讓 Homekit 不再雞肋，樹莓派、 Homebridge 、AC86U 的 Mixture！

前期

設想

去年寒假前我的房間裏重新上了漆，就買了一臺小米空氣淨化器 2。空氣淨化器通過 WiFi 連接網絡，我可以通過米家 App 管理我的空氣淨化器。但是每次要調空氣淨化器的時候必須要打開米家 App，等上十幾秒再進行操作，着實有點麻煩。尤其是在有 Homekit 的 iPhone 上，這樣的操作總是令人尷尬。
後來發現有 Homebridge 這樣的項目，可以給 Homekit 增加很多自定義功能，包括連接第三方非 Homekit 驗證的智能設備，甚至非智能設備也可以通過插件支持 Homekit 。於是心血來潮，查了很多資料，正好手上有一個樹莓派可以做服務器，let’s begin！

設備

路由器：華碩 AC86U
服務器：樹莓派 3B
智能設備：小米空氣淨化器 2

Homebridge 與 小米空氣淨化器 2 配置過程

固定 IP 地址設置

家用路由通常是打開 DHCP 的，也就是說新的連接設備獲取的 IP 地址是動態的。爲了後面步驟的可行性，一定要先給樹莓派和小米空氣淨化器 2 配置固定的 IP 地址。具體設定步驟可自行谷歌或百度。

樹莓派安裝 Node.js 環境

Homebridge 需要通過 npm 安裝，首先需要配置 Node.js 環境。
SSH 連接至樹莓派，輸入以下安裝 Node.js ：

sudo apt-get install nodejs
sudo apt-get install npm

或者源碼安裝的方法也行，可以參考菜鳥教程中 Node.js 的 Ubuntu 安裝方法：https://www.runoob.com/nodejs/nodejs-install-setup.html 。

安裝完成後可以通過以下測試是否安裝成功：

root@Raspberry_Server:~/.homebridge# node -v
v10.7.0
root@Raspberry_Server:~/.homebridge# npm -v
6.1.0

安裝 Homebridge

Homebridge 的 Github ：https://github.com/nfarina/homebridge ，裏面講了如何安裝 Homebridge ，不過不是很詳細，我在安裝的時候碰到不少問題，所以多寫一寫詳細過程。

先安裝 Homebridge：

sudo npm install -g --unsafe-perm homebridge

按照 GitHub 上的說法，--unsafe-perm 是爲了避免出現權限問題，如果沒有這個參數會出現沒有權限的警告：

gyp WARN EACCES user "root" does not have permission to access the dev dir "/root/.node-gyp/5.5.0"

安裝完成後執行：

homebridge

會看到提示：

root@Raspberry_Server:~/.homebridge# homebridge
Couldn't find a config.json file [snip]

Homebridge 的配置文件爲 ~/.homebridge/config.json，~ 爲用戶目錄。如果是默認 pi 用戶，那麼目錄爲 /home/pi ，如果是 root 用戶，那麼目錄爲 /root 。此處建議在 root 下創建這個文件夾，方便後面設置開機啓動。

那麼我就按照 root 用戶的方法繼續：
此時在 root 用戶下創建配置文件，並用 Vim 編輯器編輯：

cd ~
mkdir .homebridge
vim config.json

在文件中添加：

{
        "bridge":{
                "name": "Homebridge",
                "username": "CC:22:3D:E3:CE:30",
                "port": 51826,
                "pin": "031-45-154"
        },
        "description": "This is my homebridge", 
}

這是一個 json 格式的文件，可以看到 bridge 下有幾個對象，其中：
name ：這個配件在 Homekit 中顯示的名字
username ：一個類似於 MAC 地址的字段，按默認的填寫就行
port ： Homekit 的通訊端口，採用 TCP 協議，確保樹莓派的這個端口開放即可
pin ： iPhone 在 Homkit 中配對時的配對碼，在後面操作中配對的時候可以掃描二維碼配對，可以不用刻意記住
description： 隨便寫什麼都可以，好像也沒在哪裏能再看到它了….

