#本片教程介绍了具体如何实现天猫精灵控制一个灯。
前提：
HASS平台
- 你已经搭建一个可以在公网IP访问到的HASS平台--- 我用的是租了阿里云服务器，买了个域名，ubuntu1604系统
- 你已经搭建一个可以在公网IP访问到的MQTT服务器----没有好的话也可以使用官方测试用的服务器凑合下
- 在HASS论坛注册一个账户和密码---- 一般人不给注册，你需要给管理员发送邮件证明你会基本的HASS搭建（这都不会玩个蛇）
天猫精灵
- 花60元在咸鱼买个二手的 天猫精灵-方糖 （官网89元新的）
- 下载天猫精灵手机APP，绑定自己的 天猫精灵-方糖
ESP8266模块
- 随便找个能够使用arduino ide 开发的ESP8266（这里使用的是 esp8266 d1 pro min 14元）
- 一个继电器，控制台灯开和关
运行服务器
- 远程登录阿里云服务器
2 为了防止关闭远程访问，而导致正在运行的程序跟着关闭，开启一个screen背后运行
首先查一下正在运行的screen
screen -ls
这里发现已经有一个背后运行的screen（里面是我之前开启的mqtt和hass程序）
screen -r 1102 # 查询指定编号的screen里运行的程序
然后来到 编号为1102的screen下面
- 如果想创建一个也可以
- screen -r 1102
- exit
- 执行完上面两句，代号1102的screen就被销毁了
- screen -S hass_mqtt #开启一个名字为hass_mqtt 的screen的背后运行
- 所有在hass_mqtt 下面开启的程序不会随着远程访问断开而跟随关闭，会独立运行。
3运行 mqtt 服务器
上一步，我们已经来到 编号为1102的screen下面（或者你新建的screen下面）
进入 emqtt 文件路径下
cd Dongdong/emqttd
命令行进入路径，开启mqtt服务
./bin/emqttd start
- ./bin/emqttd stop 关闭命令
4 运行hass
hass
回车开始运行
5 查看hass
打开谷歌游览器
输入 域名：8123
密码
看到自己的页面
图中是我默认添加的两个测试设备
一 HASS配置-发现灯设备
目的：告诉HASS平台，现在有一个新的设备---灯要被你控制管理
手动添加模式
0 打开配置文件手动配置HASS要连接的MQTT服务器
这里两个选择
一 蹭一下别人的mqtt服务器
二 直接在HASS的服务器上运行一个，这里我安装了EMQ版本的MQTT服务器，所以网址是本地的MQTT服务器 127.0.0.1：1883
# configuration.yaml配置样例 mqtt: # MQTT Broker的IP地址或者域名，这里蹭的官网测试服务器 #broker: broker.mqtt-dashboard.com
#我在hass同一个服务器上，开了一个MQTT服务器
broker: 127.0.0.1
# MQTT Broker的端口号，缺省为1883 port: 1883 #client_id: home-assistant-1 # 用户名 不用设置 #username: homeassistant # 密码 不用设置 #password: 123456
1 打开配置文件手动增加一个设备
platform: mqtt
name: "light_on"
state_topic: "hachina/rgb1/light/status"
command_topic: "hachina/rgb1/light/switch"
brightness_state_topic: "hachina/rgb1/brightness/status"
brightness_command_topic: "hachina/rgb1/brightness/set"
rgb_state_topic: "hachina/rgb1/rgb/status"
rgb_command_topic: "hachina/rgb1/rgb/set"
state_value_template: "{{ value_json.state }}"
brightness_value_template: "{{ value_json.brightness }}"
rgb_value_template: "{{ value_json.rgb | join(',') }}"
qos: 0
payload_on: "ON"
payload_off: "OFF"
optimistic: false
手动添加的需要重启 hass服务。
自动添加模式
0 HASS配置要连接的MQTT服务器
1 HASS配置文件中开启自动发现设备。
# configuration.yaml配置样例 mqtt: # MQTT Broker的IP地址或者域名，这里蹭的官网测试服务器 #broker: broker.mqtt-dashboard.com #我在hass同一个服务器上，开了一个MQTT服务器 broker: 127.0.0.1 # MQTT Broker的端口号，缺省为1883 port: 1883 #client_id: home-assistant-1 # 用户名 不用设置 #username: homeassistant # 密码 不用设置 #password: 123456
2 ESP8266 WIFI模块（灯）发送自己的配置信息给HASS的配置话题。
