使用ESP8266接入“天猫精灵”控制七彩灯（WS2812）的颜色/亮度-开源

前言：前面做了一个天猫精灵控制电视的例子点我查看，抱着对智能音响语音控制好奇的心态，看了一下Blinker中ESP8266接入天猫精灵控制七彩灯颜色/亮度、色温的介绍。经过一天的研究，于是有了这篇博客。在Blinker详细介绍了天猫精灵是如何接入以及灯控制颜色/亮度、查询亮度/颜色等函数的接口，有了前面天猫精灵控制电视的制作基础，这个例程就会相对简单一点。

演示视频

ESP8266接入天猫精灵控制七彩灯

1.准备工作

1.1 原理

----本实验的原理是使用ESP8266通过Blinker接入天猫精灵，接着把天猫精灵的账号和Blinker的账号进行绑定，这样一来就可以在天猫精灵的app看到Blinker需要接入天猫精灵的设备（且天猫精灵支持被控设备的自定义命名，可以通过自定义名字控制设备），通过天猫精灵呼叫设备的别名就可以达到控制七彩灯的目的。
----我们并不需要去关心他们的智能语音的通信协议，只需要在程序中识别对应的指令（指令已经给出且限定），并根据不同命令对外设（七彩灯）做不同的控制即可。

1.2 使用的硬件以及硬件连接图

• 天猫精灵（方糖）
• ESP8266 NodeMCU
• WS2812灯环（24颗）
• 普通按钮3个
  硬件连接图，大致如下所示：
  备注：
  实际硬件连接中，按钮的IO口和这里不同，以程序定义为准。
  

1.3 开发环境准备

• Arduino开发环境

安装地址：Arduino IDE

备注：安装1.8.7或更新版本，这个软件是免费使用的，直接在官网下载安装最新版本即可。

• 安装ESP8266的扩展

方法一：如果你的电脑能够科学上网的话，使用这个方法很简便，在首选项中输入一个网址，然后添加库即可。否则参考方法二。

1. 启动Arduino并打开“首选项”窗口。
2. 输入https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
   
3. 从工具>主板菜单打开Boards Manager并安装esp8266平台（安装后不要忘记从工具>主板菜单中选择ESP8266主板）。
   
   方法二：下载打包的esp8266安装包，直接运行并解压即可。

链接：https://pan.baidu.com/s/1Eu0qhlP5xu6GgQMdwflfAw 提取码：3x1f

备注：如果安装过其他版本的esp8266sdk，请先删除，再使用本安装包，解压完成后，再打开Arduino IDE，即可在 菜单栏>工具>开发板 中找到你使用的esp8266开发板。

• 安装blinker Arduino库

安装方法：下载后解压在Arduino/libraries文件夹下

链接：https://pan.baidu.com/s/1k5tED9HxgiRaqNtKrTJcRg 提取码：87lw

安装后如下图所示：

安装成功之后重启Arduino软件，可以在示例的第三方库库中找到。

• 安装blinker APP

• Android下载：点我进入
  或 在android应用商店搜索“blinker”下载安装
• IOS下载：在app store中搜索“blinker”下载

• 下载ws2812的驱动库

为了专注于我们感兴趣的事，驱动这些事就交给专业的人来做，在这里找到了一个非常好用的驱动库，适用于ESP8266,只需要简单的修改一下IO即可使用，简单好用。

• 开源库github地址：点我查看
• 开源库的使用：
  方法一：直接在Arduino IDE上安装
  1.在Arduino IDE中，导航至“项目”>“加载库”>“管理库”
  2.然后，库管理器将打开，您将找到已经安装或准备安装的库的列表。
  3.然后使用搜索栏搜索Neopixel strip。
  4.单击文本区域，然后选择特定版本并安装它。
  备注：如果不能科学上网，可能会有点慢。可使用方法二。
  
  方法二：直接下载源文件的压缩包，然后添加压缩包到IDE
  1.导航到Releases page页面。
  2.下载最新版本。
  3.解压缩zip文件
  4.在Arduino IDE中，导航至“项目”>“加载库”>“添加.ZIP库”
  
  安装完成之后，可以在Arduino IDE中找到这个第三方库的例子，如果有，则安装成功。如下：
  

2. 配置Blinker App的UI界面

• 注册账号
  使用手机号码即可注册账号。
• 添加设备->wifi接入–>得到产品密钥（Secret Key）
  
  
  
• 修改设备名字和图标
  备注：如果只需要天猫精灵控制，下面的操作都可以省略，只需要上面生成的Secret Key(需要写在代码中)
  