那麼到這裏 Homebridge 就算是配置完了，接下來要給 Homebridge 安裝插件，讓它支持我的小米空氣淨化器 2。

安裝 homebridge-mi-air-purifier 插件

homebridge-mi-air-purifier 插件的 GitHub ：https://github.com/seikan/homebridge-mi-air-purifier
homebridge-mi-air-purifier 插件可以通過 npm 安裝，同時它也依賴 miio 插件，因此需要安裝兩個插件：homebridge-mi-air-purifier 和 miio：

npm install -g homebridge-mi-air-purifier miio

讓小米空氣淨化器 2 和樹莓派連接在同一局域網內，然後通過 miio 命令獲取空氣淨化器的信息：

miio discover --sync

然後等待一會，出現下面的信息：

Device ID: 49466088
Model info: Unknown
Address: 192.168.1.8
Token: 6f7a65786550386c700a6b526666744d via auto-token
Support: Unknown

記下 Address 和 Token 的值，然後修改 Homebridge 的配置文件 ~/.homebridge/config.json ：

{
        "bridge":{
                "name": "Homebridge",
                "username": "CC:22:3D:E3:CE:30",
                "port": 51826,
                "pin": "031-45-154"
        },
        "description": "This is my homebridge", 
        "accessories": [
                {
                        "accessory": "MiAirPurifier",
                        "name": "Bed Room Air Purifier",
                        "ip": "192.168.1.8",
                        "token": "6f7a65786550386c700a6b526666744d",
                        "showTemperature": true,
                        "showHumidity": true,
                        "showAirQuality": true,
                        "showLED": true,
                        "showBuzzer": true
                }
        ]
}

在 accessories 中的每個對象裏都有這幾個鍵值對，其中：
acccessory ：配件的型號或者標識，不可更改。
name ：在 Homekit 中顯示的名字，可以自行更改。
ip ：空氣淨化器的 IP 地址，即上一步中需要記下的 Address 。
token ：空氣淨化器的 Token ，即上一步中需要記下的 Token。
showTemperature ：是否顯示溫度，填 true 或 false。

可以看到 accessories 是一個數組 ，也就是說它支持添加多個配件。如果有兩個空氣淨化器，配置文件可以這麼寫：

{
        "bridge":{
                "name": "Homebridge",
                "username": "CC:22:3D:E3:CE:30",
                "port": 51826,
                "pin": "031-45-154"
        },
        "description": "This is my homebridge", 
        "accessories": [
                {
                        "accessory": "MiAirPurifier",
                        "name": "Bed Room Air Purifier",
                        "ip": "192.168.1.8",
                        "token": "6f7a65786550386c700a6b526666744d",
                        "showTemperature": true,
                        "showHumidity": true,
                        "showAirQuality": true,
                        "showLED": true,
                        "showBuzzer": true
                },
                {
                        "accessory": "MiAirPurifier",
                        "name": "NAME_OF_AIR_PURIFIER",
                        "ip": "IP_ADDRESS_OF_AIR_PURIFIER",
                        "token": "TOKEN_OF_AIR_PURIFIER",
                        "showTemperature": true,
                        "showHumidity": true,
                        "showAirQuality": true,
                        "showLED": true,
                        "showBuzzer": true
                }
        ]
}