hass配置话题 位置
homeassistant/light/garden/config
garden可以随意换--设备ID
发送的配置信息
{"name": "light_on", "command_topic": "hachina/rgb1/light/switch", "state_topic": "hachina/rgb1/light/status","brightness_command_topic": "hachina/rgb1/brightness/set", "brightness_state_topic": "hachina/rgb1/brightness/status","rgb_command_topic": "hachina/rgb1/rgb/set","rgb_state_topic": "hachina/rgb1/rgb/status","state_value_template": "{{ value_json.state }}","brightness_value_template": "{{ value_json.brightness }}","rgb_value_template": "{{ value_json.rgb | join(',') }}","optimistic": false}
然后可以看到 HASS平台上多了一个灯 light_on（其他两个设备忽略）
light_on是我用esp8266自动注册的一个只有开关状态的灯
TestLed2_light_MQTT是我手动在配置文件中添加的灯，具备开关 颜色 亮度
上述两个灯除了名字不一样，其他接收开关的话题我设置成一摸一样。
可以直接用HASS来控制灯
手机HASS app
编辑--添加设备--里面有个我们自定义的灯设备 light_on--添加进来
短按开关，长按跳出颜色控制板块
下一步，接入天猫精灵，使用语音间接控制HASS的设备(HASS自带语音识别和播放服务，也可使用)
二 天猫精灵添加灯设备--将HASS上发现的灯设备添加到天猫精灵上，从而确保猫精间接通过HASS来控制灯
疑问： 为何猫精不直接控制灯？
世界灯种类千千万，鬼知道你这是什么灯，所以具体控制业务由专门开发智能家居的公司来搞，猫精只负责把语音控制解析信息给智能家居平台公司，由他们自己去控制自己平台下的灯。
1 登陆hass论坛，注册账户和密码
https://bbs.hassbian.com
2打开天猫精灵APP，在智能家居---绑定平台账号----绑定HASS账户和密码
这样猫精就和HASS这个具体的智能家居公司对接起来了（然而HASS不是一个公司，是一个开源项目，申请成为开发合作者）
3将HASS上已有的设备同步到天猫精灵手机APP-智能家居控制列表里，从而使得猫精间接通过HASS控制我们的灯
具体过程：
打开HASS论坛架设的配置网址
https://bbs.hassbian.com/tmall/discovery.php
输入自己的HASS地址和密码信息，进入自己的HASS设备管理
将第一步HASS发现的ID为 light_on的灯添加到天猫精灵设备管理中。
选择增加--真实设备
设置灯的信息
这里 天猫精灵看到hass上有三个设备
只具备 开关 不具备颜色 亮度支持
只具备 开关 不具备颜色 亮度支持
具备 开关 颜色 亮度
这里我们先添加个功能完全的
完成后，多出一个彩灯设备
打开天猫精灵APP，在智能家居中发现，多出一个彩灯设备（我已经在app里重新改名字，截图不是）
为了提高语音识别准确度，我按照天猫精灵APP的设置重新取了名字 --- 卧室的灯。
就这样，语音告诉猫精开灯，猫精解析语音后告诉HASS平台，去开哪盏灯。
-------------------------------------------------------------------------
hass是个智能家居管理平台，可以介入各种设备，具体怎么控制灯，这里需要借助MQTT通信协议和服务。
MQTT服务典型： 我想和女朋友说“我爱你”，并不是我直接告诉她，而是我在 “love”这个话题下，发布了“我爱你”这个消息，她订阅“love”话题，这样每次从“love”这个话题下，接收到“我爱你”的消息
这种服务好在哪： 凡是订阅这个话题的人，都能收到同样的消息，反之，也都可以往这个话题发消息。就像QQ和微信讨论组一样。
-------------------------------------------------------------------------
HASS接收到开哪个灯命令后，找到这个灯的信息，把开关，颜色，亮度控制命令通过MQTT放在指定话题上，等待灯来这个话题上取消息。
这个灯如何取到消息？
1能联网----这里选择ESP8266 wifi模块
2能使用MQTT-- esp8266 在 aruino ide开发平台 下有现成的MQTT通信库。使用这个库可以很轻易从对应话题拿到想要的数据。
3能当单片机控制-- ESP8266可以当一块单片机 开发，外接继电器可以控制220V的开和关。
三 对接现实世界------ESP8266程序
烧录时板型选择信息（根据自己使用的ESP866 wifi板类型）
两种控制模式：
1 使用HASS网页版或者手机APP直接控制
开关
亮度
颜色
2 天猫精灵语音控制hass，间接控制灯
天猫精灵 打开卧室的的灯
天猫精灵 关闭卧室的的灯
天猫精灵 将卧室的的灯颜色调成红色
天猫精灵 将卧室的的灯亮度调为60
