使用句子秒回控制家里的台灯

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作者: cr4fun,极客、物联网专家,SDK产品经理。

多年前,我曾基于XMPP协议设计了一套物联网系统,每个设备对应一个XMPP账号。后台可以方便地看到各种设备的在线状态,而无需开发心跳API。还可以通过群发消息,批量对设备进行远程操作。

但XMPP协议也有不足之处,比如很多算力受限设备无法使用XMPP协议,以及操作时需要XMPP协议的客户端。安装XMPP协议的客户端在推广时也是一个巨大的门槛。

根据去年的资料显示,微信有11亿个人用户。如使用微信去控制,则没有安装门槛。同时,用户用一个微信向自己的另一个微信发送消息去控制设备更能产生信任感。消息没有经过别人的APP,也没有经过别人的公众号。

如何控制硬件设备?

硬件设备控制是一个很专业的领域,这里不做过多介绍。简单说一下,微控芯片有很多条腿,它们叫做GPIO针脚。这些针脚可以产生不同的电平,连接针脚的设备可以根据电平呈现不同的状态。比如高电平继电器,一旦输入的电平是高电平,则它就的常断电路会闭合,电流导通,电灯就可以亮。

如何让针脚产生电平?可以通过编程语言实现。比如在arduino中,对针脚 0 执行高电平:

digitalWrite(0, HIGH);

对针脚 0 执行低电平:

digitalWrite(0, LOW);

如何远程控制硬件设备?

只要让设备通过网络,获得相应的指令即可。当采用推送方式时,可使用MQTT协议,指令端去发布一个主题,设备端去订阅该主题。当采用轮询方式时,设备端每隔一定时间间隔,去GET一下云端的资源地址,获得相关的指令,再根据指令,去更改GPIO的电平。

为了安全,需要把传输的指令进行加密,并添加签名。当设备获得指令时,需要解密,同时也需要去验签。

但为了演示如何使用微信控制设备,这里采用明文传输,不加密,不加签,不验签。

如何用微信远程控制设备?

RICEPO

如上图所示,使用微信远程控制设备的关键,就是在设备上面跑一个微信客户端,并对消息进行判断,处理成高低电平。

RICEPO

以前有命令行的微信,可以直接通过命令方式调用。但是现在这种方法已经失去作用了。目前,wechaty是一个很优秀的微信机器人框架。只要在on message方法里写代码对消息进行处理,操作GPIO,就可以实现用微信去远程控制家里的设备。

然而,我在树莓派里跑wechaty并没有成功,原因是wechaty会启动一个chrome,但那个chrome是x86的,不支持arm。而把arm的chrome替换掉x86的chrome后,依然不能启动。我猜测是arm的chrome和x86的chrom可能不仅仅是指令集不一样,里面的接口也不一样。因此,需要有一个平台,能直接获得微信消息。句子秒回就是这样一个平台。

在句子秒回中,可以设置API回调接口。https://wechat.botorange.com/

RICEPO

因此可以构建一个回调API,根据获得的消息去操作硬件设备。因此,目前有2种方案可选,一种是在回调地址中,把获得的消息转成MQTT,即发布一个主题。

RICEPO

如上图所示,使用廉价的arduino,订阅主题,当微信发送消息时,句子秒回会把消息推到回调API。在回调API中,把获得的消息发布到一个MQTT主题。但这也需要额外配置一个MQTT broker服务器。

RICEPO

另一种方案是在回调API中,把消息存起来。通过另一个API可让设备轮询获得该消息。因轮询有时间间隔,因此它的速度没有MQTT快。

具体代码

为了便于演示,不做太复杂。传输直接用明文,不加密了。获得的消息也不存在数据库里,直接保存为文本文件,让arduino能调用就行了。

指令设置

open为开灯命令,close为关灯命令。

作为 webAPI 的 PHP 代码

本例子使用flight微框架和用于POST数据的workerman库来实现。

因此composer.json中设置了这两个库。

{
    "require": {
        "mikecao/flight": "^1.3",
        "workerman/workerman": "^4.0"
    }
}

具体代码

<?php
require __DIR__ . '/../vendor/autoload.php';
use flight\Engine;
use GuzzleHttp\Client;
use Workerman\Worker;
$app = new Engine();

$app->route('GET /text/@id', function($id){
    echo file_get_contents("$id.txt");
});

$app->route('POST /message', function(){
    $data=file_get_contents("php://input");
    $json_data = json_decode($data, TRUE);
    $user = $json_data["data"]["contactName"];
    $contactId = $json_data["data"]["contactId"];
    $text = $json_data["data"]["payload"]["text"];
    $token = $json_data["data"]["token"];
    $chatId = $json_data["data"]["chatId"];
    $myfile = fopen("$contactId.txt", "w") or die("Unable to open file!");
    fwrite($myfile, $text);
    
    $client = new Client();
    $r = $client->request('POST', 'https://ex-api.botorange.com/message/send', [
        'json' => [
            'chatId' => $chatId,
            'token'=> $token,
            'messageType' => 0,
            'payload' => [
                'text'=> "$text too",
                'mention'=>[]
            ]
        ]
    ]);
    echo $r->getBody();
});

$app->start();
?>

上面的例子中,获得消息和发消息,可以参考句子秒回的API文档:https://github.com/juzibot/xiaoju/wiki/API-Doc

arduino代码

本例子中,采用廉价的ESP8266作为设备微控器,在GPIO0针脚上面连接继电器。

需要把yourdomain替换成你的网址,wxid替换成发指令消息的微信id。该id可以从获得消息中的json字段中获得。即PHP代码中的 $contactId 。

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <ESP8266HTTPClient.h>

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(0, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  
  WiFi.begin("wifiname", "wifipasswd");   //WiFi connection
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {  //Wait for the WiFI connection completion
    delay(500);
    Serial.println("Waiting for connection");
  }
}

void loop() {
  HTTPClient http;
  http.begin("http://yourdomain/text/wxid");
  //  http.addHeader("Content-Type", "application/json");
  int httpCode = http.GET();
  if (httpCode) {
    if (httpCode == 200) {
      String payload = http.getString();
      if (payload == "open") {
        digitalWrite(0, HIGH);
      } else {
        digitalWrite(0, LOW);
      }
      Serial.println(payload);
    }
  }
  http.end();
  delay(500);
}

视频演示

https://b23.tv/BV1Gt4y127Qz

除了点灯还能干点别的不?

开门禁、开空调、开电视,总之一切智能家居,都可以通过微信遥控。

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