用NodeMCU（ESP8266）打造超级实用的智能插排

快乐起航2012

用NodeMCU（ESP8266）打造超级实用的智能插排

      很少写东东，因为确实很繁琐，总是无偿使用别人的成果，今天也贡献一些，希望能给人提供一些帮助。

      买了很多智能插座，但是总和期望相差不少，由于智能家居技术发展很快，现成的产品功能有限，开发不完善，利用率很低，各个公司间壁垒严重，开发进度缓慢，在苦苦煎熬中等待的升级往往也是失望，作为极客一族，看来还是自己动手做一个吧！

1、方案 NodeMCU（ESP8266）+智能插排

     选NodeMCU的理由是它足够便宜，另一个就是开源，这样就不会有人为的障碍阻挡你的脚步了，站在巨人的肩膀上，让花费的时间更有意义。

       选择这款插排改造，是因为它本身外形美观，也很实用，加上了wifi可谓锦上添花，价值堪比市场上的几百元的产品，不用单个插座的理由是都上了这么多电路了，只控制一路岂不可惜，选择它还有一个重要原因是它内部有足够的空间去安装wifi控制电路，我们不能总停留在一堆零件上吧，改装完我们会获得这样一个美观实用、功能超强的智能插排！

插排内部图，绿色方框空出的位置正好可以安装NodeMcu和继电器板。

2 、电路原理

      是不是很简单，是因为前人已经做了很多工作了。准备好部件，先在插排内摆放好位置，接好线，其中5V电源连接到插排的USB供电电源上（原单片机供电电源功率可能偏小），12V电源连接到插排原12V电源上，切断原5V到USB连接器的供电，NodeMCU的USB口直接连接到原USB连接器插座上，这样为的是方便安装后再通过计算机给NodeMCU编程，确定需要控制的插座，剪断原铜排连线，将增加的继电器串联到插座中。这里尤其要注意的是板子上不是单纯的低压，220V、5V、12V都在同一块板上，所以在打开插座进行测量时要格外小心，改装后做好绝缘确保安全。全部安装好后要用LuaLoader软件测试一下继电器动作是否正常，一切就绪后再安装好插排盖板，这个一个精致的智能wifi插排就装好了。

3、开发软件及平台

      这个插排是不是很好用重头戏在软件上，开发系统是完全开放的，只要你有想法就能给它赋予更多的智慧，实现各种需求，让它也能与时俱进，不用苦苦等待厂家升级了。

      NodeMCU模块是在ESP8266模块基础上增加了USB接口电路、5V电源等，软件系统实现了简单的脚本语言Lua，方便用户编程。系统的源代码已经开源。本文只讨论到Lua，如果特殊的应用可以再修改底层代码。

      Lua是什么，是一种简单的解释性脚本语言，我也学了几句，程序就算是个示意，起个抛砖引玉的作用吧。

      我们选乐为物联作为插排的管理平台，当然也可以选择其他各种平台，感觉目前都不甚成熟。首先我们需要接通平台，凡事要先从简单的来，太复杂的往往走的弯路更多，

      1）上传数据

           a）我们先在乐为物联上设置两个继电器量；

           b）输入上传代码

test.lua[pre lang="lua" line="1"]local server = "tcp.lewei50.com"--"192.168.1.129"--
local port = 9960
local bConnected = false
gateWay = "xx"  --设备代码
userKey = "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx"  --你自己的key
local uSwitchNode = nil
local strOnline = ""
local str1=""

wifi.setmode(wifi.STATION)
wifi.sta.config("xxxxxxxxxxxxxx","xxxxxxx")   --路由器登陆名称和密码
wifi.sta.connect()
local cnt = 0
tmr.alarm(0, 1000, 1, function()
        if (wifi.sta.getip() == nil) and (cnt < 200000000) then
                print("Trying Connect to Router, Waiting...")
                cnt = cnt + 1
                         if cnt%2==1 then gpio.write(0,gpio.LOW);
                         else gpio.write(0,gpio.HIGH); end
        else
        
                tmr.stop(0);
                gpio.write(1,gpio.LOW)
                tmr.delay(500000)
                gpio.write(2,gpio.LOW)
                tmr.delay(500000)
                gpio.write(5,gpio.LOW)
               
                if (cnt < 20) then print("Conected to Router\r\nMAC:"..wifi.sta.getmac().."\r\nIP:"..wifi.sta.getip())
                        else print("Conected to Router Timeout")
                end
                gpio.write(0,gpio.LOW);
                cnt = nil;cfg=nil;str=nil;ssidTemp=nil;
                collectgarbage()
        end
end)

strOnline = "{\"method\":\"update\",\"gatewayNo\":\""..gateWay.."\",\"userkey\":\""..userKey.."\"}&^!"

