超低成本DIY skill实现Amazon Echo Dot控制自己家的智能设备
此文的方法是DIY一个测试版Skill，会将设备直接暴露在公网上，安全性很差，而且账户认证什么的都是写死的，只适合自己玩，而且外网接口千万不要外泄。
原文链接：http://blog.csdn.net/luhanglei/article/details/56677567
最近发私信的人很多，决定直接创建一个开发爱好者的群：376862009
实现原理
Amazon Alexa →Amazon Cloud→Amazon Lambda→内网穿透服务器→局域网内的设备→终端（灯等设备）
新建一个Smart Home Skill
过程跟我前段时间写的文章差不多，但是这次创建的是Smart Home的Skill，不再是普通的Skill，也同时意味着必须要绑定账户(Auth Code Grant)，而且EndPoint必须要使用Amazon Lambda了。
Endpoint
直接在AWS“弗吉尼亚北部”区开通一个python语言（我习惯用JAVA，但是在这里没有python用起来简单，所以现学现卖写python）的空lambda，开通完了以后添加Alexa Smart Home的触发器，先放着。把arn:aws:lambda:开头的地址粘贴到Endpoint里。lambda每个月有100万次的免费额度，自己用足够了，也不必担心超时收费。算了一下，因为自己用不会并发，每个月可以免费用37天……
绑定账户
绑定的要求是要使用https进行oauth认证，而且只在初次启用Skill的时候会使用。因此喜欢自己折腾的童鞋可以自己找服务器写一个Oauth认证完成这一步。不想折腾或者不会写服务器的童鞋可以直接用我提供的代码包，部署到百度云BAE上（java8环境），在Authorization URL中填写你的域名+/login，比如：https://***.duapp.com/login，在Access Token URI中输入你的域名+/token，比如：https://***.duapp.com/token，提交之后应该就可以在Alexa的APP中的Your Skill里看到刚刚创建的Skill了，点enable，过一会即显示完成绑定。这时候把云服务器删掉就行了,节约money。
Oauth认证包下载，可以直接用
获取设备必要的信息
如果你的设备需要通过SSDP来获取相关参数，比如接口号、ID等，请继续；如果没有，请跳过本条。我用java写了一个方法，放在Eclipse中，只需要将需要替换的多播地址、端口号等内容替换成具体文档要求的内容，跟智能设备在同一个局域网执行就可以看到设备的回复，其中包含需要的信息，在开发文档中需要用到的，请拷贝下来。
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.MulticastSocket;
public class Discover {
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
// TODO 自动生成的方法存根
InetAddress ia = InetAddress.getByName("SSDP多播地址");
final MulticastSocket clientSocket = new MulticastSocket();
clientSocket.joinGroup(ia);
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
listen(clientSocket);
} catch (IOException e) {
// TODO 自动生成的 catch 块
e.printStackTrace();
}
}
}.start();
StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append("M-SEARCH * HTTP/1.1\r\n");
sb.append("HOST:SSDP多播地址:SSDP端口号\r\n");
sb.append("MAN:\"ssdp:discover\"\r\n"); //一般都是ssdp:discover，具体看相关设备文档
sb.append("ST:文档里这里的内容");
DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(sb.toString().getBytes(), sb.toString().length(), ia, SSDP端口号);
clientSocket.send(sendPacket);
Thread.sleep(5000);
clientSocket.close();
}
static void listen(DatagramSocket clientSocket) throws IOException {
byte[] receiveData = new byte[1024];
DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(receiveData, receiveData.length);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
clientSocket.receive(receivePacket);
String response = new String(receivePacket.getData());
System.out.println(response);
}
}
}让设备可以在公网访问到
因为好多智能设备的SDK只适合在内网使用，并不提供云接口，而且设备工作在内网，让工作在公网的Alexa访问不到。因此要采用内网穿透的方法让我们的Lambda可以访问到我们的设备，并发送命令。
我所尝试的方法有两种（当然指的成本最小的方法，有自己服务器的土豪请自己搭建frp或者ngrok）：ngrok和花生壳（内网版，不是DDNS版）。这两种方法都需要路由器的支持（路由器不支持也可以买花生壳出的花生棒，插在路由器上也能让我们的设备上云），我使用的极路由1S有两者的插件，设置比较简单，注意ngrok在设置的时候服务器的端口号一般都是4443，跟要转发的端口号没有任何关系。
我喜欢用sunny提供的免费版ngrok，速度快，但没有花生壳稳定，路由器插件设置参考如图
特别说明rules，协议为TCP,IP 为路由器中看到的要操控设备的局域网IP地址，端口号一般文档里或者上一步SSDP的返回值里有写，最后一个为申请到的服务器端口号。
提交完成之后我们的设备就可以在公网访问了。
在Lambda中写代码实现Discover和Control事件，实现了开关和调百分比等操作，具体的可以自己再扩展（貌似Lambda连注释中都不准出现中文，自己删掉或者换掉中文再跑）API传送门
import uuid
import socket
import sys
def lanbda_handler(event,context):
eventNameSpace = event['header']['namespace']
if eventNameSpace=="Alexa.ConnectedHome.Discovery":
return onDiscovery(event)
