ESP8266基于Arduino接入贝壳物联，使用天猫精灵控制WS2812B灯带

hzy3774

* 上次搞清楚了ESP8266怎么使用Arduino控制WS2812B灯带，可以参考：https://www.mydigit.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=112534
* 这次在此基础上添加天猫精灵智能音箱控制操作，这个原理也可以用到实际灯具中。
* 先看一看最后实现了哪些功能：
1. 无线配网
2. 天猫精灵语音控制：
  天猫精灵，开灯。。
  天猫精灵，亮度50。。
  天猫精灵，灯光绿色。。
  天猫精灵，关灯。。

* 最终效果如视频：查看视频效果


* 下面就是一步步来接入，首先再来看看连接图


* 第一步就是配网，配网我用的是Arduino中的WifiManager库：



* 它的原理是用ESP8266开启热点，电脑或手机连接热点后访问192.168.4.1，就可以访问一个网页


* 我们把要连接的路由器Wifi热点名和密码输入，ESP8266会把账号密码保存到Flash




* 下次起机的时候，ESP8266发现有保存了可用的Wifi热点，就会通过热点接入互联网。


* 完成上述的配网操作所需要写的代码仅有两行：

1. void setup() {
   
2.   // 设置Wifi
   
3.   WiFiManager wifiManager;
   
4.   wifiManager.autoConnect();
   
5. }

复制代码

* ESP8266能连接互联网还不够，需要和贝壳互联云平台连接，才能推送命令。
访问贝壳互联网站注册账号，再注册设备即可，关键的是得到id和apikey，这是给设备做命令推送的凭据：




* 下一步就是写代码让设备连接贝壳互联的服务器，可参考官方例程：https://github.com/bigiot/bigiotArduino
关键代码如下：

1. void loop() {
   
2.   // 检测网络是否通畅
   
3.   while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
   
4.     delay(1000);
   
5.     Serial.print(".");
   
6.   }
   
7.   // 检测是否连接到服务器
   
8.   if (!client.connected()) {
   
9.     if (!client.connect(host, httpPort)) {
   
10.       Serial.println("connection failed");
    
11.       delay(5000);
    
12.       return;
    
13.     }
    
14.   }
    
15.   // 检测是否需要发送心跳包
    
16.   if (millis() - lastCheckInTime > postingInterval || lastCheckInTime == 0) {
    
17.     Serial.println("Send HeartBeat!!");
    
18.     sendHeartBeat();
    
19.   }
    
20.   // 检测是否收到服务器推送
    
21.   if (client.available()) {
    
22.     String inputString = client.readStringUntil('\n');
    
23.     onMessageReceive(inputString);
    
24.   }
    
25.   // 判断是否需要将LED闪烁
    
26.   if (ledOn) {
    
27.     doLedStep();
    
28.   }
    
29. }

复制代码

* 可以看出，在loop里面，关键要做的有两件事，
  1. 每隔40秒左右向服务端发送心跳包，告诉服务器这个设备还在线
  2. 轮询服务端接口是否有下发命令，有的话需要立即响应，至于收到了一个消息，我们要做什么样的处理，这都是我们自由发挥了。


* 为了扩展性，发送和接收的消息都是要编码成json格式，所以为了方便，我们还是要使用个json解析库才行，官方例程里用的是aJson，但是我在IDE里搜索不到这个，还要单独安装。我便没有用aJson，找了一个比较流行的ArduinoJson，大同小异，也可以用。




* 有了JSON解析库，我们就可以解析消息了，先用串口打印消息看看。现在还没有接天猫精灵，先用贝壳物联后台的面板试试Play和Stop按钮的消息是啥：





* Play和Stop的消息打印出来，其实开灯和关灯用的就是这两个：

1. {"M":"say","ID":"U11085","NAME":"hzy3774(web)","C":"play","T":"1577714088"}
   
2. {"M":"say","ID":"U11085","NAME":"hzy3774(web)","C":"stop","T":"1577714088"}
   

复制代码

* 从消息内容可以看出，我们主要解析消息中的C这个字段，即可判断是什么动作，代码如下

1. void onMessageReceive(String msg) {
   
2.   msg.trim();
   
3.   Serial.println(msg);
   
4.   if (msg.startsWith("{") && msg.endsWith("}")) {
   
5.     DynamicJsonDocument doc(1024);
   
6.     deserializeJson(doc, msg);
   
7.     JsonObject obj = doc.as<JsonObject>();
   
8.     String M = obj["M"];
   
9.     if (M == "say") {
   
10.       String C = obj["C"];
    
11.       if (C == "play") {
    
12.         ledOn = 1;
    
13.       } else if (C == "stop") {
    
14.         ledOn = 0;
    
15.         turnLedColor(0);
    
16.       } else if (C.startsWith("{") && C.endsWith("}")) {
    
17.         deserializeJson(doc, C);
    
18.         obj = doc.as<JsonObject>();
    
19.         onExtraCommand(obj);
    