  在这里我也只是编辑了一下app的界面而已，并没有在程序中设计出按键对应的功能，时间紧，以后再补充吧。
• 界面大致如下：
  

3.编写Arduino 程序

在这里还未写app的控制逻辑，后续补充。现在只能通过本地的按钮改变颜色（可以和云端同步），通过呼叫天猫精灵改变灯的颜色/亮度。

3.1 控制逻辑

使用ESP8266通过Blinker接入天猫精灵之后，调用天猫精灵官方提供的接口协议（这个协议并不需要我们处理，只需要其提供的函数中写相应的执行函数即可）去驱动ws2812彩灯，达到控制的目的。

3.2 新建一个Arduino程序，编写控制逻辑

接入流程：

• 新建一个文件->另存为Timo_ws2812_control(程序名随意)
  

以下详细解释一下核心代码：

1.添加头文件

//串口
#define BLINKER_PRINT Serial
//Blinker 接入方式：WiFi
#define BLINKER_WIFI
//天猫精灵接入的设备：灯
#define BLINKER_ALIGENIE_LIGHT
#include 
//WS2812驱动
#include 

2.定义变量：灯的颜色、亮度、状态、开关

//RGB颜色值
uint8_t colorR,colorG,colorB;
//亮度值：亮度初始值为50
uint8_t colorW=50;
//灯的模式
String wsMode;
//灯电源状态
bool wsState = false;

3.按钮端口的定义

//定义按钮为 GPIO0
#define BUTTON_PIN_0   0
#define BUTTON_PIN_1   1
#define BUTTON_PIN_2   2
//消除抖动使用的的变量以及模式
boolean oldState = HIGH;
boolean oldState2 = HIGH;
boolean oldState3 = HIGH;

4.WS2812驱动有关IO定义和设置

//定义ws2812使用的IO口为13（D7）
#define PIXEL_PIN    13  // Digital IO pin connected to the NeoPixels.
//定义ws2812灯的个数为24
#define PIXEL_COUNT 24  // Number of NeoPixels
// Declare our NeoPixel strip object:
/*
参数1：ws2812使用的灯的个数
参数2：ws2812驱动的引脚
参数3：驱动的模式和频率
*/

Adafruit_NeoPixel strip(PIXEL_COUNT, PIXEL_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

5.初始化在setup()函数

void setup() {
  //串口初始化
  Serial.begin(115200);
  strip.begin(); // Initialize NeoPixel strip object (REQUIRED)
  //设置亮度
  strip.setBrightness(255 * colorW /100); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
  strip.show();  // Initialize all pixels to 'off'
  
  //调试有关
  #if defined(BLINKER_PRINT)
      BLINKER_DEBUG.stream(BLINKER_PRINT);
  #endif
  //初始化按钮为输入上拉
  pinMode(BUTTON_PIN_0, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BUTTON_PIN_1, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BUTTON_PIN_2, INPUT_PULLUP);

  
  //Blinker配网
  Blinker.begin(auth, ssid, pswd);
  Blinker.attachData(dataRead);
  /*注册天猫精灵有关的回调函数*/
  //状态查询
  BlinkerAliGenie.attachQuery(aligenieQuery);
  //亮度设置
  BlinkerAliGenie.attachBrightness(aligenieBright);
  //取消模式
  BlinkerAliGenie.attachCancelMode(aligeniecMode);
  //设置模式
  BlinkerAliGenie.attachMode(aligenieMode);
  //颜色控制
  BlinkerAliGenie.attachColor(aligenieColor);
  //电源状态
  BlinkerAliGenie.attachPowerState(aligeniePowerState);

}

备注：
用到哪个天猫精灵的函数,必须在初始化的时候注册回调函数。

6.当呼叫天猫精灵打开/关闭 门口的灯将调用接口函数：void aligeniePowerState(const String & state)
在这个函数进行打开灯，关闭灯的操作（默认打开亮度50,白色）

//电源状态
void aligeniePowerState(const String & state)
{
    BLINKER_LOG("need set power state: ", state);

    if (state == BLINKER_CMD_ON) {
        //设置为白色，亮度50%
        colorR = 255; colorG = 255; colorB = 255;
        colorWipe(strip.Color(colorR,colorG,colorB), 50);
        colorW = 50;
        strip.setBrightness(255 * colorW /100); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
        strip.show();
        BlinkerAliGenie.powerState("on");
        BlinkerAliGenie.print();
        wsState=true;
    }
    else if (state == BLINKER_CMD_OFF) {
     
        colorR = 0; colorG = 0; colorB = 0;
        colorWipe(strip.Color(colorR,colorG,colorB), 50);
        BlinkerAliGenie.powerState("off");
        BlinkerAliGenie.print();
        wsState=false;
    }
}

