树莓派构建智能家居控制系统 篇四：Google、Amazon 、HomePod三种智能音箱语音控制家居方案浅谈

追加修改(2018-05-21 09:28:14):
看了大家的留言，有不少人让复杂性给吓退了。 赶紧声明下，实际使用真的不用像我这么复杂的，我自己都写晕了。 7种组合方案你只需选择一个就行了，这还是你想用目前还没在国内上市的智能音箱的前提下。如果不用这些智能音箱你只需采用7种方案的任何方案的前半个就行了。哈哈......  应该也没几人有象我这么折腾的，三种音箱都拿来玩玩的。 淡定、淡定、再淡定，真的没我写的这么复杂，也不需这么复杂的。条条道路通罗马，选择一条就行了。

        在折腾的路上有太多的囫囵吞枣、依葫画瓢、似是而非的认知，停了一年没写东东，但折腾没停过。此篇只能当是做个记录、浅谈。

        目前家里用了两台树莓派（RASPBERRY PI 3 MODEL B）24小时运行，分别安装 Domoticz + Homebridge和Home Assistant + Homebridge开源智能家居系统。其实用来控制家里的设备，选有其中一台树莓派选用其中一种系统就够了，之所以用两台分别装不同的系统只是个人爱折腾、方便体验、对比。还有一台群晖NAS通过docker装有Domoticz，但仅当做一些功能实验测试用，并没有将家里的硬件接入，因为NAS并没有24小时开机。

现已接入系统的硬件：

米家：        人体传感器、门窗传感器、温湿度传感器、无线开关按钮、单火墙壁开关、墙壁插座、wifi插座、米家飞利浦台灯、花草监测仪、烟雾报警器、Aqara水浸传感器、扫地机、净水器、直流变频落地扇等； 

米家智能家庭礼品装329元入门级，人手一套玩玩。小米有品去购买

博联：        RM2 pro、鸿雁排插MP1、黑豆、SP2；

斐讯：        空气检测仪悟空M1；

飞利浦：    hue bridge（一代，圆形）；

iRobot：    roomba 560；

esp8266：esp-01、NodeMCU；

传感器：    温湿度传感器SI7021、DHT22；大气压强传感器BMP180、BME280；光强度传感器TSL2561；空气PM2.5激光检测传感器PMS5003、PMS7003；二氧化碳传感器MH-Z19；人体红外传感器HC-SR501；超声波距离传感器HC-SR04等；

其它：        乐视智能电视、射频遥控插座、射频遥控继电器、红外遥控家电等；

三种智能家居系统：

        Domoticz、Home Assistant、Homebridge，都是开源的系统。

        Domoticz是一个开源的智能家居系统，通过它你可以监测和控制各种设备比如：灯、开关 ，各种传感器、仪表比如： 温度、雨、风、紫外线、电、气体、水 等等。 还可以向任一移动设备发送通知或警告。

官网   

中文论坛

        Home Assistant是一个基于Python 3开发的开源家庭自动化平台。可以跟踪和控制家庭中的所有设备，并实现自动化控制。

官网    

中文论坛

Homebridge is a lightweight NodeJS server you can run on your home network that emulates the iOS HomeKit API. It supports Plugins, which are community-contributed modules that provide a basic bridge from HomeKit to various 3rd-party APIs provided by manufacturers of "smart home" devices. 

三种主要智能音箱：

        Google Home、HomePod、Amazon Echo。小爱同学乱入了。

Google Home Smart Assistant - White Slate (US) | eBay有需要还是到Google官网去购买，不时有活动。正常109USD就可以了。www.ebay.com去看看

Apple HomePod - Brand New - Apple Factory Warranty -White !340美元eBay去购买

Certified Refurbished All-new Echo (2nd Generation) with improved sound, powered by Dolby, and a new design – Sandstone Fabric69.99美元美国亚马逊去购买