20.       }
    
21.     }
    
22.   }
    
23. }

复制代码

* 只要串口能打印，就说明能收到消息了。下一步来接入天猫精灵。
* 操作很简单，主要有三步，在天猫精灵App中添加设备，搜索贝壳，授权绑定后再登陆贝壳账号，即可看到设备信息。




* 绑定完成后就可以对天猫精灵说“开灯”，在串口打印中看到命令是Play，这说明天猫精灵也对接成功了。

1. {"M":"say","ID":"U11085","C":"play","SIGN":"Aligenie","T":"1577716165"}
   

复制代码

* 这个时候如果还想实现更复杂的灯光控制功能，比如对精灵说“亮度50”，“灯光变绿色”，命令的内容就稍微复杂了：

1. {"M":"say","ID":"U11085","C":"{"n":"SetColor","a":"color","v":"Green"}","SIGN":"Aligenie","T":"1577715366"}
   
2. {"M":"say","ID":"U11085","C":"{"n":"SetBrightness","a":"brightness","v":"10"}","SIGN":"Aligenie","T":"1577715412"}

复制代码

* 这时候C变得复杂，不过也没关系，对C再做一次JSON解析即可：

1. void onExtraCommand(JsonObject obj) {
   
2.   String aa = obj["a"];
   
3.   if (aa == "brightness") {
   
4.     int vv = obj["v"];
   
5.     FastLED.setBrightness(vv * 255 / 100);
   
6.   } else if (aa == "color") {
   
7.     String color = obj["v"];
   
8.     ledOn = 0;
   
9.     if (color == "Red") {
   
10.       turnLedColor(CRGB::Red);
    
11.     } else if (color == "Green") {
    
12.       turnLedColor(CRGB::Green);
    
13.     } else if (color == "Blue") {
    
14.       turnLedColor(CRGB::Blue);
    
15.     } else if (color == "White") {
    
16.       turnLedColor(CRGB::White);
    
17.     }
    
18.   }
    
19. }

复制代码

* 一步步调试完成，就可以完美运行了，完整代码如下可做个参考，需要替换自己设备的ID和APIKEY即可。
* 目前实现了天猫精灵开关灯，调灯颜色，调灯亮度，其他功能还有待发现。
* 调试灯光的说明可以参考其他帖子如：https://www.mydigit.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=112534

1. #include <ESP8266WiFi.h>
   
2. #include <WiFiManager.h>
   
3. #include <ArduinoJson.h>
   
4. 
   
5. //=============  此处必须修该============
   
6. String DEVICEID = "00000"; // 你的设备编号   ==
   
7. String  APIKEY = "0000000"; // 设备密码==
   
8. 
   
9. unsigned long lastCheckInTime = 0; //记录上次报到时间
   
10. const unsigned long postingInterval = 40000; // 每隔40秒向服务器报到一次
    
11. 
    
12. const char* host = "www.bigiot.net";
    
13. const int httpPort = 8181;
    
14. 
    
15. WiFiClient client;
    
16. 
    
17. //============  LED 相关 ======================
    
18. int ledOn = 0;
    
19. int hue = 0;
    
20. #include <FastLED.h>
    
21. 
    
22. #define LED_PIN     8     //我的LED信号线IN接在8引脚
    
23. #define NUM_LEDS    12    //我的灯带一共级联了12颗LED
    
24. CRGB leds[NUM_LEDS];
    
25. 
    
26. 
    
27. void setup() {
    
28.   Serial.begin(115200);
    
29.   // 设置LED
    
30.   FastLED.addLeds<WS2812, LED_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);
    
31.   FastLED.setBrightness(20);  //可以设置全局亮度，调低亮度不刺眼
    
32.   turnLedColor(0);
    
33. 
    
34.   // 设置Wifi
    
35.   WiFiManager wifiManager;
    
36.   wifiManager.autoConnect();
    
37. }
    
38. 
    
39. void loop() {
    
40.   // 检测网络是否通畅
    
41.   while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    
42.     delay(1000);
    
43.     Serial.print(".");
    
44.   }
    
45.   // 检测是否连接到服务器
    
46.   if (!client.connected()) {
    
47.     if (!client.connect(host, httpPort)) {
    
48.       Serial.println("connection failed");
    
49.       delay(5000);
    
50.       return;
    
51.     }
    
52.   }
    
53.   // 检测是否需要发送心跳包
    
54.   if (millis() - lastCheckInTime > postingInterval || lastCheckInTime == 0) {
    
55.     Serial.println("Send HeartBeat!!");
    
56.     sendHeartBeat();
    
57.   }
    
58.   // 检测是否收到服务器推送
    
59.   if (client.available()) {
    
60.     String inputString = client.readStringUntil('\n');
    
61.     onMessageReceive(inputString);
    
62.   }
    
63.   // 判断是否需要将LED闪烁
    
64.   if (ledOn) {
    
65.     doLedStep();
    
66.   }
    
67. }
    
68. 
    
69. void turnLedColor(int c) {
    
70.   for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
    
71.     leds[i] = c;
    
72.   }
    
73.   FastLED.show();
    
74. }
    
75. 
    
