基于ESP8266灯控

ESP8266灯控硬件：使用淘宝ESP-01模块，带一个ESP8266插槽和一个5V继电器，220V转5V用拆下的手机充电器

ESP8266代码，开放TCP Server（80）端口，同时作为TCP Client连接远端TCP Server，可读取和配置pin1、pin2，可读取adc

WIFI_NAME = "MERCURY_204"
WIFI_PASSWORD = "Password"
SERVER_IP = "192.168.1.200"
SERVER_PORT = 8081led1 = 3
led2 = 4
gpio.mode(led1, gpio.OUTPUT)
gpio.mode(led2, gpio.OUTPUT)
wifi.setmode(wifi.STATION)
wifi.sta.config(WIFI_NAME, WIFI_PASSWORD)
wifi.sta.connect()
wifi.sta.autoconnect(1)Watchdog = 0
local function receiveData(data)Watchdog = 0local _GET = {}for k, v in string.gmatch(data, "(%w+)=(%d*)") do_GET[k] = vendlocal buf = "ID="..node.chipid();if(_GET.PIN1 == "1")thengpio.write(led1, gpio.HIGH);print("led1 on")elseif(_GET.PIN1 == "0")thengpio.write(led1, gpio.LOW);print("led1 off")endif(_GET.PIN1 ~= nil)thenbuf = buf.." PIN1="..gpio.read(led1)endif(_GET.PIN2 == "1")thengpio.write(led2, gpio.HIGH);print("led2 on")elseif(_GET.PIN2 == "0")thengpio.write(led2, gpio.LOW);print("led2 off")endif(_GET.PIN2 ~= nil)thenbuf = buf.." PIN2="..gpio.read(led2)endif(_GET.ADC ~= nil)thenbuf = buf.." ADC="..adc.read(0)endreturn buf
endClientConnectedFlag = 0
i=0
tmr.alarm(1, 1000, 1, function()if wifi.sta.getip()== nil thenprint("IP unavaiable, Waiting...")i=i+1if(i>10) thenprint("restart nodeMCU")node.restart()endelseif ClientConnectedFlag == 0 thenprint("Connecting to Server...")Client = net.createConnection(net.TCP, 0)Client:connect(SERVER_PORT, SERVER_IP)Client:on("receive", function(Client, data)Client:send(receiveData(data));collectgarbage();end)Client:on("connection", function(sck, c)ClientConnectedFlag = 1end)Client:on("disconnection", function(sck, c)ClientConnectedFlag = 0end)elseif Watchdog >= 120 thenWatchdog = 0ClientConnectedFlag = 0Client:close();elseWatchdog = Watchdog + 1end
end)srv=net.createServer(net.TCP)
srv:listen(80,function(conn)conn:on("receive", function(client,data)client:send(receiveData(data));client:close();collectgarbage();end)
end)

阶段一、

PC上使用QT开放两个TCP Server（8080、8081），8081端口用于管理设备，8080端口用于与Android终端通讯

打印Log

Android终端作为TCP Client连接到PC的TCP 8080端口，通过Server获取和配置已连接的设备信息；

利用百度语音识别SDK，在Android上实现语音识别，将识别的文字发送给PC，实现手机端的语音控制。

设备、PC、Android连接方式：

方案改进：利用了之前买的nanopi开发版，手掌心大小，通过网线接入到局域网中，配置静态ip为192.168.1.200，将nanopi代替pc

nanopi上运行ubuntu系统，在pc上建立ubuntux64虚拟机，安装好arm交叉编译器，在pc上完成程序移植，因为下载qt太慢，直接用c重新写了一遍，相比之下c代码对字符串的处理真是麻烦，全部当数组操作。调试ok后编译拷贝到nanopi上，赋予可执行权限，就可以通过nanopi控制esp8266了

编写设备属性文件，编写读写配置文件接口

devices.txt
#id:name:description
12063707:人检测传感器:传感器
4437787:插座:灯、风扇
12345:测试:测试

使用小米USB WIFI代替网线，可让nano pi插电即可用，原先的nano pi系统中不包含mt7601驱动，下载最新镜像，即插即用，配置正确wifi名称和密码即可。

su root
nmcli dev
nmcli r wifi on
nmcli dev wifi
nmcli dev wifi connect "TP-LINK_102" password "88888888" ifname wlan0