         下面就分别三种智能家居系统、三种智能音箱各种使用组合下如何实现语音控制已接入的各类型硬件、语音查询相关传感器的数值（温度、湿度、PM2.5值等等自定义的内容）。

        以上列出的7种方案都是我实际接入、使用过。（囧，我确实能折腾了点。）

实现语音控制家居电器的四个关键要素：

        ①各类接入硬件 --> ②智能家居系统 --> ③桥接方法 --> ④智能音箱

        如果你只是为了将家里不同品牌、类型的硬件统一接入到智能家居系统进行操作、自动化编程等，那只需到第②步就可以了。

        语音控制并不是我认为理想的生活方式，有时会感觉傻傻的对着机器说话。构建智能家居更多的是在于自动化（设定好条件，让设备自动启停）、简易化（将多个动作集成成一个）上的应用、数据化、语音化（不方便上手时用说的），至于智能化其实还早着呢。

我常用的应用场景：

自动化：

1.      卫生间湿度与排气扇的关联。湿度高于客厅（或阳台 ）启动排气扇。

2.      门窗开闭与警戒系统的关联

3.      灯光与有人走动、光照度的关联

4.      厨房PM2.5、烟雾与排气扇、报警器的关联

5.      客厅电视与夜灯的关联

6.      窗帘开启与太阳升降的关联

7.      扫地机启动与卫生间门的关联

8.      天气预报有雨与出门的关联

简易化：

1.      一键看有线电视（开机顶盒电源、开电视电源、开启电视、机顶盒切换到新闻台）；

2.      一键启动睡眠模式（逐一确认关闭各灯、启动安防、延时关闭夜灯）

数据化（然并卵）：

1.      主要电器的用电曲线；

2.      各房间的温湿度曲线；

3.      各房间空气质量变化的曲线；

语音化：

1.      下班回家快走到楼道门前时掏出iPhone，长按Home键，对siri说“打开楼道门”；

2.      洗碗满手湿湿时想听歌又不影响孩子学习得关厨房门，对着空气说“Alexa, close kitchen door”、“Alexa, play music”；

3.      坐着想开餐厅吊扇时，对着空气说“hey siri, turn on dining room fan”；

4.      躺在床上，想让音响音量调大些，“hey google, set bedroom sound to 30%”

方案一：各类接入硬件 --> Domoticz --> controlicz.com --> Google Home 语音控制

        将各类硬件通过Domoticz本身支持的硬件类型接入到Domoticz平台，通过controlicz.com这个中转平台（国外网友私人平台）来接入Google home，从而实现用语音控制接入的硬件。

条件：

        家里局域网内的树莓派能让外网直接访问、并能实现ssh连接。

控制语言：

        Google Home当前支持的语言有English (U.S., U.K., Canada, Australia, India, Singapore), French, German, Italian, and Japanese，木有中文。

步骤：

1.   各类硬件接入Domoticz，并能在Domoticz界面上正常操作，外网能SSH直接访问Domoticz（Domoticz可以是安装在windows、macOS、树莓派、群晖等操作系统下）；

2.   在Domoticz界面下点击Setup àMore Options àEdit Users，进入用户编辑；

3.   用户名自定义、密码自定义、权限选择User，点击添加；

4.   添加用户后，点击已添加用户右边的Set Devices，进入设备设置界面（选择哪些设备要开放给controlicz.com这个平台）；

5.   通过左移、右移两个按钮来决定些哪设备要开放给controlicz.com这个平台，选择完成后，记得按下方的保存按钮；

6.   我在Domoticz下的所有设备都是用中文命名的，而Google Home却不支持中文，只能将这些要开放给controlicz.com平台，实现用Google Home语音控制的设备的名称改成Google Home支持的语言，比如说英文。有两种方法：

    a)     直接将Domoticz下的设备名改成英文；

    b)     在设备的描述栏按格式：Controlicz: xxxxxxxx 格式来定义该设备的英文名称；

7.   打开www.controlicz.com网站，注册用户并登陆，最好用你Google Home所绑定的gmail邮箱做为用记名；

8.   登陆后，添加相关配置。Host是指你的外网域名、Port是指Domoticz所在设备的外网访问端口号、Domoticz Username和Domoticz Password是指你在前面第3步自定义的用户名和密码；

