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玩玩智能家居2:ESPEasy

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1. ESP8266

ESP8266 是乐鑫推出的一款低功耗高集成度的 Wi-Fi 芯片,价格低,I2C、SPI、ADC 等接口一应具全,非常适合作为个人 DIY 的单片机使用。

2. NodeMCU

NodeMCU 是基于 ESP8266 ESP-12E 做的一个开发板,集成了 Micro USB 输入,4M Flash,开发时使用起来更方便。

NodeMCU 默认是使用 Lua 作为开发语言的,但是借助于 ESP8266 Arduino 项目,就可以拿 NodeMCU 当 Arduino 开发板来使用了,可以直接使用 Arduino IDE 或者 PlatformIO 来开发。

3. ESPEasy

ESPEasy 是 LetsControlIt.com 开发的一个开源 MCU 固件,专门用于 IoT 设备。通过 ESPEasy,可以很方便地使用 ESP8266 系列 MCU 来组成家庭传感器网络,几乎不需要编写代码就可以实现。结合一些开源 Home Automation System,就可以实现家庭设备的自动化。

3.1 多种服务器支持

ESPEasy 内置了多种开源 Home Automation System 的支持,例如常见的有:

在 ESPEasy 中,只需要配置 Home Automation System 的服务器地址端口等,就可以自动将 ESPEasy 采集到的数据发送到服务器,并且可以很容易定制发送时间间隔,格式等。

3.2 插件功能

在 ESPEasy 中,对于各种传感器的支持都是通过插件的方式来实现的,在官方固件中就已经集成了相当多的传感器等元件的支持。

另外还有一个 ESPEasyPluginPlayground 中有爱好者编写的试验性的传感器插件。

对于有能力开发的人来说,碰到官方固件没有支持的传感器或元件,完全可以自行编写插件来支持。

3.3 事件规则

Rules 在 ESPEasy 中是一个试验性的功能,需要单独在 Tools > Advanced 中开启。

通过 Rules 功能,就可以方便在一个 ESPEasy 节点上实现事件处理而不需要通过中心化的 Domoticz 去处理事件联动什么的,避免因为中心服务器失效而导致类似警报功能失效的问题。

例如我做了一个厨房漏水检测,希望在检测到漏水时直接通过蜂鸣器发现警报声,而不是触发到 Domoticz 中的 Switch 值改变,再由 Domoticz 去发出警报声,就可以直接在 Rules 中编写相应的规则来实现。

on WATER#VAL=1 do
    buzzer,2,1
endon
on WATER#VAL=0 do
    buzzer,2,0
endon

3.4 设备配网

对于一个 ESPEasy 节点来说,如果在固件默认配置好的 Wi-Fi 环境中,那么它会自动连接上 Wi-Fi 网络,但是如果移动到了一个陌生的 Wi-Fi 环境中,那么如何让它连接上 Wi-Fi 网络就是一个问题了。

很方便的是,ESPEasy 本身提供了 AP 方式的配网功能。

在无法连接到 Wi-Fi 网络时,ESPEasy 会将 ESP8266 的 Wi-Fi 工作模式切换到 AP Station 方式,提供了一个名称为 ESP_0 这样形式 SSID 的 Wi-Fi 网络,连接到这个网络,访问 192.168.4.1 就可以进入 ESPEasy 的配置界面了,在这里,可以配置真正实际使用时的 Wi-Fi 网络 SSID 和密码。

4. ESPEasy Plugin

ESPEasy 的 Plugin 机制是一个很有用的东西,对于我这样的 Arduino 初学者来说,它可以解决我相当一部分开发上的问题,例如配置的保存,系统架构的设计,定时器的使用等等。

4.1 Task Pin

对于 ESPEasy Plugin 来说,它的主要职责就是去与传感器沟通,而与传感器沟通最主要的方式就是通过针脚来通信了。ESPEasy Plugin 默认支持 Single Pin,Dual Pin,I2C 等方式来与传感器通信。

当然,这个只是用来保存插件与传感器通信所用的针脚,以及用来决定在 Web 界面上配置传感器时提供什么样的形式去给用户选择,真正如何与传感器通信还是需要由插件的代码去实现。

4.2 Configuration

ESPEasy Plugin 默认提供了三种类型 int16、float 以及 long 自定义配置存储项,其中 int16 最多 8 个,float 和 long 最多 4 个。

另外,ESPEasy Plugin 还为每个插件准备了 512 字节的自定义配置存储区域,在这 512 字节中,可以根据自己的需要存储例如字符串等配置信息。在 ESPEasy 自带的 OLED 插件中,就是使用了这 512 字节来存储需要显示的字符串信息。

4.3 Timer

定时器是个好东西,但是我不会用。不过有了 ESPEasy Plugin,只需要在 PLUGIN_ONCE_A_SECOND 或 PLUGIN_TEN_PER_SECOND 写代码就行了,每秒一次还是每秒十次任君选择。想要自定义时间?加个变量累加一下触发次数就可以实现任意 100 毫秒倍数时间的定时器了。

5. PlatformIO

ESPEasy 是一个很老的项目,可能以前是用 Arduino IDE 开发的,虽然 Arduino IDE 是一个好东西,但是毕竟比较不现代,在使用过程中还是有各种不便。

而 PlatformIO IDE 就比较现代了,这是一个基于 Atom 实现的跨平台 IDE,支持多种开发平台,例如 Arduino、mbed 等。

当然 PlatformIO 对我最多的吸引力是它比较完善的项目文件列表、语法颜色以及自动补全功能。Arduino IDE 与之相比就像是在用记事本在写代码。

PlatformIO 是直接可以兼容 Arduino 项目代码的,因为从 Arduino IDE 切换完全没有压力,并且在打开项目时也可以保持与 Arduino 项目的兼容性,这样如果有一些特殊需求也可以直接用 Arduino IDE 来打开项目来开发。

6. Plugins

6.1 MH-Z19

MH-Z19 是一款国产的二氧化碳传感器,量程为 0~5000ppm,精度为 50ppm+5% 读数值,指标和进口 SenseAir S8 差不太多,但是价格只需要三分之一,相当实惠。

在实际使用过程中,发现 MH-Z19 的数据也还算稳定,与 SenseAir S8 并没有太大差距,与 Netatmo Weather Station 的数据也还算符合,因此用来作为看室内二氧化碳浓度变化趋势是一个不错的选择。

6.2 PMS5003

PMS5003 是攀腾科技出的一款激光 PM 2.5 颗粒物传感器,便宜又好用,使用 pms5003 这个库可以很方便的读取数据,然后发送到 Domoticz 上的 Custom Sensor 设备,可以方便的追踪家里的 PM 2.5 浓度变化,或者来检测空气净化器的净化效果。

6.3 Switch

很多一些通断性质的传感器,可以直接使用 Switch Plugin 来读取状态,并实现一些相关的联动事件处理。

例如检测漏水,可以直接在淘宝上购买雨水传感器模块,它有一个数字输出 DO,有水时就会输出低电平,检测到低电平时就可以通过蜂鸣器发出警报提示检查漏水情况了。

7. 参考资料

  1. ESPEasy Wiki
  2. ESP8266
  3. Wikipedia: ESP8266
  4. NodeMCU
  5. PlatformIO
  6. GitHub: ESPEasy
  7. GitHub: ESPEasyPluginPlayground
  8. GitHub: pms5003

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作者:Architecting Life
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原文地址:玩玩智能家居2:ESPEasy, 感谢原作者分享。

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