socket=net.createConnection(net.TCP, 0)
     socketn("connection", function(sck, response)
          socket:send(strOnline)
                        print (strOnline)
                        tmr.delay(500000)
                        str1= "{\"method\":\"upload\",\"data\":[" .. "{\"Name\":\"SW1\",\"Value\":\"99.7\"}"  .. "]}&^!\r\n"
                        socket:send(str1)
                        print (str1)
          bConnected = true
     end)

     socketn("disconnection", function(sck, response)

          bConnected = false
     end)

     socketn("receive", function(sck, response)
          --dealResponse(response)
     end)

     socketn("sent", function(sck, response)
          print(tmr.now().."sent")
     end)
        
socket:connect(port, server)[/code]

            

          如上图所示，如果乐联平台上的状态显示由灰变蓝，说明数据已经上传到乐联网了。

      2）增加控制功能

         a）乐联上设置控制开关功能

         b）lua代码修改

            测试一下，如果反馈回ok说明控制功能连接成功，到此一个能连wifi的物联插诞生了，可以把玩一下了！

init.lua

1. local luaFile = {"sta.lua"}
   
2. for i, f in ipairs(luaFile) do
   
3.         if file.open(f) then
   
4.       file.close()
   
5.       print("Compile File:"..f)
   
6.       node.compile(f)
   
7.           print("Remove File:"..f)
   
8.       file.remove(f)
   
9.         end
   
10. end
    
11. 
    
12. local luaFile = {"mysocket.lua"}
    
13. for i, f in ipairs(luaFile) do
    
14.         if file.open(f) then
    
15.       file.close()
    
16.       print("Compile File:"..f)
    
17.       node.compile(f)
    
18.           print("Remove File:"..f)
    
19.       file.remove(f)
    
20.         end
    
21. end
    
22. 
    
23. dofile("sta.lc");
    
24. dofile("mysocket.lc");
    
25. luaFile = nil
    
26. collectgarbage();

复制代码

sta.lua

1. gpio.mode(1,gpio.OUTPUT)
   
2. gpio.mode(2,gpio.OUTPUT)
   
3. gpio.mode(5,gpio.OUTPUT)
   
4. gpio.write(1,gpio.HIGH)
   
5. gpio.write(2,gpio.HIGH)
   
6. gpio.write(5,gpio.HIGH)
   
7. 
   
8. wifi.setmode(wifi.STATION)
   
9. wifi.sta.config("xxxxxx","xxxxxx") --wifi路由器名称及密码
   
10. wifi.sta.connect()
    
11. local cnt = 0
    
12. tmr.alarm(0, 1000, 1, function()
    
13.         if (wifi.sta.getip() == nil) and (cnt < 200000000) then
    
14.                 print("Trying Connect to Router, Waiting...")
    
15.                 cnt = cnt + 1
    
16.                          if cnt%2==1 then gpio.write(0,gpio.LOW);
    
17.                          else gpio.write(0,gpio.HIGH); end
    
18.         else
    
19.         
    
20.                 tmr.stop(0);
    
21.                 gpio.write(1,gpio.LOW)
    
22.                 tmr.delay(500000)
    
23.                 gpio.write(2,gpio.LOW)
    
24.                 tmr.delay(500000)
    
25.                 gpio.write(5,gpio.LOW)
    
26.                
    
27.                 if (cnt < 20) then print("Conected to Router\r\nMAC:"..wifi.sta.getmac().."\r\nIP:"..wifi.sta.getip())
    
28.                         else print("Conected to Router Timeout")
    
29.                 end
    
30.                 gpio.write(0,gpio.LOW);
    
31.                 cnt = nil;cfg=nil;str=nil;ssidTemp=nil;
    
32.                 collectgarbage()
    
33.         end
    
34. end)
    

复制代码

mysocket.lua

1. local server = "tcp.lewei50.com"--"192.168.1.129"--
   
2. local port = 9960
   
3. local bConnected = false
   
4. local gateWay = "xx"  --你的设备号，类似01等
   
5. local userKey = "xxxxxxxxx"  --你自己的Key
   
6. local uSwitchNode = nil
   
7. local strOnline = ""
   
8. local str1=""
   
9. local sw1="0"
   
10. local sw2="0"
    
11. local sw3="0"
    
12. 
    