9.   如此，一切正常的话，你将会在右边的设备页，看到你在第5步选择开放给contorlicz.com的设备对照表清单。IDX列是该设备在Domoticz中的IDX编号、Name列是该设备在Domoticz中的设备名、Alias是你在第6步中给该设备起的小名、Type栏是该设备在Domoticz中的设备类型、Google/Alexas栏是该设备将在Google Assistant或Amazon Alexa中被默认的设备类型（controlicz自动归类），目前controlicz支持开关、灯、温度、场景等类型；

10.   将下来就是在手机端的Google Home应用做设置，就不细说；

11.   如此、这般，你已能用英文通过Google Home、装有Google Assistant的苹果手机或安卓手机来语音控制接入的设备。比如：开关灯、开关电源、调整灯的颜色、调整音响的音量、执行你设定好的自动化场景等等。

设备增减、名称修改：

        操作便利：★☆☆☆☆

        通过上面的第5步来实现设备的增减；通过上面第6步来实现对设备名称的修改。设备增减或名称修改后就会及时体现在第9步的列表中，但要在Google Assistant语音控制 上生效就得在手机端的google home应用中先将controlicz解除关联后，再重新按第10步关联上后才能生效。这样操作后，如果 你在之前的关联后有在应用中将各个设备分配到Rooms，那么这些分配将会在重新关联后全部清空。

语音执行速度：

        执行速度：★☆☆☆☆

        通过外网绕一圈，有大约3秒的延时。

方案推荐：

        方案推荐：★☆☆☆☆

方案二：各类接入硬件 --> Domoticz --> ha-bridge --> Amazon Echo 语音控制

ha-bridge: Emulates Philips Hue API to other home automation gateways such as an Amazon Echo/Dot Gen 1 (gen 2 has issues discovering ha-bridge) or other systems that support Philips Hue. The Bridge handles basic commands such as "On", "Off" and "brightness" commands of the hue protocol. This bridge can control most devices that have a distinct API.

        将各类硬件通过Domoticz本身支持的硬件类型接入到Domoticz平台，再通过ha-bridge模拟本地philips hue桥接器将Domoticz中的设备接入Amazon Echo，从而实现用语音控制接入的硬件。当然这种方式也适用于所有可以接入本地philips hue 桥接器的智能音箱（比如京东的叮咚音箱），这种方式最大的弊端是智能音箱会将所有接入的设备都当成是通过philips hue桥接器下的灯。每当我英文发音不好而导致音箱听成turn off all light时，你就会明白这种方案对现实是多少的悲催，所有接入的设备（有门、有好多灯、有电源、有风扇、有空调等）都要来动作一遍，让你明白英文咋就这么重要。

条件：

        能装Domoticz和ha-bridge的设备就行。安装Domoticz的设备、安装ha-bridge的设备、Amazon Echo三者都在同一局域网内。

控制语言：

        Amazon Echo当前支持的语言有English (Australia), English (Canada), English (India), English (UK), English (US), French, German, Japanese，还是木有中文。

步骤：

1.   ha-bridge的安装、设置不细说，自行参见教程（完整版）

2.   Amazon Echo的设置。在手机中打开Amazon Alexa的应用：激活philips hue的功能，ENABLE SKILL。

3.   添加ha-bridge模拟成philips hue桥接器下灯具的设备。

ha-bridge支持设备类型：

        灯、开关、场景。命令只有三种：开、关、亮度

使用中的两点经验：

1.   Domoticz中类型为选择开关的设备在ha-bridge中的设置方法：以我家的餐厅射频遥控风扇为例，它有三个档，分别为三个不同的射频遥控 信用来控制 。而ha-bridge是将所有设备都模拟成philips hue 桥接器下的灯而接入智能音箱的，可以执行开灯、关灯、调节灯光亮度百分比三种命令。我们可以通过个数学公式（根据选择开关的档数去设定）来实现不同亮度范围对应不同选择开关档数的方式来实现。在我的这个设置中，我当说将set dining room fan to 50%时，就能将风扇调到选择开关的level=20的遥控风速。自行体会了解我划红线框中的公式。

