亞馬遜發(fā)布亞馬遜ECHO語音控制揚聲器已經快三年了，由于Alexa語音服務的驚人表現(xiàn)，揚聲器的受歡迎程度繼續(xù)飆升，而且該平臺向開發(fā)者開放的事實導致了頂級電子制造商開發(fā)與Alexa兼容的設備，以及幾家基于Alexa/亞馬遜ECHO的科技初創(chuàng)企業(yè)的誕生。

市場上有許多啟用Alexa的智能照明，但它們有點昂貴，所以在本教程中，我們學習使用ESP12E NodeMCU構建我們自己的Alexa控制燈。在這個Alexa控制的家庭自動化項目中，我們將使用ESP模塊來模擬WeMo開關。

WeMo是Belkin公司開發(fā)的一系列物聯(lián)網產品的名稱，主要包括可以通過互聯(lián)網從任何地方控制的WeMo交換機。因此，將任何交流設備與WeMo開關連接使該設備啟用物聯(lián)網。基于物聯(lián)網的家庭自動化現(xiàn)在非常流行，我們以前使用不同的控制器(如樹莓派，ESP8266， Arduino等)完成了許多物聯(lián)網家庭自動化項目。

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控制的家庭自動化設備連接如下：

這里兩個繼電器模塊連接到NodeMCU來控制兩個家用電器。適配器或5v AC - DC轉換器提供的5v電源可用于為電路供電。我使用HiLink 5v SMPS提供電源。

整個裝置組裝在一個3D打印的盒子里，給它一個智能電器板的外觀。有一個燈泡座和一個插座，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控制我們的ESP。下面列出了它們的特點

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服務知識的開發(fā)人員。這是一個復雜而耗時的方法。

使用第三方服務：這種方法非常流行，我們已經使用過很多次了。使用第三方服務，如IFTTT，我們可以觸發(fā)任何行動，每當我們收到來自Alexa的命令。這種方法很簡單，但需要像Amazon Alexa + Webhooks這樣的兩種服務的集成。

使用已經建立的技能：Alexa技能商店中已經提供了一些智能家居技能。Sinric就是其中之一，它可以使任何設備成為自定義的Alexa智能家居設備。ESP板的庫可在github上獲得，并在Sinric網站上進行一些配置，我們可以使用Alexa控制我們的設備。但是ESP板的代碼對于初學者來說很難理解，但它很容易使用。

使用虛擬交換機仿真庫：Alexa內置了對philips Hue和Belkin WeMo等家用電器的支持。因此，一些開發(fā)人員模仿這些平臺，并通過欺騙響應來開發(fā)自己版本的Phillips hue或WeMo，使其表現(xiàn)得像受支持的設備(如WeMo)一樣。

在本教程中，我們將使用這種虛擬交換機仿真技術，因此讓我們詳細了解這種方法。

WeMo開關仿真使用亞馬遜Alexa Echo Dot

WeMo設備使用UPnP(通用即插即用協(xié)議)在網絡上發(fā)送和接收數(shù)據。我們可以使用Wireshark網絡工具輕松跟蹤設備與Wi-Fi網絡之間的通信。WeMo設備與Echo dot揚聲器通信時，Wireshark用于收集報文。開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)，設備檢測功能從Echo開始使用UPnP搜索WeMo設備。然后，設備通過UDP使用HTTP響應設備的URL。Echo請求設備以HTTP格式發(fā)送對自身的描述。

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

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

FauxmoESP庫是其中一個易于使用和仿真菲利普斯器件的庫。使用這個庫，我們可以制作許多虛擬設備，并使用Alexa控制我們的設備。

因此，我們在這里使用虛擬交換機仿真技術，因為它易于實現(xiàn)，需要較少的編碼。

下載和安裝WeMo仿真所需的庫

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

1. 對于ESP8266，從這個鏈接下載異步TCP庫，對于ESP32，從這個鏈接下載它。

2. 然后從這個鏈接下載fauxmoESP庫。

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中有一個用于控制設備的示例代碼，我們必須修改這個示例。打開Arduino IDE并進入Examples -> FauxmoESp -> fauxmoESP_Basic。

在開始編碼部分之前，請確保已經安裝了ESP板文件。如果你沒有板文件，然后按照我們之前的教程開始使用Arduino IDE的ESP。

代碼及工作說明

在本教程的末尾給出了這個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，但在這個示例代碼中包括兩個庫，因此此代碼將適用于兩個板。另外，定義繼電器的引腳編號。

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

為Wi-Fi設置一個單獨的函數(shù)，以便它可以在void setup函數(shù)中調用。將WiFi模式設置為站模式，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)并調用wifissetup函數(shù)。

默認繼電器引腳為高或低。

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

使用fauxmo.addDevice()函數(shù)添加設備。參數(shù)將是您的設備名稱，您將使用它來要求Alexa打開/關閉它。

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

同樣，對第二個AC設備執(zhí)行此操作。

在void loop()函數(shù)中，只需使用fauxmo檢查來自Alexa服務器的傳入數(shù)據包。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，請注意，NodeMCU和Amazon echo dot的Wi-Fi網絡應該保持一致。

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

測試Alexa家庭自動化系統(tǒng)

現(xiàn)在，試著說Alexa，發(fā)現(xiàn)設備。Alexa會回復說開始發(fā)現(xiàn)，我找到了兩個設備，試著說“Alexa，打開臥室燈”。

或者，你可以在Alexa應用程序中發(fā)現(xiàn)這些設備。點擊+號，然后發(fā)現(xiàn)設備。你應該看到兩個裝置，即臥室燈和電視。

現(xiàn)在我們準備測試我們的物聯(lián)網Alexa家庭自動化系統(tǒng)。所以只要試著說Alexa，打開臥室燈，繼電器應該就會打開。

現(xiàn)在說Alexa，關掉臥室燈，繼電器一個要關掉。試著命令開/關電視。

您可以在串行監(jiān)視器中看到設備的響應和狀態(tài)。

因此，這就是如何通過使用ESP12E NodeMCU模擬WeMo交換機來制作基于物聯(lián)網的Alexa控制的家庭自動化系統(tǒng)。

本文編譯自iotdesignpro