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蛰伏于盛夏 藏华于当春

树莓派折腾指南之将你树莓派变成智能家居中枢

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将你树莓派变成智能家居中枢

树莓派由于本身足够的小巧且扩展性极高，所以它智能家居方面的应用具有天然的优势。对于喜欢折腾和 Geek 的人的而言，其扩展性具有无比的吸引力。

这次我们就来尝试将树莓派变身为智能家居的管理中枢，将其桥接到苹果家的 Home 应用当中，使用 Siri 来控制所有的智能家居。

由于 Apple 家认证的智能家居暂时承担不起，而刚好又可以使用树莓派加上 HomeBridge 相关的框架来将小米的智能家居产品加入 HomeKit 。

我使用的是小米智能家居全家桶套装，极客学院送的2017年元旦讲师礼物，在此表示感谢！其包含内容产品主要有：多功能网关，人体传感器，智能插座，无线开关，门窗传感器。效果图如下：
15158306050366-w629

15158306313468

用习惯之后，不得不说确实很方便，特别是寒冷的冬天不用起床就能开关灯。

下面就进入正题，如何将你的树莓派变身智能家居桥接中枢。

准备工作

材料准备

硬件：

  • Raspberry Pi
  • 小米智能家居产品

软件：

基本步骤

  1. 硬件准备和连接
  2. 软件环境和依赖安装
  3. 安装运行 Homebridge
  4. 安装及配置 homebridge-mi-aqara
  5. 测试及后台运行
  6. 其他

步骤一：硬件准备和连接

首先将你的树莓派安装好系统并配置好，最好可以使用 SSR 全局代理可以科学上网，这样可以改善你的树莓派网络环境，一定程度加快安装过程。具体的方法参考之前的文章。

使用 SSH 远程连接你的树莓派：

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ssh pi@raspberrypi.local

更新树莓派相关依赖环境

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sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

完成之后进入下一步。

步骤二：软件环境和依赖安装

首先安装这两个库使用的都是 Node 环境的 npm 工具，因此要先安装 Node，命令如下：

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curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_8.x | sudo -E bash -
sudo apt-get install -y nodejs

其次需要安装 avahi 包

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sudo apt-get install libavahi-compat-libdnssd-dev

如果上述包安装出现错误，可以参考这里的解决方法

尝试使用 

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sudo aptitude install libavahi-compat-libdnssd-dev

命令安装依赖，可能需要将相关软件包降级就可以顺利安装了。

步骤三：安装运行 Homebridge

这里具体的安装步骤可以直接去参考其 github 主页的 wiki 内容。简单的来说，步骤如下:
首先可以试一下使用如下命令安装：

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npm install -g homebridge

如果上述命令安装过程出现了错误，那么可以尝试使用如下的命令：

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cd ~
sudo npm install -g --unsafe-perm homebridge hap-nodejs node-gyp
cd /usr/lib/node_modules/homebridge/
sudo npm install --unsafe-perm bignum
cd /usr/lib/node_modules/hap-nodejs/node_modules/mdns
sudo node-gyp BUILDTYPE=Release rebuild

上面的 /usr/lib/ 目录，如果你不是使用的 apt-get 命令安装的 Node，需要换成 /usr/local/lib/ 。
一定要严格安装上述命令的步骤来安装，该切换目录就切换目录。

此时安装应该不会有什么问题了。

步骤四：安装及配置 homebridge-mi-aqara

其项目主页是 homebridge-mi-aqara，可以在他的项目主页看到其支持的小米硬件，基本是非常全面的。

安装命令如下：

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sudo npm install -g homebridge-mi-aqara

安装完成之后，需要对其进行基本的配置，从而能够将你的小米全家桶硬件加入到 HomeBridge 中。

首先要获取的是 局域网通信协议密码 以及 网关的 MAC 地址。

下载米家 APP，连接上你的智能网关以及其他小米智能家居硬件，打开米家 APP，选择你的多功能网关，点击 APP 右上角 ··· 符号，进入 关于 选项:

15158331055340

15158331906989

如上图所示，要不断的点击空白处，片刻后界面就会多了局域网通信协议还有网关信息等选项。
这时候，分别点选他们，记录你的网关的局域网通信协议密码以及网关的MAC地址，记得要开启局域网通信协议，记录下密码后，点击确定。网关的 MAC 地址位置如下：
15158337428781

上面的 MAC 地址去除冒号，全变成小写后记录下来，是一串12位的字符。局域网通信协议密码要保留大小写的记录下来。

记录下上述两个地址之后，就可以开始在终端中配置 HomeBridge 的配置文件了。执行的命令如下：

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sudo mkdir ~/.homebridge 
cd ~/.homebridge      
sudo nano config.json

执行了上述 nano 命令之后，会创建一个配置的 json 文件，将以下内粘贴到终端编辑环境中

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{
    "bridge": {
        "name":"Homebridge",
        "username":"CC:22:3D:E3:CE:23",
        "port":51826,
        "pin":"723-92-124"
    },
    "platforms": [{
        "platform": "MiAqaraPlatform",
        "gateways": {
            "网关 mac 地址": "局域网通信协议密码"
        }
    }]
}

将上述的两个参数替换成刚刚你记录下来的即可。其他参数说明：
name iOS 的 Homekit 在添加配件的时候看到的名字
username 如果只是用 Homebridge，这里可以是任意一个类似 MAC 地址的字符串
port 随意，只要不被占用的端口
pin iOS 的 Homekit 在添加配件时需要的验证码

使用 Ctrl + o 保存， Ctrl + x 退出。

步骤五：测试及后台运行

在终端输入

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homebridge -D

这时候，界面也会出现刚刚你自己填写的 PIN 码
15158339825667

进入你 iPhone 或者 iPad 的家庭APP，添加配件，扫码几乎不可能加入成功，直接选择输入 PIN 码，即是输入下方的
15158342592263

添加完成之后，你就会看到所有网关所附带的配件了，如我刚开始所配图的一般，不过此时按钮的名字可能是一串英文符号，你需要自己确定各个按钮的作用，给他们一个你想好的名字即可。

但是上面这个只是在测试环境运行，如果断了 SSH，你手机或者 iPad 里面的所有设备都会处于无响应的状态，所以，我们还需要能够在后台运行的 Homebridge。

借助 screen 工具即可实现这一需求，具体安装命令如下：

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sudo apt-get install screen

安装完成之后，首先开一一个名字叫做 home 的窗口，具体的名字你可以随意选取，命令如下：

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screen -S home

然后所打开的 screen 进程中开启一个 homebridge 进程

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homebridge -D

在 screen 里开启的 homebridge 不会随着 SSH 关闭而被关闭。使用 Ctrl+A 然后按 d 就可以跳出来了。

具体关于 screen 命令的用法你可以查看这里的文章: linux 技巧：使用 screen 管理你的远程会话 及 Linux screen命令。

其他

完成上面的步骤，此时你只能在你的路由器所在的局域网内完成智能家居的控制，如果要在外网实现操作，及 home 的自动化操作，你需要一台 iPad 作为家居中枢，具体的参考 自动化和远程访问 HomeKit 配件

上面就是一个利用树莓派实现让 Siri 帮你开关灯的过程，下一步可以使用 HomeAssistant 来实现更加智能化和扩展化的家居管理。

更下一步的尝试可能会比较底层一些了：

  • 尝试一下扩展温湿度感应器模块
  • 尝试使用 GPIO 控制 RGB 彩色 LED 灯
  • 扩展摄像头模块，尝试一下人脸识别等基本的人工智能
  • 扩展私有云存储及远程下载
泡面一杯