76. void doLedStep() {
    
77.   for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
    
78.     leds[i] = CHSV( (hue + (255 / NUM_LEDS) * i), 255, 255); //用HSV色彩空间，不断改变H即可
    
79.   }
    
80.   FastLED.show();
    
81.   delay(5);
    
82.   hue = (hue + 3) % 255;
    
83. }
    
84. 
    
85. void onExtraCommand(JsonObject obj) {
    
86.   String aa = obj["a"];
    
87.   if (aa == "brightness") {
    
88.     int vv = obj["v"];
    
89.     FastLED.setBrightness(vv * 255 / 100);
    
90.   } else if (aa == "color") {
    
91.     String color = obj["v"];
    
92.     ledOn = 0;
    
93.     if (color == "Red") {
    
94.       turnLedColor(CRGB::Red);
    
95.     } else if (color == "Green") {
    
96.       turnLedColor(CRGB::Green);
    
97.     } else if (color == "Blue") {
    
98.       turnLedColor(CRGB::Blue);
    
99.     } else if (color == "White") {
    
100.       turnLedColor(CRGB::White);
     
101.     }
     
102.   }
     
103. }
     
104. 
     
105. void onMessageReceive(String msg) {
     
106.   msg.trim();
     
107.   Serial.println(msg);
     
108.   if (msg.startsWith("{") && msg.endsWith("}")) {
     
109.     DynamicJsonDocument doc(1024);
     
110.     deserializeJson(doc, msg);
     
111.     JsonObject obj = doc.as<JsonObject>();
     
112.     String M = obj["M"];
     
113.     if (M == "say") {
     
114.       String C = obj["C"];
     
115.       if (C == "play") {
     
116.         ledOn = 1;
     
117.       } else if (C == "stop") {
     
118.         ledOn = 0;
     
119.         turnLedColor(0);
     
120.       } else if (C.startsWith("{") && C.endsWith("}")) {
     
121.         deserializeJson(doc, C);
     
122.         obj = doc.as<JsonObject>();
     
123.         onExtraCommand(obj);
     
124.       }
     
125.     }
     
126.   }
     
127. }
     
128. 
     
129. void sendHeartBeat() {
     
130.   String msg = "{"M":"checkin","ID":"" + DEVICEID + "","K":"" + APIKEY + ""}\n";
     
131.   client.print(msg);
     
132.   lastCheckInTime = millis();
     
133. }

复制代码

结束

zengcym

神速，控制花样什么的语音命令就比较复杂了，是不是可以预设，比如：运行预设1，运行预设2。。。。

hzy3774

zengcym 发表于 2019-12-31 09:16
神速，控制花样什么的语音命令就比较复杂了，是不是可以预设，比如：运行预设1，运行预设2。。。。 ...

不知道天猫精灵可以支持些什么命令，现在我就试了
可以听懂：开关灯，换颜色，调亮度，模式设为闪烁。
其他的不知道还可以用啥命令

kindzhon

可惜小度音箱只能开关。

yeekum

都是大神，我先记号一下备用

yeekum

都是大神，我先记号一下备用

582475119

  String msg = "{"M":"checkin","ID":"" + DEVICEID + "","K":"" + APIKEY + ""}\n";    提示expected ',' or ';' before 'M'是什么原因呢？？

kelchdeng

这种灯珠比较好玩。

hzy3774

582475119 发表于 2020-2-26 09:29
String msg = "{"M":"checkin","ID":"" + DEVICEID + "","K":"" + APIKEY + ""}\n";    提示expected ',' ...

不好意思，这个代码复制到论坛把转义字符去掉了，需要手动补充一下，实际上是：
String msg = "{\"M\":\"checkin\",\"ID\":\"" + DEVICEID + "\",\"K\":\"" + APIKEY + "\"}\n";

温力口

谢谢分享。。。。。资料很齐全。。。。。。

sunnyquan

用的01模块，刚开始怎么也不成功，后来发现，必须烧录前先拔下来，估计接上改变烧录所需电平了。

15151850303

hzy3774 发表于 2019-12-31 11:45
不知道天猫精灵可以支持些什么命令，现在我就试了
可以听懂：开关灯，换颜色，调亮度，模式设为闪烁。
其 ...

为啥我这个天猫精灵只能开关灯，还有，串口打印的数据在哪里？是在贝壳物联吗

melody361

这是什么情况啊？

melody361

CHSV是什么 ？我在这里报错了

melody361

大佬能不能传个代码上来 ？搞了一天 一直报错。

JANDX

melody361 发表于 2020-6-23 17:23
这是什么情况啊？

不用点 复制代码，直接用鼠标手动全选复制即可

firseve

复制的时候里面带有隐藏的转义字符 或者字符编码问题，以前复制网上的代码经常出这问题，复制到记事本有时候也有问题（空格或者特殊字符的问题）。如果不手懒自己敲一遍呗

songba

感谢分享！

hbliwww

试着搞一下，看看能不能成功。

hzy3774

hbliwww 发表于 2020-9-5 14:52
试着搞一下，看看能不能成功。

需要安装一下FastLED库就可以了