以此類推。
接下來添加其他的配件，也是需要在數組中添加對象，只不過不同類型的配件，對象中的鍵值對不盡相同。

那麼到這裏 Homebridge 已經成功與小米空氣淨化器 2 連接，接下來就讓 iPhone 接入令人興奮的家庭應用吧！

iPhone 與 Homebridge 連接

首先在 iPhone 上打開家庭應用，點擊開始使用，然後點擊加入配件：

然後在樹莓派的 SSH 中輸入：

homebridge

如果工作正常，應該會有如下顯示：

root@Raspberry_Server:~# homebridge
[8/2/2018, 7:00:22 AM] Loaded config.json with 1 accessories and 0 platforms.
[8/2/2018, 7:00:23 AM] ---
[8/2/2018, 7:00:25 AM] Loaded plugin: homebridge-mi-air-purifier
[8/2/2018, 7:00:25 AM] Registering accessory 'homebridge-mi-air-purifier.MiAirPurifier'
[8/2/2018, 7:00:25 AM] ---
[8/2/2018, 7:00:25 AM] Loading 1 accessories...
[8/2/2018, 7:00:25 AM] [Air Purifier] Initializing MiAirPurifier accessory...
Setup Payload:
X-HM://0023UTGR67DPM
Scan this code with your HomeKit app on your iOS device to pair with Homebridge:
--------------------
--------------------
--------------------
--------------------
--------------------
--------------------

Or enter this code with your HomeKit app on your iOS device to pair with Homebridge:

    ┌────────────┐
    │ 031-45-154 │
    └────────────┘

[8/2/2018, 7:00:25 AM] Homebridge is running on port 51826.
Discovered Mi Air Purifier (zhimi.airpurifier.m1) at 192.168.1.8

上面那六行短橫線是一個二維碼，在應用中掃描二維碼後，選擇仍然添加：

然後就是一堆配件啦，瘋狂點擊下一步添加：

那麼最終顯示的界面大概是這樣的：

到這裏就成功地把小米空氣淨化器 2 接入 Homebridge 並且在家庭應用中顯示啦！

設置開機啓動

Homebridge 在運行之後不能關閉 SSH 窗口，不然就會自動關閉。那麼爲了讓 Homebridge 在開機的時候自動啓動並且後臺運行，需要爲它設置開機啓動。爲了方便查看 Homebridge 的運行狀態，我想讓 Homebridge 的輸出內容寫入日誌文件，在我需要的時候可以打開查看狀態。那麼我這裏用 nohup 命令，讓 Homebridge 後臺運行並寫入日誌：

sudo nohup homebridge > /var/log/homebridge.log 2>&1 &

設置開機啓動有多種方式，可以自行谷歌或百度。在這裏我選擇修改 /etc/rc.local 文件：

sudo vim /etc/rc.local

在 exit 0 前添加一行代碼：

sudo nohup homebridge > /var/log/homebridge.log 2>&1 &

這樣就可以讓 Homebridge 開機啓動，並且自動將輸出內容寫入日誌文件，便於日後維護。

小結

到這裏基本的配置就結束啦！其實仔細看，我的主界面不止有小米空氣淨化器 2 的配件，還有我的華碩 AC86U 路由器幾個重要部件的溫度顯示。如果只想把空氣淨化器接入，那麼這篇文章就到此爲止啦。但如果你的路由器也是華碩 AC86U ，或者自己也想搞一個溫度顯示，那麼可以繼續往下看，參考我的做法。

讓 Homebridge 告訴我 AC86U 的體溫

實現構思

要想在 Homekit 中查看 AC86U 的體溫，首先需要知道如何獲取 AC86U 的溫度。在華碩路由論壇（http://www.52asus.com）中查找相關資料，很快找到了方法：
（論壇鏈接：http://www.52asus.com/thread-3819-1-1.html）

在 AC86U 上執行命令：
核心溫度：cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp
2.4G溫度：wl -i eth5 phy_tempsense
5G溫度：wl -i eth6 phy_tempsense

那麼知道了如何獲取 AC86U 的溫度之後，就要讓 Homebridge 能夠獲取這個溫度。
Homebridge 有個插件 homebridge-http-temperature-humidity ，可以通過 HTTP 的 GET 請求從服務器獲取溫度和溼度，那麼我現在需要做的，就是搭建一個服務器，能 Telnet 到我的 AC86U，獲取溫度並返回給 Homebridge。
爲了方便，我用樹莓派做服務器，用 Apache 2。服務器腳本用 Python 編寫，通過 Telnet 到 AC86U 返回數值，我用的版本是 Python 3.5。

