掌控板教程 | 學會掌控板 + Siri 語音控制，只要半小時！

話不多說，先看效果演示視頻：

B 站視頻鏈接：https://www.bilibili.com/video/av63856715/

騰訊視頻鏈接：https://v.qq.com/x/page/i0914dgim06.html

前言

前段時間，我在公衆號上面發了一篇文章：掌控板 V1.1 語音識別初體驗

在這篇文章中，我使用了還處於測試階段的掌控板 V1.1 寫了一篇語音識別的教程。好多老師看了後，都迫不及待想要玩一下掌控板語音識別功能，但無奈掌控板目前在售的最新版本（V1.0.1）還不支持這個功能，只能作罷。而且從我測試的結果來看，目前掌控板語音識別效果不是很理想。

於是我就想，還有沒有其他方案可以做到語音識別呢？

看着手裏的 iPhone，是時候輪到人工智障 Siri 上場了！
可是怎麼做纔可以讓 Siri 完成智能家居的控制呢？可能很多人會說，加一個 Raspberry Pi （樹莓派），在上面運行 Home Assistant 框架，變成智能家居網關，然後再用掌控板（ESP32）做外設，就可以實現了 DIY 的 Siri 語音控制智能家居方案了。

的確，我們可以用這種方法去實現很複雜的智能家居控制系統，而且我之前就利用過 Home Assistant 框架、樹莓派和 ESP8266 做過智能家居系統，具體教程可以查看：

Hey Siri，打開 HAY 旋轉燈：http://mc.dfrobot.com.cn/thread-26865-1-1.html
Hey Siri，請告訴我傳感器數據：http://mc.dfrobot.com.cn/thread-28859-1-1.html

以下是這個方案的演示視頻：

B 站視頻鏈接：https://www.bilibili.com/video/av14986294/

騰訊視頻鏈接：https://v.qq.com/x/page/h0538fbcd4d.html

既然掌控板的主控芯片是 ESP32，而 ESP32 又是 ESP8266 的升級版，那麼 ESP32 當然也同樣可以接入 Home Assistant 系統。隨着時間的推移，Home Assistant 系統也有了很多升級，功能也越來越全面，大家可以自行去嘗試學習下這種方法。

Home Assistant 雖然是一個很強大的框架，但是如果我們只是做一些簡單的燈光控制，而且還要用到樹莓派，未免有點大材小用了。

所以這篇教程用的卻是另一種方法，我們讓掌控板或 ESP32 不用樹莓派就可以直連 IPhone 上的 Siri。

具體怎麼做呢？請繼續往下看。

重要的事情說三遍：

以下教程基於 Windows 系統！
以下教程基於 Windows 系統！
以下教程基於 Windows 系統！

如果你用的是 Linux 系統……你都用 Linux 系統了，這還難得倒你麼？
如果你用的是 macOS 系統……土豪，你不需要折騰，直接買買買那些支持 Siri 的設備就行！

準備工作

如果你是高手，可以直接看這裏：快速入門——ESP-IDF 編程指南：https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/stable/get-started/index.html

ESP-IDF 是 Espressif IoT Development Framework 的縮寫，是樂鑫 ESP32 開發的一套框架，樂鑫所研發的軟件開發環境 ESP-IDF 能夠幫助用戶快速開發物聯網 (IoT) 應用，滿足用戶對於 Wi-Fi、藍牙、低功耗等性能的需求。框架裏面包含很多例程，是入門和進階ESP32的優秀參考。

如果你只想看精簡版的，請繼續往下看。你需要準備：

文本編輯器：編寫 C 語言程序，例如 VS Code、Eclipse、Notepad++等；
掌控板或其他 ESP32 開發板；
Git：用於後續安裝 ESP32 編譯工具鏈、ESP-IDF 以及示例代碼；
工具鏈：用於編譯下載調試 ESP32 程序；
ESP-IDF：包含 ESP32 API 和用於操作 工具鏈 的腳本；
ESP HomeKit Demo 程序：包含蘋果智能家居 HomeKit 的 API 框架和適用於 ESP 系列芯片的例程。

