亞馬遜發(fā)布亞馬遜ECHO語(yǔ)音控制揚(yáng)聲器已經(jīng)快三年了，由于Alexa語(yǔ)音服務(wù)的驚人表現(xiàn)，揚(yáng)聲器的受歡迎程度繼續(xù)飆升，而且該平臺(tái)向開(kāi)發(fā)者開(kāi)放的事實(shí)導(dǎo)致了頂級(jí)電子制造商開(kāi)發(fā)與Alexa兼容的設(shè)備，以及幾家基于Alexa/亞馬遜ECHO的科技初創(chuàng)企業(yè)的誕生。

市場(chǎng)上有許多啟用Alexa的智能照明，但它們有點(diǎn)昂貴，所以在本教程中，我們學(xué)習(xí)使用ESP12E NodeMCU構(gòu)建我們自己的Alexa控制燈。在這個(gè)Alexa控制的家庭自動(dòng)化項(xiàng)目中，我們將使用ESP模塊來(lái)模擬WeMo開(kāi)關(guān)。

WeMo是Belkin公司開(kāi)發(fā)的一系列物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的名稱，主要包括可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)從任何地方控制的WeMo交換機(jī)。因此，將任何交流設(shè)備與WeMo開(kāi)關(guān)連接使該設(shè)備啟用物聯(lián)網(wǎng)。基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭自動(dòng)化現(xiàn)在非常流行，我們以前使用不同的控制器(如樹(shù)莓派，ESP8266， Arduino等)完成了許多物聯(lián)網(wǎng)家庭自動(dòng)化項(xiàng)目。

所需的材料

?NodeMCU ESP-12E(也可以使用ESP8266)

?繼電器模塊

?AC燈泡

?跳線

線路圖

亞馬遜Echo控制的家庭自動(dòng)化設(shè)備連接如下：

這里兩個(gè)繼電器模塊連接到NodeMCU來(lái)控制兩個(gè)家用電器。適配器或5v AC - DC轉(zhuǎn)換器提供的5v電源可用于為電路供電。我使用HiLink 5v SMPS提供電源。

整個(gè)裝置組裝在一個(gè)3D打印的盒子里，給它一個(gè)智能電器板的外觀。有一個(gè)燈泡座和一個(gè)插座，可以為電視等電器充電。組裝好的盒子如下圖所示。

用Amazon Echo Dot控制NodeMCU的方法

有幾種方法可以用來(lái)控制我們的ESP。下面列出了它們的特點(diǎn)

使用亞馬遜Alexa技能：此方法適用于知道如何創(chuàng)建技能且需要AWS服務(wù)知識(shí)的開(kāi)發(fā)人員。這是一個(gè)復(fù)雜而耗時(shí)的方法。

使用第三方服務(wù)：這種方法非常流行，我們已經(jīng)使用過(guò)很多次了。使用第三方服務(wù)，如IFTTT，我們可以觸發(fā)任何行動(dòng)，每當(dāng)我們收到來(lái)自Alexa的命令。這種方法很簡(jiǎn)單，但需要像Amazon Alexa + Webhooks這樣的兩種服務(wù)的集成。

使用已經(jīng)建立的技能：Alexa技能商店中已經(jīng)提供了一些智能家居技能。Sinric就是其中之一，它可以使任何設(shè)備成為自定義的Alexa智能家居設(shè)備。ESP板的庫(kù)可在github上獲得，并在Sinric網(wǎng)站上進(jìn)行一些配置，我們可以使用Alexa控制我們的設(shè)備。但是ESP板的代碼對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)很難理解，但它很容易使用。

使用虛擬交換機(jī)仿真庫(kù)：Alexa內(nèi)置了對(duì)philips Hue和Belkin WeMo等家用電器的支持。因此，一些開(kāi)發(fā)人員模仿這些平臺(tái)，并通過(guò)欺騙響應(yīng)來(lái)開(kāi)發(fā)自己版本的Phillips hue或WeMo，使其表現(xiàn)得像受支持的設(shè)備(如WeMo)一樣。

