站中创建公众号、获取接口权限后，可以通过阅读本接口文档来帮助开发。

Python可以很方便地利用Tornado框架以及AIML搭建一个聊天机器人微信公众号，本文简单介绍下如何用Python编写简单的聊天机器人。不过由于目前AIML上缺少高质量的中文语料库而不支持中文聊天。因此本文搭建的为英文聊天机器人。

此搭建方式需要一台具有固定公网ip地址的主机一台。也可以利用现有的云主机或者云平台，例如 sina app engine 。

此微信订阅号的完整源代码可以通过此链接下载:聊天机器人订阅号源代码。

1 实现效果

搭建的微信订阅号可以直接回复用户发送的英文消息与用户聊天。

我自己搭建了一个订阅号CuriousGuys，可以添加此订阅号后直接发送英文消息。
要添加CuriousGuys可以直接扫码：

效果截图：

2 安装相关Python库

需要用到Tornado以及aiml库。

Linux下安装Tornado可以直接用以下脚本：

pip install tornado

其它操作系统下安装Tornado可以参考Tornado官方网站。

Linux下安装aiml也可以直接pip安装：

pip install aiml

其它操作系统下的安装请参考AIML官方网站。

3 获取alice资源

Python aiml安装完成后在Python安装目录下的 Lib/site-packages/aiml下会有alice子目录，将此目录复制到工作区。
或者在Google code上下载alice brain: aiml-en-us-foundation-alice.v1-9.zip

4 订阅号申请

要搭建订阅号，需要在微信官网进行注册，注册网址:微信公众平台。

目前个人用户可以免费申请微信订阅号，虽然很多权限申请不到，但是基本的消息回复是没有问题的。

5 服务器接入

具体的接入步骤可以参考官网上的接入指南。

本订阅号的配置为：

配置里的URL为服务器提供订阅号后台的url路径，本文用到的源代码配置的是 http://server_ip/wx 其中 server_ip 是运行源代码的主机的公网ip地址。这个可以通过修改源代码里的config.py来配置。

Token 可以设置为任意字符串，不过要将源代码config.py里的settings[‘wx_token’]改为设置的字符串。

EncodingAESKey 可以选择随机生成。

消息加密方式可以设置为比较简单的明文模式。

接受并处理微信服务器发送的接入请求的关键代码为Tornado的一个Handle(在源代码里的handle/wx.py中)：

class WX(tornado.web.RequestHandler):def get(self):signature = self.get_argument('signature', 'default')timestamp = self.get_argument('timestamp', 'default')nonce = self.get_argument('nonce', 'default')echostr = self.get_argument('echostr', 'default')if config.settings['wx_test'] or (signature != 'default' and timestamp != 'default' and nonce != 'default' and echostr != 'default' and check_wx_request(signature, timestamp, nonce)):self.write(echostr)else:self.write('Not Open')

此代码的作用就是验证消息是来自微信官方服务器后直接返回echostr。

配置好程序源代码后运行，确认运行无误后再点击提交，如果程序运行没问题，会显示接入成功。

6 程序编写

关键部分为利用aiml回复用户发送的消息。

aiml载入语料库的代码为(在config.py中)：

import aiml
cur_dir = os.getcwd()
print 'cur_dir:', cur_dir
os.chdir('./res/alice')
alice = aiml.Kernel()
alice.learn("startup.xml")
alice.respond('LOAD ALICE')
os.chdir(cur_dir)
print 'cur_dir:', os.getcwd()

服务器回复用户消息的关键代码为(在handle/wx.py中):

# -*- coding: utf-8 -*-
import tornado.escape
import tornado.webfrom BaseHTTPServer import HTTPServer
import base64
import sys
import json
import timeimport config
import time
import hashlib
import urllib
import os
import randomfrom util.xml2json import *# 处理xml格式的用户消息
def wx_proc_msg(msg_body):try:jmsg = xml2json(msg_body)msgjson = json.loads(jmsg)msg = msgjson['xml']MsgType = msg['MsgType']main_content = {}main_content['MsgType'] = msg['MsgType']main_content['CreateTime'] = msg['CreateTime']main_content['ToUserName'] = msg['FromUserName']main_content['FromUserName'] = msg['ToUserName']if MsgType == 'text':req = msg['Content']respond = config.alice.respond(req)if respond == None or len(respond) < 1:respond = '''Sorry I can't understand you'''main_content['Content'] = respondresult = {}result['xml'] = main_content.copy()result = json2xml(result)return resultelif MsgType == 'image':main_content['MsgType'] = 'text'main_content['Content'] = '''Sorry I can't read picture.'''result = {}result['xml'] = main_contentreturn json2xml(result)elif MsgType == 'voice':passelif MsgType == 'video':passelif MsgType == 'shortvideo':passelif MsgType == 'location':passelif MsgType == 'link':passelse:passexcept Exception, e:print 'Error when process this message:', msg_bodyprint ereturn ''# 验证消息是否来自微信官方服务器
def check_wx_request(signature, timestamp, nonce):token = config.settings['wx_token']arr = [token, timestamp, nonce]arr.sort()sh = hashlib.sha1(arr[0] + arr[1] + arr[2]).hexdigest()if sh == signature:return Trueelse:return False# Tornado的Handle，用于接收并处理用户消息
class WX(tornado.web.RequestHandler):def post(self):signature = self.get_argument('signature', 'default')timestamp = self.get_argument('timestamp', 'default')nonce = self.get_argument('nonce', 'default')if config.settings['wx_test'] or (signature != 'default' and timestamp != 'default' and nonce != 'default' and check_wx_request(signature, timestamp, nonce)):body = self.request.bodytry:self.write(wx_proc_msg(body))except IOError, e:return

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