（二 -3-1）天猫精灵接入Home Assistant-自动发现Mqtt设备--灯系列实战

#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

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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

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。

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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。