在本教程中，我們將使用這種虛擬交換機(jī)仿真技術(shù)，因此讓我們?cè)敿?xì)了解這種方法。

WeMo開(kāi)關(guān)仿真使用亞馬遜Alexa Echo Dot

WeMo設(shè)備使用UPnP(通用即插即用協(xié)議)在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。我們可以使用Wireshark網(wǎng)絡(luò)工具輕松跟蹤設(shè)備與Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)之間的通信。WeMo設(shè)備與Echo dot揚(yáng)聲器通信時(shí)，Wireshark用于收集報(bào)文。開(kāi)發(fā)人員發(fā)現(xiàn)，設(shè)備檢測(cè)功能從Echo開(kāi)始使用UPnP搜索WeMo設(shè)備。然后，設(shè)備通過(guò)UDP使用HTTP響應(yīng)設(shè)備的URL。Echo請(qǐng)求設(shè)備以HTTP格式發(fā)送對(duì)自身的描述。

現(xiàn)在，Echo檢測(cè)到設(shè)備并建立連接。Echo和WeMo通過(guò)HTTP連接并發(fā)出“SetBinaryState”(On/OFF)命令。然后WeMo接受該命令并通過(guò)HTTP發(fā)送確認(rèn)。下面給出了使用Alexa模擬WeMo開(kāi)關(guān)的完整流程圖

現(xiàn)在，這些信息可以用來(lái)建立我們自己的WeMo虛擬云。因此，開(kāi)發(fā)人員以同樣的方式編寫了一個(gè)腳本來(lái)模擬Phillips或WeMo設(shè)備，并且可以與任何ESP設(shè)備一起使用。

FauxmoESP庫(kù)是其中一個(gè)易于使用和仿真菲利普斯器件的庫(kù)。使用這個(gè)庫(kù)，我們可以制作許多虛擬設(shè)備，并使用Alexa控制我們的設(shè)備。

因此，我們?cè)谶@里使用虛擬交換機(jī)仿真技術(shù)，因?yàn)樗子趯?shí)現(xiàn)，需要較少的編碼。

下載和安裝WeMo仿真所需的庫(kù)

由于我們將在ESP上創(chuàng)建多個(gè)虛擬連接環(huán)境，因此我們需要安裝fauxmoESP以及異步TCP庫(kù)。

1. 對(duì)于ESP8266，從這個(gè)鏈接下載異步TCP庫(kù)，對(duì)于ESP32，從這個(gè)鏈接下載它。

2. 然后從這個(gè)鏈接下載fauxmoESP庫(kù)。

3. 現(xiàn)在，在Arduino目錄的libraries文件夾中解壓縮這些文件，該目錄可以在Documents文件夾中找到。另外，將這些文件夾重命名為oseperez-fauxmoesp-50cbcf3087f至xoseperez_fauxmoesp，將espasynccp -master重命名為ESPAsyncTCP。

4. 在fauxmoESP中有一個(gè)用于控制設(shè)備的示例代碼，我們必須修改這個(gè)示例。打開(kāi)Arduino IDE并進(jìn)入Examples -> FauxmoESp -> fauxmoESP_Basic。

在開(kāi)始編碼部分之前，請(qǐng)確保已經(jīng)安裝了ESP板文件。如果你沒(méi)有板文件，然后按照我們之前的教程開(kāi)始使用Arduino IDE的ESP。

代碼及工作說(shuō)明

在本教程的末尾給出了這個(gè)Alexa控制的家用電器的完整代碼和工作視頻，在這里我們解釋了完整的程序，以了解項(xiàng)目的工作原理。

首先，包括ESP板和fauxmoESP的重要頭文件。ESP8266和ESP32有不同的頭文件，但在這個(gè)示例代碼中包括兩個(gè)庫(kù)，因此此代碼將適用于兩個(gè)板。另外，定義繼電器的引腳編號(hào)。