2.   Domoticz中场景开关的设置：不管你在Domoticz中的Scene类型还是Group类型，在ha-bridge中的命令行都要记得改成param=switchscene并保存。

设备增减、名称修改：

        操作便利：★★★☆☆

        直接在ha-bridge的界面上修改、添加，在Amazon alexa中及时生效，不细说。

语音执行速度：

        执行速度：★★☆☆☆

方案推荐：

        方案推荐：★★★☆☆

方案三：各类接入硬件 --> Domoticz --> Homebridge-eDomoticz --> iPhone / HomePod 语音控制

        将各类硬件通过Domoticz本身支持的硬件类型接入到Domoticz平台，再通过Homebridge方式下专门针对 Domoticz的插件Homebridge-eDomoticz插件将你在Domoticz中所选择的设备接入苹果移动端（iPhone、iPad）的Home应用，从而实现唤醒siri通过iPhone、iPad、HomePod来语音控制你所选择的让Home控制的设备。

条件：

        设备在同一局域网内。

控制语言：

        用iPhone、iPad为语音控制终端：就不知还有什么是siri听不懂的语言。中文木问题！要使用中文语音控制，需将Domoticz中的设备名称用中文命名。

        用HomePod为语音控制终端：只能是美式英语和英式英语，木有中文。要使用HomePod来语音控制，需将Domoticz中的设备名称用英文命名。

步骤：

        不细说，自行参见Domoticz官方教程

1.      在Domoticz中专为homebridge-eDomoticz设置一个房间。菜单：Setup -> More Options -> Plans -> Roomplan；

2.      房间名自定义，只需记下这个专属房间对应的idx号，我的是2；

3.      按前面官方教程操作时，对于配置文件中name 、username、port、pin的内容都可随意自定义，只要按它的格式。在“roomid”: 后填入你的homebridge-eDomoticz专属房间号。我的填2。

设备增减、名称修改：

        直接在Domoticz的房间管理界面上你的homebridge-eDomoticz专属房间内增减。在iPhone/iPad的应用Home上直接体现（会有几分种的缓冲）。在iPhone/iPad的应用Home上显示 的设备名是你在Domoticz中定义的设备名。你可以直接在Domoticz上修改设备名（只限于应用Home在添加由homebridge-eDomoticz产生的配件前才有效。），也可以直接在应用Home中修改设备名。

兼容设备类型：

        灯、开关、温湿度

设备增减、名称修改：

        操作便利：★★★★☆ 

语音执行速度：

        执行速度：★★★☆☆

方案推荐：

        方案推荐：★★★★☆

方案四：各类接入硬件 --> Home Assistant --> Home Assistant Cloud --> Google Home语音控制

        将各类硬件通过接入Home Assistant智能系统（步骤自行百度，不在本文细说），再通过Home Assistant Cloud来中转将设备接入Google Home，从而实现用语音控制接入的硬件。

条件：

        家里局域网内的树莓派能让外网直接访问、并能实现ssh连接

控制语言：

        Google Home当前支持的语言有English (U.S., U.K., Canada, Australia, India, Singapore), French, German, Italian, and Japanese，木有中文。

步骤：

1.      各类硬件接入Home Assistant，并能在Home Assistant界面上正常操作，外网能SSH直接访问Home Assistant（Home Assistant安装过程不细说。方法参见官方教程，支持多平台、多方案。但建议尽可能挑战麻烦点的方案来安装 ，更有自主性、可折腾性。）；

2.      要启用Home Assistant Cloud需要在配置文件configuration.yaml中添加相关语句：

3.      修改好配置文件将重启Home Assistant使之生效后，还需要去配置面板下注册Home Assistant Cloud帐号。这将是你智能音箱进入Home Assistant Cloud来控制Home Assistant的通行证。

4.      Google Home的设置，不细说，见图示：

5.      在上述通过Home Assistant Cloud 接入 Google Home的过程中大家可能存在疑问，整个过程没有选择哪些设备要接入google home的动作，难道是不能选择，一股脑都进入了？当然不是。选择的方法就如用Home Assistant系统一样的郁闷，只能用写配置文件的方法来实现，而不是在图形界面用的鼠标点点划划来实现。详细说明参见官方教程。你可以在配置文件里使用过滤器和设备定义两功能。