NanoPI镜像下载地址及列表：http://wiki.friendlyarm.com/wiki/index.php/NanoPi_M1#Get_Image_Files

目前使用的是nanopi-m1_sd_friendlycore-xenial_4.14_armhf_20190823.img.zip，系统镜像更新加载方式请参看NanoPI官方说明。

加入LUA脚本接口，在控制器中解析并执行LUA脚本，脚本中实现简单的逻辑判断，例如加入人体热释电传感器后，如果检测到信号为1，则打开电灯。

LUA源码，官方网站：http://www.lua.org/ftp/

C和LUA互相调用方法可以参看博客：https://www.cnblogs.com/stephen-liu74/archive/2012/07/23/2469902.html

伪代码：
onDeviceChange:如果pin1变化，pin1值为1，名称是"IRA"如果时间在晚上5点以后，名称是"LIGHT"的pin1值为0 {名称是"LIGHT"的pin1值设置为1播放MP3文件//汇报当天家中情况: 红外传感器捕捉几次，}

下载安装注册蒲公英VPN，只要安装蒲公英VPN即可在外网环境下以同一局域网方式互相访问，实现远程监看和控制家中设备。

利用nano pi麦克风，拾取环境音，利用百度语音识别API完成指令识别，响应诸如”开灯“、”关灯“之类指令，实现插座语音控制。

百度语音转文字API接口：vop.baidu.com/server_api，并根据指令进行智能应答

百度文字转语音API接口：tsn.baidu.com/text2audio

增加查询天气接口：http://wthrcdn.etouch.cn/weather_mini?city=上海，可查询最近5日天气，响应诸如”今天天气“、”明天天气“之类指令。使用gzip解压后得到json数据：

由于程序不断更改，经常运行几天后出现异常退出，不方便gdb调试，为不影响自己使用体验，使用了linux中cron服务，定期开启脚本，脚本启动后检查进程是否存在，如果不存在则启动进程。脚本start.sh：

#!/bin/bash
work_path=$(dirname $(readlink -f $0))
cd ${work_path}
PROCESS=`ps -e|grep MasterControl| wc -l`
#echo $PROCESS
if [ $PROCESS -eq 0 ]
thennohup ./MasterController &
fi

//cron常用指令
sudo apt-get install cron
service cron start
service cron stop
service cron restart
crontab -e
ls -l /etc/init.d //查看本机上所有cron服务echo "*/2 * * * * /home/user/start.sh" >> davecron
crontab davecron //davecron为cron配置脚本

阶段二、

尝试了在NanoPi上实现Http Server，基于开源libhv库

libhv是一个类似于libevent、libev、libuv的跨平台网络库，提供了更简单的接口和更丰富的协议。

项目地址：https://github.com/ithewei/libhv.git
码云镜像：https://gitee.com/ithewei/libhv.git
libhv博客专栏：https://hewei.blog.csdn.net/category_9866493.html
libhv源码分析：https://blog.csdn.net/qu1993/category_10637982.html

他的Demo非常丰富，包含http客户端/服务器、websocket客户端/服务器、curl、httpd、sendmail、ftp、nc、nmap等，调用风格和golang的gin框架非常相似，支持跨平台，事件循环机制使用很方便。

在NanoPi上开放了80端口，同时支持http和websocket的连接，websocket用于提供手机连接实现消息和事件的及时推送。

//设备端更新
router.POST("/device", post_device);
//移动端访问：
// curl -v -X GET http://ip:port/device/1
router.GET("/device", get_device);
router.GET("/device/:device_id", get_device);
//移动端控制：
// curl -v -X POST http://ip:port/control -H "Content-Type:application/json" -d '{"device_id":"1","pin1":"1","pin2":"1"}'
router.POST("/control", post_control);