7.当呼叫天猫精灵设置 门口的灯颜色时，将调用接口函数 void aligenieColor(const String & color)
在这里进行颜色的设置

//设置颜色
void aligenieColor(const String & color)
{
    BLINKER_LOG("need set color: ", color);

    //如果是设置颜色,则灯的状态应该是打开的，故同步状态
    wsState = true;
    if (color == "Red") {
        colorR = 255; colorG = 0; colorB = 0;
        //colorWipe(strip.Color( 255,0,0), 50);    // Black/off
    }
    else if (color == "Yellow") {
        colorR = 255; colorG = 255; colorB = 0;
        //colorWipe(strip.Color(220,20,60), 50);
    }
    else if (color == "Blue") {
        colorR = 0; colorG = 0; colorB = 255;
        //colorWipe(strip.Color(0,0,255), 50);
    }
    else if (color == "Green") {
        colorR = 0; colorG = 255; colorB = 0;
        
    }
    else if (color == "White") {
        colorR = 255; colorG = 255; colorB = 255;
    }
    else if (color == "Black") {
        colorR = 0; colorG = 0; colorB = 0;
    }
    else if (color == "Cyan") {
        colorR = 0; colorG = 255; colorB = 255;
    }
    else if (color == "Purple") {
        colorR = 128; colorG = 0; colorB = 128;
    }
    else if (color == "Orange") {
        colorR = 255; colorG = 165; colorB = 0;
    }

    colorWipe(strip.Color(colorR,colorG,colorB), 50);
    //亮度默认为50
    //设置亮度
    colorW = 50;
    strip.setBrightness(255 * colorW /100); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
    strip.show();
    
    BlinkerAliGenie.color(color);
    BlinkerAliGenie.print();
}

备注：
天猫精灵支持的颜色如下：

8.当呼叫天猫精灵设置 门口的灯模式时，将调用接口函数 void aligenieMode(const String & mode)
在这里进行模式的设置

//设置灯的模式
void aligenieMode(const String & mode)
{
    BLINKER_LOG("need set mode: ", mode);
    //设置灯的模时，灯应该为打开状态
    wsState = true;
    if (mode == BLINKER_CMD_READING) {
        // Your mode function
        //阅读模式：灯的颜色设置为橙色，亮度为80%
        colorR = 255; colorG = 165; colorB = 0;
        colorWipe(strip.Color(colorR,colorG,colorB), 50);
        //设置亮度
        colorW = 80;
        strip.setBrightness(255 * colorW /100); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
        strip.show();
        
    }
    else if (mode == BLINKER_CMD_MOVIE) {
        // Your mode function
        //影院模式：灯的颜色设置为黄色，亮度为50%
        colorR = 255; colorG = 0; colorB = 0;
        colorWipe(strip.Color(colorR,colorG,colorB), 50);
        //设置亮度
        colorW = 50;
        strip.setBrightness(255 * colorW /100); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
        strip.show();
    }
    else if (mode == BLINKER_CMD_SLEEP) {
        // Your mode function
        //睡眠模式：灯的颜色设置为黄色，亮度为10%
        colorR = 255; colorG = 255; colorB = 0;
        colorWipe(strip.Color(colorR,colorG,colorB), 50);
        //设置亮度
        colorW = 10;
        strip.setBrightness(255 * colorW /100); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
        strip.show();
    }
    else if (mode == BLINKER_CMD_HOLIDAY) {
        // Your mode function
        theaterChase(strip.Color(  0,   0, 127), 50); // Blue
        //设置亮度:100%
        colorW = 100;
        strip.setBrightness(255 * colorW /100); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
        strip.show();
    }
    else if (mode == BLINKER_CMD_MUSIC) {
        // Your mode function
        //音乐模式：则为彩虹灯
        rainbow(10);
        //设置亮度:100%
        colorW = 100;
        strip.setBrightness(255 * colorW /100); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
        strip.show();
        
    }
    else if (mode == BLINKER_CMD_COMMON) {
        // Your mode function
        //普通模式：灯的颜色设置为白色，亮度为50%
        colorR = 255; colorG = 255; colorB = 255;
        colorWipe(strip.Color(colorR,colorG,colorB), 50);
        //设置亮度
        colorW = 50;
        strip.setBrightness(255 * colorW /100); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
        strip.show();
    }

    wsMode = mode;
    BlinkerAliGenie.mode(mode);
    BlinkerAliGenie.print();
}

备注：

9.当呼叫天猫精灵设置 门口的灯亮度时，将调用接口函数 void aligenieBright(const String & bright)
在这里进行亮度的设置