6.      过滤器能让你决定包含哪些设备（include_entities）和哪些域（include_domains）；决定不包含哪些设备（exclude_entities）和哪些域（exclude_domains）；

7.      设备定义功能，能让你定义设备在Google Home里显示的名称和别名，以及该设备属于哪个房间。能在配备文件里直接定义设备在Google Home中归属哪个房间我认为是大爱，用电脑写配置总比在手机上逐一设置设备的归属房间方便太多了。

设备增减、名称修改：

        因需要设备增减、名称修改的原因而修改了配置文件中的google_actions段，要使之生效除了Home Assistant本身需要重启生效外，Google Homeg还需要将前面的第4步配对的hass.io取消配对后，再按第4步重新配对一次才会生效。这时就体现出能在配置文件中自定义设备名和房间名的意义了。不像方案一通过contrilicz.com接入Google Home的方式，它一旦取消配对，之前在Google Home里对设备分配房间的设置就全清零了。

兼容设备类型：

        light.、switch.、group.、media_player.

设备增减、名称修改：

        操作便利：★★★☆☆

语音执行速度：

        执行速度：★★★☆☆

方案推荐：

        方案推荐：★★★☆☆

方案五：各类接入硬件 --> Home Assistant --> Home Assistant Cloud --> Amazon Echo语音控制

        将各类硬件通过接入Home Assistant智能系统（步骤自行百度，不在本文细说），再通过Home Assistant Cloud来中转将设备接入Amazon Echo，从而实现用语音控制接入的硬件。

条件：

        家里局域网内的树莓派能让外网直接访问、并能实现ssh连接

控制语言：

        Amazon Echo当前支持的语言有English (Australia), English (Canada), English (India), English (UK), English (US), French, German, Japanese，还是木有中文。 

步骤：

1.      同方案4的步骤1；

2.      同方案4的步骤2；

3.      同方案4的步骤3；

4.      Amazon Alexa的设置，不细说，见图示：

5.      配置文件详细说明参见官方教程 https://www.home-assistant.io/cloud/alexa/你可以在配置文件里使用过滤器和设备定义两功能。

6.      过滤器能让你决定包含哪些设备（include_entities）和哪些域（include_domains）；决定不包含哪些设备（exclude_entities）和哪些域（exclude_domains）；各方案4相同。

7.      设备定义功能，能让你定义设备在Google Home里显示的名称和别名，以及该设备显示 类别 （Alexa中的设备图符）。有效类别 说明 

设备增减、名称修改：

        因需要设备增减、名称修改的原因而修改了配置文件中的alexa段，要使之生效除了Home Assistant本身需要重启生效外，Amazon Alexa还需要将前面的第4步配对的Home Assistant 取消配对后，再按第4步重新配对一次才会生效。如果想将之前配对产生的设备一次清零，可以登录网页版alexa 在设备清单的最下方有Forget All按钮。

兼容设备类型：

        light.、switch.、group.、media_player.、automation.

设备增减、名称修改：

        操作便利：★★★☆☆

语音执行速度：

        执行速度：★★☆☆☆

方案推荐：

        方案推荐：★★★☆☆

方案六：各类接入硬件 --> Home Assistant --> 原生HomeKit --> iPhone / HomePod 语音控制

        将各类硬件通过接入Home Assistant智能系统（步骤自行百度，不在本文细说），再通过Home Assistant自带HomeKit将设备接入苹果的home应用

条件：

        Home Assistant 版本在o.64以上、设备在同一局域网内。

控制语言：

        用iPhone、iPad为语音控制终端：就不知还有什么是siri听不懂的语言。中文木问题！Homebridge配置文件中的设备名称采用你想用的语音控制语言来定义。