定義波特率115200和wi - fi ssid和Password。另外，為fauxmoESP創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例fauxmomo，以便我們可以在代碼中使用它。

為Wi-Fi設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的函數(shù)，以便它可以在void setup函數(shù)中調(diào)用。將WiFi模式設(shè)置為站模式，并在WiFi.begin()函數(shù)中傳遞SSID和Password。等待連接建立，顯示ESP的IP地址。

在void setup()函數(shù)中，將波特率傳遞給serial。Begin函數(shù)并調(diào)用wifissetup函數(shù)。

默認(rèn)繼電器引腳為高或低。

現(xiàn)在，fauxmoESP必須創(chuàng)建自己的web服務(wù)器，為此在createserver函數(shù)中傳遞true，啟用函數(shù)并將端口號(hào)設(shè)置為80。如果你在啟用功能中設(shè)置false，那么它將阻止設(shè)備被發(fā)現(xiàn)和切換。

使用fauxmo.addDevice()函數(shù)添加設(shè)備。參數(shù)將是您的設(shè)備名稱，您將使用它來(lái)要求Alexa打開(kāi)/關(guān)閉它。

現(xiàn)在，當(dāng)從Alexa接收到命令時(shí)，創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)。在這個(gè)函數(shù)中，我們將比較字符串與設(shè)備名稱是否匹配，然后根據(jù)給定的命令改變AC設(shè)備的狀態(tài)。

同樣，對(duì)第二個(gè)AC設(shè)備執(zhí)行此操作。

在void loop()函數(shù)中，只需使用fauxmo檢查來(lái)自Alexa服務(wù)器的傳入數(shù)據(jù)包。handle函數(shù)，它將使用onSetstate()函數(shù)執(zhí)行操作。

就是這樣。

最后，按照上面所示的電路圖連接電路后，將完整的代碼(最后給出)上傳到NodeMCU中。另外，請(qǐng)注意，NodeMCU和Amazon echo dot的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該保持一致。

從Tools菜單中選擇正確的單板和端口號(hào)，點(diǎn)擊上傳按鈕。你可以在Arduino IDE中打開(kāi)串行監(jiān)視器，看看代碼里面發(fā)生了什么。串口顯示器波特率設(shè)置為115200。

測(cè)試Alexa家庭自動(dòng)化系統(tǒng)

現(xiàn)在，試著說(shuō)Alexa，發(fā)現(xiàn)設(shè)備。Alexa會(huì)回復(fù)說(shuō)開(kāi)始發(fā)現(xiàn)，我找到了兩個(gè)設(shè)備，試著說(shuō)“Alexa，打開(kāi)臥室燈”。

或者，你可以在Alexa應(yīng)用程序中發(fā)現(xiàn)這些設(shè)備。點(diǎn)擊+號(hào)，然后發(fā)現(xiàn)設(shè)備。你應(yīng)該看到兩個(gè)裝置，即臥室燈和電視。

現(xiàn)在我們準(zhǔn)備測(cè)試我們的物聯(lián)網(wǎng)Alexa家庭自動(dòng)化系統(tǒng)。所以只要試著說(shuō)Alexa，打開(kāi)臥室燈，繼電器應(yīng)該就會(huì)打開(kāi)。

現(xiàn)在說(shuō)Alexa，關(guān)掉臥室燈，繼電器一個(gè)要關(guān)掉。試著命令開(kāi)/關(guān)電視。

您可以在串行監(jiān)視器中看到設(shè)備的響應(yīng)和狀態(tài)。

因此，這就是如何通過(guò)使用ESP12E NodeMCU模擬WeMo交換機(jī)來(lái)制作基于物聯(lián)網(wǎng)的Alexa控制的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)。

本文編譯自iotdesignpro