知道了如何實現之後，接下來就是實戰了。

編寫腳本

編寫腳本需要有一點點 Python 基礎即可，沒有什麼需要特別多說的。
但是有一點需要說明的是，腳本是通過一個名爲 application 的函數與服務器建立交互的，其中形參有 environ 和 start_response，返回值就是服務器返回的數據。

#!/usr/bin/env python
#coding=utf-8
def application(environ, start_response):
    output = 'test'
    status = '200 OK'
    response_headers = [('Content-type', 'text/plain'),('Content-Length', str(len(output)))]
    start_response(status, response_headers)
    return output

根據 homebridge-http-temperature-humidity 插件的說明，返回值是 json 格式，包含兩個對象：temperature 和 humidity。這裏沒有溼度的數據，所以返回的內容只需包含 temperature 即可。

爲了方便，這裏給出了獲取 CPU 溫度的腳本 cputemp.wsgi ，獲取 2.4G 和 5G 溫度的可以根據以下修改：

#!/usr/bin/env python
#coding=utf-8
def application(environ, start_response):
    import telnetlib
    Host = '192.168.1.1'
    username = 'username'
    password = 'password'
    tn = telnetlib.Telnet(Host, port=23, timeout=10)
    tn.read_until('login:'.encode('utf-8'))
    tn.write((username + '\n').encode('utf-8'))
    tn.read_until('Password:'.encode('utf-8'))
    tn.write((password + '\n').encode('utf-8'))
    tn.read_until('#'.encode('utf-8'))
    tn.write(('cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp'+'\n').encode('utf-8'))
    tn.read_until('\n'.encode('utf-8'))
    temp = tn.read_until('\n'.encode('utf-8'))
    temp_i = int(temp[:5])
    temp_i = round(temp_i/1000)
    output = '{"temperature": ' + str(temp_i) + '}'
    tn.close()
    status = '200 OK'
    response_headers = [('Content-type', 'text/plain'),('Content-Length', str(len(output)))]
    start_response(status, response_headers)
    return output

其中 Host 是路由器的局域網 IP 地址，username 是 Telnet 的用戶名，password 是 Telnet 的密碼。
腳本中有很多小細節是針對路由器寫的。如果你的路由器不是 AC86U ，那麼這個腳本很可能不能正常運作。有編程基礎的讀者可以自行鍼對路由器修改。

配置服務器

我的樹莓派已經裝好了 Apache 2 和 Python 3.5。爲了讓 Apache 運行 Python 腳本，需要安裝 WSGI 模塊：

sudo apt-get install libapache2-mod-wsgi
sudo apt-get install libapache2-mod-wsgi-py3

WSGI 安裝完成後默認是啓用 WSGI 模塊的。爲了確保正常運行，可以看下 /etc/apache2/mods-enabled 目錄下有沒有 wsgi.conf 和 wsgi.load。如果沒有，從 mods-available 中 ln -s 或 cp 到 mods-enabled 目錄下。

腳本我放在 /var/www/homebridge 下，你也可以選擇不同的目錄，在配置服務器的時候更改相應目錄即可。

現在配置服務器，讓服務器能執行我的腳本。

vim /etc/apache2/apache2.conf

首先要給 /var/www/homebridge 賦予權限：

<Directory /var/www/homebridge/>
    AllowOverride None
    Options +ExecCGI
    Require all granted
</Directory>

然後鏈接服務器訪問地址和腳本文件：

WSGIScriptAlias /homebridge/cputemp /var/www/homebridge/cputemp.wsgi
WSGIScriptAlias /homebridge/2.4G_temp /var/www/homebridge/2.4G_temp.wsgi
WSGIScriptAlias /homebridge/5G_temp /var/www/homebridge/5G_temp.wsgi