ESP8266串口打印输出：
程序功能：
- 连接指定MQTT服务器
- 在hass约定好的配置话题上发送ESP8266自己的配置信息，从而HASS注册这个灯设备
- HASS注册设备后，将开灯关闭，颜色，亮度等控制信息发送到对应约定好的话题上，ESP8266wifi模块到对应话题取出命令，控制继电器开关台灯
未来扩展：
- 增加一键配网，可灵活修改WIFI信息
- 增加flash保存WIFI联网信息，断后电重新自动连接上次记录的WIFI信息
- 增加触摸开关，从而开关本身+HASS软件+天猫语音三者都能独立控制开关，同时彼此更新开关状态
- 完善电路，可控硅代替继电器，电路微薄化处理，做成玻璃面板，好看美观
目前bug
由于ESP本身内存小，无法发送太多信息。只能发送简单的开关
警告：
自动发现设备的时候，一定要改配置话题第三个参数ID，
- 跟换设备名没关系。设备名重复，ID不重复，可以添加。
- ID重复，不管设备名重复不重复，只能有一个
第一个设备 名字 RGBlight ID garden 存在
homeassistant/light/garden/config
{"name": "RGBlight", "command_topic": "hachina/rgb1/light/switch",
第二个设备 名字light ID garden1 存在
homeassistant/light/garden1/config
{"name": "light", "command_topic": "hachina/rgb1/light/switch",
第三个设备 名字light ID garden2 存在
homeassistant/light/garden2/config
{"name": "light", "command_topic": "hachina/rgb1/light/switch",
第四个设备 名字light ID garden 不存在
homeassistant/light/garden/config
{"name": "light", "command_topic": "hachina/rgb1/light/switch",
ID和第一个配置ID冲突，只能存在一个
esp8266烧录代码
/***************************************************
****************************************************/
#include <ESP8266WiFi.h>
#include "Adafruit_MQTT.h"
#include "Adafruit_MQTT_Client.h"
/*-------------------------------------------------------------------------------------------
* 配置WIFI信息
*------------------------------------------------------------------------------------------*/
#define WLAN_SSID "dongdong"
#define WLAN_PASS "ldd123456"
/*-------------------------------------------------------------------------------------------
* 配置MQTT服务器信息
*------------------------------------------------------------------------------------------*/
//#define AIO_SERVER "io.adafruit.com" // 不稳定
//#define AIO_SERVER "broker.mqtt-dashboard.com" // 稳定
#define AIO_SERVER "自己的mqtt服务器地址"
#define AIO_SERVERPORT 1883 // use 8883 for SSL
#define AIO_USERNAME ""
#define AIO_KEY ""
/*-------------------------------------------------------------------------------------------
* 配置外接设备
*------------------------------------------------------------------------------------------*/
// 灯的接口 D4口-继电器
int Light_d1 = D4;
/*-------------------------------------------------------------------------------------------
* 开启MQTT服务
*------------------------------------------------------------------------------------------*/
// Create an ESP8266 WiFiClient class to connect to the MQTT server.
