一份写给极客的智能家居指南

这是一个探索性项目，旨在提供一个完整的智能家居搭建指南，具体系统架构图如下所示：

方案简介：

• 使用 Home Assistant、HomeBridge 作为智能家居的核心

• 使用 Amazon Echo 作为语音输入工具（当前仅支持英语）

• 使用 iPhone 的“家庭”应用作为控制工具

• 可以使用任何的设备连接 Home Assistant 服务来控制应用

智能家居简介

当前，我们谈论智能家居的时候，我们实现上是在讨论：家庭自动化。引自维基百科，对于智能家居的介绍1：

Home automation or smart home （also known as domotics） is building automation for the home．

随着机器学习和深度学习等 AI 技术的进一步普及，这一点（智能化）在最近几年里，应该会发生一些剧烈的变化。而无论如何，我可不太希望我要被机器催着起床。

开始实战之前，让我们先关注于当前智能家居的几个关键点：

• 设备。这些设备要么使用 WiFi，要么要使用蓝牙，方便使用手机连接上这些设备。依当前的情况来看，主要是以 WiFi 为主，在手机上配置完后，可以轻松地实现远程控制。与此同时，他们在与手机通讯的时候，会使用一些自定义的通讯规则，并且似乎很容易被破解（参见仿真器一节）。如 Philips Hue 智能灯、Wemo 开关等等，他们都已经可以被仿真，并作为 Homekit 组件使用。

• 自动化。自动化是指你可以定时也开关某个特定的设备，闹钟一响，便打开灯诸如此类的。

• 场景（规则）。与自动化稍微区别的是，场景是某个特定场合下，对一系列设备的操作，如早起，便开灯、打开窗帘，离开家，则锁门、关闭一系列用电器、开启防盗功能等等。

• 中心网关。当我们所使用的一系列设备拥有 WiFi 功能时，装有各种软件的手机便相当于控制中枢。而这样的设计本身是不合理的，你要在手机上安装一系列的应用。这个时候，便需要一个额外的软件作为中心，来接入这些设备，而手机上也不需要多余的额外软件。如 HomeKit、Home Assistant 就是这样的例子。

而作为一个普通的用户，我们只需要关注便利的生活。作为一个极客，我们则关注于如何改造成需要的功能。

智能音箱

学术上有个概念是“传声器阵列”，主要由一定数目的声学传感器组成，用来对声场的空间特性进行采样并处理的系统。

如下图所示 Amazon Echo 的电路板：

其及对应的麦克风的位置：

其所要主要解决远距离语音识别的问题，以保证真实场景下的语音识别率。而这些设备的主要原理，都是将语音信号发送到服务器端，由服务器端识别，并匹配到对应的指令上。

Amazon Echo

实验表明 AWS 的服务并不是那么可靠的～～，经常出现：Your Echo dot is not connected

自定义组件的原理，如下图所示：