安裝 Git 環境

首先你需要安裝 Git 環境。Git 是做什麼的呢？說的簡單點，就是快速從 GitHub 下載代碼的工具。安裝方案很簡單，從 Git 官網（https://git-scm.com/）下載最新的安裝包，然後雙擊打開 exe 安裝文件，一路 Next 就行。

設置 ESP32 工具鏈

快速設置的方法是從 dl.espressif.com 下載集成在一起的工具鏈和 MSYS2 壓縮文件。下載鏈接爲：

https://dl.espressif.com/dl/esp32_win32_msys2_environment_and_toolchain-20181001.zip

將 zip 壓縮文件解壓到 C:\ (或其它路徑，我邊邊是 D:\esp)，它會使用預先準備的環境創建一個 msys32 目錄，如下圖所示：

然後打開 D:\esp\msys32\mingw32.exe 程序，這將會打開一個 MSYS2 的終端窗口，該窗口的環境是一個 bash shell。後面會多次用到這個程序，請一定要記住！後面會多次用到這個程序，請一定要記住！後面會多次用到這個程序，請一定要記住！

運行如下命令，創建一個 esp 目錄作爲開發掌控板（ESP32）應用的默認地址：

mkdir -p ~/esp

輸入 cd ~/esp 就進入到新創建的目錄。如果沒有錯誤信息出現則表明此步驟已完成。

cd ~/esp

請不要關閉這個窗口，後續步驟將會使用這個窗口來爲掌控板（ESP32）設置開發環境。

下載 ESP-IDF 框架

工具鏈安裝完後，你還需要 ESP32 相關的 API 庫。API 庫在 ESP-IDF 倉庫中。

繼續在 MSYS2 的終端窗口中輸入以下命令，使用 git clone 命令克隆（下載） ESP-IDF 遠程倉庫：

cd D:\esp
git clone -b v3.2.2 --recursive https://github.com/espressif/esp-idf.git

該命令首先切換到 D:\esp 目錄下，然後將 ESP-IDF 被下載到 D:\esp 目錄下。

git clone 命令的 -b v3.2.2 選項告訴 git 從 ESP-IDF 倉庫中克隆與此版本的文檔對應的分支版本，目前最新的穩定版本爲 v3.2.2。

下載需要一段時間，請耐心等待。我這邊大概下載了 20 分鐘。

接着開始設置 ESP-IDF 路徑。工具鏈程序使用環境變量 IDF_PATH 來訪問 ESP-IDF。這個變量應該設置在你的 PC 中，否則工程將不能編譯。用戶配置文件腳本存放在 D:/esp/msys32/etc/profile.d/ 目錄中。每次打開 MSYS2 窗口時，系統都執行這些腳本。

在 D:/esp/msys32/etc/profile.d/ 目錄下創建一個新的腳本文件。將其命名爲 export_idf_path.sh。

然後確定 ESP-IDF 目錄的路徑，也就是我們剛纔安裝 ESP-IDF 的路徑，此處爲 D:\esp\esp-idf。在 export_idf_path.sh 腳本中加入 export 命令：

export IDF_PATH="D:/esp/esp-idf"

然後保存並關閉該文件即可。

至此 ESP-IDF 所有準備工作就完成了。

下載 ESP HomeKit Demo 程序

ESP HomeKit Demo 程序是 GitHub 上的一位大神開源的，原地址爲：https://github.com/maximkulkin/esp-homekit-demo

但是上面的教程寫的比較簡單，所以我就做了一下搬運。

還記得前文在 MSYS2 的終端窗口下創建了一個 ~\esp 路徑麼？這個路徑是一個相對路徑，它是相對 msys2 目錄而言的，這個目錄的具體位置爲：D:\esp\msys32\home\ironpanda\esp ，其中 ironpanda 是我的電腦用戶名，每個人電腦用戶名不一樣。