WiFiClient client;
// Setup the MQTT client class by passing in the WiFi client and MQTT server and login details.
Adafruit_MQTT_Client mqtt(&client, AIO_SERVER, AIO_SERVERPORT, AIO_USERNAME, AIO_USERNAME, AIO_KEY);
/*-------------------------------------------------------------------------------------------
-由于MQTT发布信息有长度限制 130个左右，不能一次性发送太多自身配置信息,因此发杂的设备无法注册
*/
// 发送自身配置信息 开关
// 名字
String name_s="light_on";
// 接收开关命令话题
String command_topic_s="hachina/rgb1/light/switch";
// 自身开关状态发布话题
String state_topic_s = "hachina/rgb1/light/status";
// 接收亮度命令话题
String brightness_command_topic_s="hachina/rgb1/brightness/set";
// 自身亮度发布话题
String brightness_state_topic_s="hachina/rgb1/brightness/status";
// 接收颜色命令话题
String rgb_command_topic_s="hachina/rgb1/rgb/set";
// 自身颜色状态发布话题
String rgb_state_topic_s="hachina/rgb1/rgb/status";
// 话题可以性
String optimistic_c="false";
// 可用1 注册一个只有开关的灯 没有亮度和颜色
String my_config_s=
String("{"name":"")+ name_s
+String("","command_topic":"")+command_topic_s
+String("","state_topic":"")+state_topic_s
//+String("","brightness_command_topic":"")+brightness_command_topic_s
//+String("","brightness_state_topic":"")+brightness_state_topic_s
//+String("","rgb_command_topic_topic":"")+rgb_command_topic_s
//+String("","rgb_state_topic":"")+rgb_state_topic_s
+String("","optimistic":"")+optimistic_c
+String(""}");
String hass_config_s1="homeassistant/light/garden/config";
// 发布自己的配置信息
Adafruit_MQTT_Publish hass_config = Adafruit_MQTT_Publish(&mqtt, AIO_USERNAME "homeassistant/light/garden/config");
// 发布自己的开关信息
Adafruit_MQTT_Publish state_topic = Adafruit_MQTT_Publish(&mqtt, AIO_USERNAME "hachina/rgb1/light/status");
//发布自己的亮度信息
Adafruit_MQTT_Publish brightness_state_topic = Adafruit_MQTT_Publish(&mqtt, AIO_USERNAME "hachina/rgb1/brightness/status");
//发布自己的颜色信息
Adafruit_MQTT_Publish rgb_state_topic = Adafruit_MQTT_Publish(&mqtt, AIO_USERNAME "hachina/rgb1/rgb/status");
/*-------------------------------------------------------------------------------------------
* 功能：订阅开关信息
* 输入：颜色数据
* 输出：空
*------------------------------------------------------------------------------------------*/
//订阅开关命令
Adafruit_MQTT_Subscribe command_topic = Adafruit_MQTT_Subscribe(&mqtt, AIO_USERNAME "hachina/rgb1/light/switch", MQTT_QOS_1);
//订阅亮度命令
Adafruit_MQTT_Subscribe brightness_command_topic = Adafruit_MQTT_Subscribe(&mqtt, AIO_USERNAME "hachina/rgb1/brightness/set", MQTT_QOS_1);
//订阅颜色命令
Adafruit_MQTT_Subscribe rgb_command_topic = Adafruit_MQTT_Subscribe(&mqtt, AIO_USERNAME "hachina/rgb1/rgb/set", MQTT_QOS_1);
/*************************** 接受信息订阅函数 ************************************/
/*-------------------------------------------------------------------------------------------
* 功能：接收开关命令回掉函数
* on 开灯 off 关灯
* 输入：接收数据+数据长度
* 输出：空
*------------------------------------------------------------------------------------------*/
void command_topic_call(char *data, uint16_t len) {
Serial.print("the button value is: ");
Serial.println(data);
String msg=String(data);
if(msg=="ON") { Serial.println("light is open");
digitalWrite(Light_d1, HIGH);
if (! state_topic.publish("ON")) {
Serial.println(F("state_topic.publish Failed"));
} else {
Serial.println(F("state_topic.publish ON!"));
}
}
if(msg=="OFF") { Serial.println("light is close");
