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智能家居系统搭建方案
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 HomeAssistant 、HomeBridge 作为智能家居的核心
? 使用 AmazonEcho 作为语音输入工具（当前仅支持英语）
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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 HomeAssistant 服务来控制应用
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基础知识篇智能家居简介
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：
Homeautomationorsmarthome(alsoknownasdomotics)isbuildingautomationforthehome.
随着机器学****和深度学****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 PhilipsHue 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。
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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。
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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 、HomeAssistant 就是这样的
例子。
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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 AmazonEcho 的电路板：
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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。
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AmazonEcho
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实验表明 AWS 的服务并不是那么可靠的 ~~，经常出现： YourEchodotis
notconnected
自定义组件的原理，如下图所示：
中心网关
HomeAssistant
HomeAssistant 是一个运行在 Python3 上的开源家庭自动化平台。能跟踪
和控制家庭中的所有设备，并实现自动化控制，同时还完美的支持在
RaspberryPi 上。
通过 HomeAssistant 插件，它可以直接兼容各式硬件设备。其原理是通过
WiFi、BLE、Zigbee、MQTT 等不同的协议，来与不同的本地设备互联，并提
供一个响应式的 Web 界面、PWA 应用、iOS 应用，让用户可以轻松地与设
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备进行交互。
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其在桌面浏览器上的界面如下图所示：
手机浏览器