我們將把 ESP HomeKit Demo 例程下載到 ~\esp 這個目錄中，在 MSYS2 的終端窗口運行一下命令：

cd ~/esp
git clone https://github.com/maximkulkin/esp-homekit-demo.git
cd esp-homekit-demo
git submodule update --init --recursive

然後進入 esp-homekit-demo 目錄，複製一份 wifi.h.sample 文件，並將其修改爲 wifi.h 文件。這個文件主要用於設置掌控板聯網時的 WiFi 賬號密碼。

打開 wifi.h 文件，修改爲你自己的 WiFi 賬號密碼，如下圖所示：

至此，所有的準備工作都完成了，下面正式開始燒寫程序。

快速入門：第一個掌控板 Siri 項目

在快速入門的第一個項目中，我們主要希望實現 Siri 可以控制掌控板上外接的 LED 燈模塊。

硬件連接

這裏我通過掌控擴展板連接外部的 LED 燈模塊，擴展板隨便選，可以用 DF 出的擴展板，也可以用掌控寶，此處繪製電路圖時使用了 DF 出品的擴展板，如下圖所示，我們將 LED 模塊連接到擴展板的 P13 引腳。

修改例程

在剛剛下載的 esp-homekit-demo 文件夾下，有一個 examples 文件，裏面提供了非常多的可以與蘋果 Homekit 交互的案例（也就是可以用 Siri 控制），我們在裏面找到 esp32 文件夾，這個文件夾裏面提供了 ESP32 相關的例程，可以適用於掌控板。

我們打開 esp32 文件夾，注意到裏面的 led 文件了麼？這篇教程，我就將教大家上傳這個程序，實現 Siri 控制 LED 燈亮滅的程序。當然學會這個後，控制家裏的電燈也是一樣的道理，加個繼電器開關即可。

我們進入這個文件夾，找到 led.c 文件，這裏面編寫的就是主要程序，用你熟練的文本編輯器或 IDE 打開它。具體的程序原理，這篇文章暫時就不講了，涉及到比較多的內容，後面有時間慢慢講，我們主要關注下面幾個地方。

第一個地方是連接 LED 的 GPIO 引腳設置。注意這裏是 GPIO 引腳編號，而不是掌控板上的 Px 引腳編號。

由於我們前面電路連接的是掌控板 P13 引腳，查看掌控板 ESP32 的引腳定義，發現 P13 對應的 GPIO 編號是 IO18，所以修改程序中的 led_gpio = 18。

然後再來看一下設備設置信息。如下圖所示，其中 1 和 2 是用於設置 HomeKit 外設參數的，包括名字、廠商、序列號、型號、固件號等，可以不用修改。3 是用來設置配對密碼的，待會要將這個外設加入 iPhone 的“家庭”軟件時會用到， 請記住配對密碼！這兩個地方修改完之後，程序就完成了。

下面我們將進入程序編譯以及上傳環節。

上傳程序

先用 USB 線將掌控板連上電腦，然後打開 MSYS2 的終端窗口，還記得在哪裏打開麼？忘了的話，往前翻一下。然後切換到 esp-homekit-demo 路徑下

cd ~/esp/esp-homekit-demo/

然後輸入以下命令，並回車。menuconfig 命令主要用於對項目程序進行編譯和上傳設置：

make -C examples/esp32/led menuconfig

輸入上述命令後，會彈出 menuconfig 配置界面。

menuconfig 使用技巧：

使用 up & down 組合鍵在菜單中上下移動

使用 Enter 鍵進入一個子菜單，Escape 鍵退出子菜單或退出整個菜單

輸入 ? 查看幫助信息，Enter 鍵退出幫助屏幕

使用空格鍵或 Y 和 N 鍵來使能 (Yes) 和禁止 (No) 帶有複選框 “[*]” 的配置項

當光標在某個配置項上面高亮時，輸入 ? 可以直接查看該項的幫助信息

輸入 / 搜索配置項