13. --get value from string like "p1":"1","f":"getAllSensors"
    
14. local function getStrValue(str,strName)
    
15.      i,j = string.find(str,"""..strName.."":"")
    
16.      k,l = string.find(string.sub(str, j+1, -1),""")
    
17.      return string.sub(str, j+1,j-1+l)
    
18. end
    
19. 
    
20. function sw_refresh()
    
21.         print(sw1,sw2,sw3)
    
22.         if sw1=="1" then
    
23.                 gpio.write(5,gpio.HIGH)
    
24.         else
    
25.                 gpio.write(5,gpio.LOW)
    
26.         end
    
27.         if sw2=="1" then
    
28.                 gpio.write(1,gpio.HIGH)
    
29.         else
    
30.                 gpio.write(1,gpio.LOW)
    
31.         end
    
32.         if sw3=="1" then
    
33.                 gpio.write(2,gpio.HIGH)
    
34.         else
    
35.                 gpio.write(2,gpio.LOW)
    
36.         end
    
37. end
    
38. 
    
39. local function dealResponse(str)
    
40.      ufunctionName = getStrValue(str,"f")
    
41.      if(ufunctionName == "writeSerial") then
    
42.                 uswitchName = getStrValue(str,"p1")
    
43.         uswitchValue = getStrValue(str,"p2")
    
44.                 if uswitchName=="1" then sw1=uswitchValue end
    
45.                 if uswitchName=="2" then sw2=uswitchValue end
    
46.                 if uswitchName=="3" then sw3=uswitchValue end
    
47.                 sw_refresh()
    
48.                 nodeStr= "{"method":"response","result":{"successful":true,"message":"TD Write serial OK."}}&^!"
    
49.                 socket:send(nodeStr)
    
50.         nodeStr = nil
    
51.         str = nil
    
52.      end
    
53.      str = nil
    
54. end
    
55. 
    
56. socket=net.createConnection(net.TCP, 0)
    
57.      socket:on("connection", function(sck, response)
    
58.           socket:send(strOnline)
    
59.                         print (strOnline)
    
60.                         tmr.delay(500000)
    
61.                         str1= "{"method":"upload","data":[" .. "{"Name":"SW1","Value":"" .. sw1 .. ""},{"Name":"SW2","Value":"" .. sw2 .. ""},{"Name":"SW3","Value":"" .. sw3 .. ""}"  .. "]}&^!\r\n"
    
62.                         socket:send(str1)
    
63.                         print (str1)
    
64.           bConnected = true
    
65.      end)
    
66. 
    
67.      socket:on("disconnection", function(sck, response)
    
68.           bConnected = false
    
69.      end)
    
70. 
    
71.      socket:on("receive", function(sck, response)
    
72.           dealResponse(response)
    
73.                 print("return ok!")
    
74.      end)
    
75. 
    
76.      socket:on("sent", function(sck, response)
    
77.           print(tmr.now().."sent")
    
78.      end)
    
79. 
    
80. 
    
81. strOnline = "{"method":"update","gatewayNo":""..gateWay.."","userkey":""..userKey..""}&^!"        
    
82. socket:connect(port, server)
    
83. 
    
84. tmr.alarm(4, 5000, 1, function()
    
85.         str1= "{"method":"upload","data":[" .. "{"Name":"SW1","Value":"" .. sw1 .. ""},{"Name":"SW2","Value":"" .. sw2 .. ""},{"Name":"SW3","Value":"" .. sw3 .. ""}"  .. "]}&^!\r\n"
    
86.         print(str1)                        
    
87.         socket:send(str1)
    
88. end)
    