可以看到在 /var/www/homebridge 下，腳本文件名分別是 cputemp.wsgi ，2.4G_temp.wsgi，5G_temp.wsgi。
添加完成以上內容之後，我把這幾個腳本寫好放入 /var/www/homebridge，重啓 Apache：

service apache2 restart

爲了可行，可以先用手機或電腦瀏覽器訪問樹莓派，查看服務器是否能返回正確的 json。到此服務器和腳本就已經配置完成了。

Homebridge 配置插件

如上文所述，Homebridge 插件配置非常簡單，只需在 config.json 中添加內容即可。
accessories 對象下內容：

"accessories":[
        {
                "accessory": "MiAirPurifier",
                "name": "Air Purifier",
                "ip": "192.168.1.8",
                "token": "6f7a65786550386c700a6b526666744d",
                "showTemperature": true,
                "showHumidity": true,
                "showAirQuality": true,
                "showLED": true,
                "showBuzzer": true
        },
        {
                "accessory": "HttpTemphum",
                "name": "AC86U CPU Temperature",
                "url": "http://localhost/homebridge/cputemp",
                "httpMethod": "GET",
                "humidity": false,
                "cacheExpiration": 60
        },
        {
                "accessory": "HttpTemphum",
                "name": "AC86U 2.4G Model Temperature",
                "url": "http://localhost/homebridge/2.4G_temp",
                "httpMethod": "GET",
                "humidity": false,
                "cacheExpiration": 60
        },
        {
                "accessory": "HttpTemphum",
                "name": "AC86U 5G Model Temperature",
                "url": "http://localhost/homebridge/5G_temp",
                "httpMethod": "GET",
                "humidity": false,
                "cacheExpiration": 60
        }
]

在 accessory 值爲 HttpTemphum 的對象中有以下幾個鍵值對：
name ：傳感器名稱，可更改。
url ：服務器訪問地址。在這裏 Homebridge 和服務器均爲樹莓派，所以可以用 localhost 代替 IP 地址。
httpMethod ：HTTP 請求方式，填 GET。
humidity ：是否顯示溼度，這裏填 false 。
cacheExpiration ：數據的存儲週期，單位：秒。如果不清楚這個鍵值的作用，填 60 即可。

到這裏之後有一個關鍵步驟，否則會出現配件無響應，或者重新連接家庭應用的時候，提示要重置配件。
在每次更改 config.json 並使更改生效前，需要清理 ~/.homebridge 下除了 config.json 的其他文件，這裏需要清理的文件有兩個文件夾： accessories 和 persist 。

cd ~/.homebridge
rm -rf accessories persist

刪除之後重新啓動樹莓派：

sudo reboot

按照上文的配對步驟，讓 iPhone 重新配對一下即可。

後記

這篇文章編寫前，我對這個 Homekit 是垂涎已久，網上也有不少教程，但有的細節沒有給出，導致實現過程磕磕絆絆，花了不少時間。所以想寫一篇文章，不僅僅是記錄這個實現的過程，也是爲了更多人能花更少的時間，走更少彎路。第一次寫博客，不足之處敬請諒解，若有錯誤請指正，或有不夠詳盡之處請指出。

參考鏈接：
Node.js 安裝：https://www.runoob.com/nodejs/nodejs-install-setup.html
Homebridge GitHub ：https://github.com/nfarina/homebridge
homebridge-mi-air-purifier 插件 GitHub ：https://github.com/seikan/homebridge-mi-air-purifier
homebridge-http-temperature-humidity 插件 GitHub ：https://github.com/lucacri/homebridge-http-temperature-humidity
Terry’s Blog ：https://blog.terrychan.me/2017/homekit-and-homebridge
華碩 AC86U 獲取溫度：http://www.52asus.com/thread-3819-1-1.html
WSGI Python 腳本程序：https://www.cnblogs.com/Erick-L/p/7063173.html （Apache 2 配置部分不適用）
nohup 用法：https://www.cnblogs.com/jinxiao-pu/p/9131057.html