digitalWrite(Light_d1, LOW);
if (! state_topic.publish("OFF")) {
Serial.println(F("state_topic.publish Failed"));
} else {
Serial.println(F("state_topic.publish OFF!"));
}
}
}
/*-------------------------------------------------------------------------------------------
* 功能：接收亮度命令回掉函数
* 向电脑打印输出亮度值 0-255
* 输入：亮度数据
* 输出：空
*------------------------------------------------------------------------------------------*/
void brightness_command_topic_call(double x) {
Serial.print("Hey we're in a slider callback, the slider value is: ");
Serial.println(x);
if (! brightness_state_topic.publish(x)) {
Serial.println(F("brightness_state_topic.publish Failed"));
} else {
Serial.print(F("brightness_state_topic.publish "));Serial.println(x);
}
}
/*-------------------------------------------------------------------------------------------
* 功能：接收颜色命令回掉函数
* 向电脑打印输出亮度值 255，255，255
* 输入：颜色数据
* 输出：空
*------------------------------------------------------------------------------------------*/
void rgb_command_topic_call(char *data, uint16_t len) {
Serial.print("the button value is: ");
Serial.println(data);
}
void setup() {
pinMode(Light_d1, OUTPUT);
digitalWrite(Light_d1, LOW);
Serial.begin(115200);
delay(10);
Serial.println(F("Adafruit MQTT demo"));
// Connect to WiFi access point.
Serial.println(); Serial.println();
Serial.print("Connecting to ");
Serial.println(WLAN_SSID);
WiFi.begin(WLAN_SSID, WLAN_PASS);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println();
Serial.println("WiFi connected");
Serial.println("IP address: "); Serial.println(WiFi.localIP());
// 配置信息转换
// strcpy( my_config_c, my_config.c_str());
// 回掉函数
command_topic.setCallback(command_topic_call);
brightness_command_topic.setCallback(brightness_command_topic_call);
rgb_command_topic.setCallback(rgb_command_topic_call);
// 订阅话题注册
mqtt.subscribe(&command_topic);
mqtt.subscribe(&brightness_command_topic);
mqtt.subscribe(&rgb_command_topic);
}
uint32_t x=0;
void loop() {
MQTT_connect();
// this is our 'wait for incoming subscription packets and callback em' busy subloop
// try to spend your time here:
mqtt.processPackets(10000);
// ping the server to keep the mqtt connection alive
// NOT required if you are publishing once every KEEPALIVE seconds
if(! mqtt.ping()) {
mqtt.disconnect();
}
}
// Function to connect and reconnect as necessary to the MQTT server.
// Should be called in the loop function and it will take care if connecting.
void MQTT_connect() {
int8_t ret;
// Stop if already connected.
if (mqtt.connected()) {
return;
}
Serial.print("Connecting to MQTT... ");
uint8_t retries = 3;
while ((ret = mqtt.connect()) != 0) { // connect will return 0 for connected
Serial.println(mqtt.connectErrorString(ret));
Serial.println("Retrying MQTT connection in 3 seconds...");
mqtt.disconnect();
delay(3000); // wait 10 seconds
retries--;
if (retries == 0) {
// basically die and wait for WDT to reset me
while (1);
// ESP.wdtFeed();
}
}
Serial.println("MQTT Connected!");
hass_config.publish(my_config_s.c_str());
// 内存不够大 ，一直重启 只能注册个简单的有开关功能
Serial.println(my_config_s);
}
程序烧录后，ESP一直触发看门狗重启，是MQTT库默认允许发送数据最大长度引起的.
打开mqttq库文件源代码，修改。
注意修改 esp8266 mqtt库允许发送最大的 数据长度（默认 150），修改为1024
然后还是没什用，报错 但是最大只能传送约 130个char
这意味着通过MQTT自动配置，只能发送 开关的信息，颜色和亮度信息发送不了。需手动添加，后者使用手机MQTT调试助手发过去，长度最大限制1024。