复制代码

         微信控制：通过手机微信开关插座，可以做到远程控制；

         定时烧茶水：每天可以定时开始烧水，烧完水好自动关闭电源；

           编辑2个计划任务，一个用于打开烧茶说电源，一个任务是一小时以后关闭电源。

        启动计划后，系统就在每天晚上7点给烧水插座供电，如果需要烧水可预先灌好水，按下烧水按钮，待插座通电后自动开始烧水，水烧开后自动断电，此后每天7点以后，就可以泡一杯香茶或咖啡，岂不美哉！{:soso_e113:}

          自动加湿：就是在湿度过低时自动接通加湿器电源加湿，隔一定时间或湿度到达后自动断开加湿器电源，停止加湿。有人问，那湿度信号从哪里来啊，那就请到论坛找找，有很多方法的，这个才体现了万物物联的真谛！

          还有很多很多新奇的功能…，欢迎交流，可以让生活更舒适简单。

          我还想实现一个功能，记得住宾馆，离开房间时拿走房卡，房间里可以自动断电，方便又安全，如何在家也这样方便呢，期待你的高招...{:soso_e129:}

          感谢“瘦网虫”提供的lua代码参考，乐联提供的免费平台还有很多很多人在网上提供的资料和软件。

很多人咨询插排，少量提供，极客工坊的用户另有特价

欢迎联系交流我的qq：250051104

源代码、资料、工具软件可以去qq群 475079657下载

老胖熊

期待                                         

wetnt

很棒的教程，收藏……

huajixin

真不错  发教程的都是好人

快乐起航2012

老胖熊 发表于 2015-10-9 16:25
期待

一起完善啊，有什么好主意欢迎交流

mikeliujia

Lua，百花齐放啊

快乐起航2012

嗯，不过想实现的功能还是有些局限

〆﹏MARK

mysocket 代码最后差个end

快乐起航2012

〆﹏MARK 发表于 2015-10-19 19:08
mysocket 代码最后差个end

高手啊，谢谢提醒，
修改过来了，代码粘过来漏掉了{:soso_e181:}

〆﹏MARK

快乐起航2012 发表于 2015-10-19 20:05
高手啊，谢谢提醒，
修改过来了，代码粘过来漏掉了

照着教程做的，但是硬件不上线不知何因？

快乐起航2012

〆﹏MARK 发表于 2015-10-20 14:25
照着教程做的，但是硬件不上线不知何因？

先用1）b）的mysocket.lva 测试，主意：1、先让ESP8266能够上互联网，代码没有专门附 2、上传代码主意3点如图：1设备代码要正确 2 userkey要正确 3 测试用的是一个T的变量，所以要在乐为上建一个T的变量，或者把T修改成SW1，我把上面的示例代码修改成SW1了，避免大家走弯路。


以上程序比较简单，就是专门为测试是否能够上传成功的。

我把联网的代码也加进去了形成上面的test.lua，把用户名等修改后就可以了，执行效果如下图：



我是把硬件连通以后就安装起来了，这样整齐，而且安全，正好这个插排有个usb口，之后编程直接插到电脑上就可以了。

〆﹏MARK

快乐起航2012 发表于 2015-10-20 15:12
先用1）b）的mysocket.lva 测试，主意：1、先让ESP8266能够上互联网，代码没有专门附 2、上传代码主意3点 ...

这次确实好用了谢谢楼主指导，有个问题，为什么不用控制器而用传感器来控制开关量呢？

〆﹏MARK

快乐起航2012 发表于 2015-10-20 15:12
先用1）b）的mysocket.lva 测试，主意：1、先让ESP8266能够上互联网，代码没有专门附 2、上传代码主意3点 ...

还有个问题就是开始启动的时候设备能上线，但是过一段时间就无法控制了，测试显示设备offline

快乐起航2012

〆﹏MARK 发表于 2015-10-20 23:07
还有个问题就是开始启动的时候设备能上线，但是过一段时间就无法控制了，测试显示设备offline

lua我也是这两天才看的，上面的程序只能说是个参考，为的是做到能通，容错性还需要进一步考虑的，如果你lua过关了可以参考“瘦网虫”的帖子，他编了一个乐为物联的接口程序库，有点复杂，我暂时没搞懂，
物联网包含的内容太多了，需要大量的硬件和软件支撑的，需要大家一起来，开放或许是必须的
我们的另外一个stm32控制器连续运行了一个月，目前还一直稳定运行，那个联网方案是gprs，不是目前的这个wifi模块。

nonzhe

好东西，正好看看。