        用HomePod为语音控制终端：只能是美式英语和英式英语，木有中文。Homebridge配置文件中的设备名称只能用英语来定义。

步骤：

        不细说，自行参见Domoticz官方教程 

设备增减、名称修改：

        操作便利：★★★★★

        直接在配置文件的homekit: 下通过过滤器include_domains、include_entities、exclude_domains、exclude_entities来增减，结果 在iPhone/iPad的应用Home上直接体现（会有几分种的缓冲）。在iPhone/iPad的应用Home上显示 的设备名是你在Home Assistant中定义的设备名。你可以直接修改Home Assistant的设备名（只限于应用Home在添加由Home Assistant HomeKit产生的配件前才有效。），也可以直接在应用Home中修改设备名。

语音执行速度：

        执行速度：★★★★☆

方案推荐：

        方案推荐：★★★★☆

方案七：各类接入硬件 --> Homebridge --> Homebridge插件 --> iPhone / HomePod 语音控制

        将各类硬件通过对应的Homebridge插件将硬件接入安装 了Homebridge 的树莓派，将通过Homebridge的配置文件让苹果Home应用与Homebridge配对，从而实现唤醒siri通过iPhone、iPad、HomePod来语音控制你接入Homebridge的设备。

条件：

        设备在同一局域网内、有接入设备能用的Homebridge插件 

控制语言：

        用iPhone、iPad为语音控制终端：就不知还有什么是siri听不懂的语言。中文木问题！Homebridge配置文件中的设备名称采用你想用的语音控制语言来定义。

        用HomePod为语音控制终端：只能是美式英语和英式英语，木有中文。Homebridge配置文件中的设备名称只能用英语来定义。

步骤：

1.      系统平台上安装Homebridge，参见说明 ；

2.      在NPM官网搜索所需的Homebridge插件，所有插件名都是于homebridge-开头的；

3.      按插件的说明安装插件及添加修改配置文件config.json；

4.      重启homebridge服务sudo systemctl restart homebridge；

我当前使用的插件及说明：

博联SP插座和鸿雁插排：homebridge-broadlink-platform            NPM

鸿雁插件使用正常，博联SP个别不正常。当你iPhone上的home总出现无响应时，可以试试删除配置文件中SP的部分。我有5个SP，只有2个接入正常。原因不明。

博联RM pro万能遥控器（包括黑豆）：homebridge-broadlink-rm      NPM

认真阅读使用说明，功能强大，使用正常。

用于esp8266的接入。功能强大、万能的插件：homebridge-cmdswitch2            NPM

功能强大，技术要求高，使用正常。

Homebridge的UI界面插件：homebridge-config-ui-xNPM

界面直观、漂亮，然并卵。

米家空调伴侣插件：homebridge-mi-acpartner       NPM

功能强大、配置复杂，使用正常。

米家全家桶插件：homebridge-mi-aqara          NPM

支持硬件全，配置简单，使用正常。Plug86接入失败，原因不明。

米家智能风扇插件：homebridge-mi-fan          NPM

配置简单，功能全面，使用正常。

米家网关收音机功能插件：homebridge-mi-gateway-fm        NPM

配置简单，使用正常。

米家网关、空调伴侣警戒开关插件：homebridge-mi-gateway-security        NPM

配置简单，使用正常。

米家飞利浦台灯插件：homebridge-mi-philips-light       NPM

配置简单，功能全面，使用正常。

米家wifi插座、排插插件：homebridge-mihome-outlet          NPM

配置简单，功能全面，使用正常。

飞利浦Hue插件：homebridge-philipshue         NPM

一代hue接入插件。没搞明白，配置失败，没接入。

米家扫地机（一代&二代）插件：homebridge-xiaomi-roborock-vacuum     NPM

配置简单，功能全面，使用正常。

绿米灯具插件：homebridge-yeelightNPM

配置简单到不用配置，功能全面，使用正常。

设备增减、名称修改：

        操作便利：★★★★☆

语音执行速度：

        执行速度：★★★★★

方案推荐：

        方案推荐：★★★★★

        至于如何配置一台全新的Google Home、Amazon Echo、HomePod并能正常使用不在本文说明范围，请自行百度。

        原谅我写到后面有点头晕了，把自己给都给绕了。先写这些，里面的很多内容有时间再细写吧。