将所有数据传输统一为json格式，在nodemcu中对json的解析也很方便：

local _GET = {}
for k, v in string.gmatch(data, '"(%w+)"%s*:%s*"(.-)"') do_GET[k] = v
end
if(_GET.PIN1 == "1")thengpio.write(led1, gpio.HIGH)
elseif(_GET.PIN1 == "0")thengpio.write(led1, gpio.LOW)
end

json数据生成

local content ='[{"ID":"'..node.chipid()..'","PIN1":"'..gpio.read(led1)..'","PIN2":"'..gpio.read(key1)..'","ADC":"'..adc.read(0)..'","IP":"'..wifi.sta.getip()..'","TYPE":"ACK"}]'
local buf = 'HTTP/1.1 200 OK\r\n'..'Connection: close\r\n'..'Content-Type: application/json\r\n'..'Content-Length:'..#content..'\r\n'..'\r\n'..content..'\r\n'

注意在http response格式协议中，content字段之前有两个\r\n。之前没注意，一直是http server获取不到response，一度以为是libhv出了问题，后来找到是返回数据格式不对……

在NanoPi中安装了网云穿内网穿透工具，方便出门在外查看和控制家中设备。

网云穿web控制台：https://i.xiaomy.net/#/，前一个月免费试用可直接访问申请到网址的80端口，3Mbps每月1G，支持tcp和http协议。试用之后提供一个固定非80的端口，仅支持tcp协议，这样也能满足我的需求。ping得ip对应地址为北京市昌平联通

客户端下载：https://down.xiaomy.net/linux/wyc_linux_arm，添加到开机启动中

添加开机启动：nano /etc/rc.local

nohup /root/workspace/wyc_linux_arm -token=***** &

后面陆续找到了其他内网穿透的平台：

闪库：ip地址在江苏常州

ngrok：ip地址在美国加利福尼亚洛杉矶

统一感觉就是免费的带宽太小，安全度低，还是钞能力好。

阶段三、

目前阿里云提供免费的物联网平台服务，阿里云物联网平台为设备提供安全可靠的连接通信能力，向下连接海量设备，支撑设备数据采集上云；向上提供云端API，服务端通过调用云端API将指令下发至设备端，实现远程控制。提供MQTT、CoAP、HTTP、HTTPS等多种协议的设备端SDK。物联网平台提供完整的设备生命周期管理功能，支持设备注册、功能定义、数据解析、在线调试、远程配置、OTA升级、实时监控、设备分组、设备删除等功能。提供多种身份验证方式，支持TLS、DTLS的安全通信方式。物联网平台规则引擎方便物联网设备消息转发和管理。

阿里云控制台地址：https://homenew.console.aliyun.com，阿里云使用MQTT.fx接入物联网平台https://help.aliyun.com/document_detail/86706.html，里面的Password生成小工具方便生成密码。解压文件后，双击sign.html文件，根据网页提示，配置参数，生成password。也可以使用Nodemcu中crypto、encoder模块生成密码。

local myMQTTtimes='6666'
local myMQTThost=ProductKey..".iot-as-mqtt."..RegionId..".aliyuncs.com"
local myMQTTClientId=ClientId.."|securemode=3,signmethod=hmacsha1,timestamp="..myMQTTtimes.."|"
local myMQTTusername=DeviceName.."&"..ProductKey
local hmacdata="clientId"..ClientId.."deviceName"..DeviceName.."productKey"..ProductKey.."timestamp"..myMQTTtimes
local myMQTTpassword=encoder.toHex(crypto.hmac("sha1",hmacdata,DeviceSecret))

Nodemcu支持mqtt服务，需要在https://nodemcu-build.com/填写e-mail地址，选择ADC、crypto、encoder、file、GPIO、HTTP、I2C、MQTT、net、node、SNTP、SPI、timer、UART、WIFI，编译后发送固件到自己的邮箱，使用esptool工具即可烧录到esp8266中。

Nodemcu也支持源码Docker编译，Docker： Give Docker NodeMCU build a try. 其安装和编译方式在链接中介绍非常清晰。

串口波特率设置uart.setup(0,115200,8,0,1,0)

HTTP手册：https://nodemcu.readthedocs.io/en/release/modules/http/

timer手册：https://nodemcu.readthedocs.io/en/release/modules/tmr/

mqtt手册：https://nodemcu.readthedocs.io/en/release/modules/mqtt/

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