//天猫精灵亮度控制
void aligenieBright(const String & bright)
{
    int set_brightness;
    BLINKER_LOG("need set brightness: ", bright);

    if (bright == BLINKER_CMD_MAX) {
        colorW = 100;
    }
    else if (bright == BLINKER_CMD_MIN) {
        colorW = 0;
    }
    else {
        colorW = bright.toInt();
    }
    //进行亮度值转换
    set_brightness = 255 * colorW /100;

    //设置亮度
    strip.setBrightness(set_brightness); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
    strip.show();
    BLINKER_LOG("now set brightness: ", colorW);
    BlinkerAliGenie.brightness(colorW);
    BlinkerAliGenie.print();
}

10.当呼叫天猫精灵查询 门口的灯状态，将调用接口函数 void aligenieQuery(int32_t queryCode)
查询是调用内部函数的方式，不需要自己处理。

//天猫精灵状态查询
void aligenieQuery(int32_t queryCode)
{
    BLINKER_LOG("AliGenie Query codes: ", queryCode);

    switch (queryCode)
    {
        case BLINKER_CMD_QUERY_ALL_NUMBER :
            BLINKER_LOG("AliGenie Query All");
            BlinkerAliGenie.powerState(wsState ? "on" : "off");
            BlinkerAliGenie.brightness(colorW);
             BlinkerAliGenie.color(getColor());
            BlinkerAliGenie.print();
            break;
        case BLINKER_CMD_QUERY_POWERSTATE_NUMBER :
            BLINKER_LOG("AliGenie Query Power State");
            BlinkerAliGenie.powerState(wsState ? "on" : "off");
            BlinkerAliGenie.print();
            break;
        case BLINKER_CMD_QUERY_COLOR_NUMBER :
            BLINKER_LOG("AliGenie Query Color");
            BlinkerAliGenie.color(getColor());
            BlinkerAliGenie.print();
            break;
        case BLINKER_CMD_QUERY_MODE_NUMBER :
            BLINKER_LOG("AliGenie Query Mode");
            BlinkerAliGenie.mode(wsMode);
            BlinkerAliGenie.print();
            break;
        case BLINKER_CMD_QUERY_BRIGHTNESS_NUMBER :
            BLINKER_LOG("AliGenie Query Brightness");
            BlinkerAliGenie.brightness(colorW);
            BlinkerAliGenie.print();
            break;
        default :
            break;
    }
}

备注：
可以查询的状态如下：

注意事项：
1.填写代码中的auth,wifi账户、密码
至此为止，已经展示了绝大部分的源码，由于篇幅所限，且按键部分代码简单，就直接看文末的源码吧。

3.3 上传代码到ESP8266

备注：
程序上传成功之后，复位Node MCU,如果此时密钥、WiFi账号、密码没有错误，则可以在app看到设备的状态的为在线状态，则可进行下一步。

4.绑定天猫精灵并控制七彩灯

绑定设备步骤详情：

返回设备界面之后就可以看到设备详情啦。

此时，如果你的天猫精灵正常联网，对着天猫精灵说：

我： 天猫精灵，打开客厅。 天猫精灵： 很乐意为您效劳。
我： 天猫精灵，把门口的灯设置为红色。 天猫精灵： 好的，正在将门口灯的颜色调整为红色。
我： 天猫精灵，门口的灯打开了吗。 天猫精灵： 门口的灯处于打开状态，当前为正常模式，亮度为50，颜色为红色。
我： 天猫精灵，把门口的灯亮读调整为20。 天猫精灵： 好的，正在将门口灯的亮度调整为20。
我：天猫精灵，关闭门口的灯。天猫精灵：没问题！。

备注：当然，如果需要对这个设备进行重命名也是OK，的详情参考：设备添加别名操作

小结
要把ESP8266接入天猫精灵是一件比较简单的事情，现在我们就可以对天猫精灵进行关于门口的灯各种命令的操作。其实最重要的还是天猫精灵接口的协议，以及我们对这些接口函数的操作。

总结

—到这里这个例程就结束了，相信看了这个例子，每一个人都能制作出炫酷的七彩智能灯。接入天猫精灵的灯并不限制个数，你可以使用多个ESP8266接入天猫精灵，然后逐个设备定义别名（例如：客厅的灯），在上一篇文章点我查看还接入了电视、空调等设备。增加或者减少一个设备并不会影响全局。你可以同时拥有10个灯、10个插座。如果定义了不同的别名，都可以对任意一个进行单独的操作，这样一来就会让控制变得很灵活。
—有了红外控制和继电器控制，你几乎可以把家里的大部分家电都接入天猫精灵，这只是一个开始!

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