elif eventNameSpace=="Alexa.ConnectedHome.Control":
return onControl(event)
def onDiscovery(event):#发现事件
header={}
header['messageId'] = str(uuid.uuid1())
header['name'] = "DiscoverAppliancesResponse"
header['namespace'] = "Alexa.ConnectedHome.Discovery"
header['payloadVersion'] = "2"
payload={}
discoveredAppliances=[]
device = {}
actions = ["turnOn","turnOff","setPercentage"]#声明可以进行打开、关闭、调百分比的操作
device['actions'] = actions
device['additionalApplianceDetails'] = {}
device['applianceId'] = "编一个ID"
device['friendlyDescription'] = "编一个名字，会显示在APP里"
device['friendlyName'] = "称呼它什么，语音控制的关键词，比如light"
device['isReachable'] = "true"
device['manufacturerName'] = "生产商，自己写"
device['modelName'] = "型号"
device['version'] = "版本号"
discoveredAppliances.append(device)
payload['discoveredAppliances'] = discoveredAppliances
result = {}
result['header'] = header
result['payload'] = payload
return result
def onControl(event):
eventName = event['header']['name']
order = ""
responseHeaderName = ""
if eventName == "TurnOnRequest":
order = '打开设备的命令'
responseHeaderName = "TurnOnConfirmation"
elif eventName == "TurnOffRequest":
order = '关闭设备的命令'
responseHeaderName = "TurnOffConfirmation"
elif eventName == "SetPercentageRequest":
order = '调节百分比的命令'
responseHeaderName = "SetPercentageConfirmation"
try:
s = socket.socket()
host = "内网穿透服务器的域名或者IP"
port = 内网穿透服务器给你的端口号
s.connect((host, port))
s.send(order)
s.recv(1024)
header={}
header['messageId'] = str(uuid.uuid1())
header['name'] = responseHeaderName
header['namespace'] = "Alexa.ConnectedHome.Control"
header['payloadVersion'] = "2"
result = {}
result['header'] = header
result['payload'] = {}
return result
except:
return targetOffLine()
return {}
def targetOffLine():
header={}
header['messageId'] = str(uuid.uuid1())
header['name'] = "TargetOfflineError"
header['namespace'] = "Alexa.ConnectedHome.Control"
header['payloadVersion'] = "2"
result = {}
result['header'] = header
result['payload'] = {}
return result保存以后，就可以让Alexa 进行“Discover devices”操作了。
假如我的friendly name是light,则可以执行的命令为：
“Alexa, turn on light”
“Alexa, turn off light”
“Alexa, set light to 50%”等
补充
如果想使用增大和减小百分比等接口，可以使用Amazon的DynamoDB数据库（看文档说，也有相当不错的免费额度），来记录设备的状态。
1.新建一个表，随便指定一个主键。
2.到IAM里，给lambda的账户增加DynamoDB的访问权限，即在策略中的statement中加入类似于下面一段策略
{
"Effect": "Allow",
"Action": [
"dynamodb:BatchGetItem",
"dynamodb:BatchWriteItem",
"dynamodb:DeleteItem",
"dynamodb:GetItem",
"dynamodb:PutItem",
"dynamodb:Query",
"dynamodb:UpdateItem"
],
"Resource": [
"arn:aws:dynamodb:us-east-1:……完整的可以在表的概述里看到"
]
}3.使用python语言对表进行操作，需要导入boto3和查询需要的函数（文档传送门）：
import boto3
from boto3.dynamodb.conditions import Key, Attr获取表：
dynamodb = boto3.resource('dynamodb', region_name='us-east-1')
table = dynamodb.Table('表名')
response = table.put_item(
Item={
'主键': "主键内容",
'参数':"参数内容",
'某数字参数':decimal.Decimal(数字),
}
)根据主键查询：
response = table.query(
KeyConditionExpression=Key('主键').eq("值")
)查询结果是一个Dictionary，里面有 Count和Items等内容可以使用。
如果想让设备去显示天气状况等信息，可以再建立一个Lambda函数，设置一个“CloudWatch事件-计划”的触发器，设定频率进行触发（最小1每分钟，最大可以到天），利用百度地图的天气接口等免费资源，再结合DynamoDB存储一下开关状态和是否推送状态，完成智能设备实时显示天气状况等信息。CloudWatch的费用我发工单咨询亚马逊客服中，暂时还没有回复……
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