智能家居HomeAssistant(一)介绍概览-程序员宅基地

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唤醒你的家

开源家庭自动化,将本地控制和隐私放在首位。由全球修补匠和DIY爱好者社区提供支持。非常适合在Raspberry Pi或本地服务器上运行。私放在首位。由全球修补匠和DIY爱好者社区提供支持。非常适合在Raspberry Pi或本地服务器上运行。

(一)初识

HomeAssistant是什么?
HomeAssistant是构建智慧空间的神器。
基于HomeAssistant,可以方便地连接各种外部设备(智能设备、摄像头、邮件、短消息、云服务等,成熟的可连接组件有近千种),手动或按照自己的需求自动化地联动这些外部设备,构建随心所欲的智慧空间。

HomeAssistant是开源软件
就像LINUX一样,HomeAssistant是开源的:它不属于任何商业公司,用户可以无偿使用。

HomeAssitant连接丰富的外部世界
HomeAssistant能识别和直接连接的外部设备有将近千项。
其中有各种商业化的智能产品(如小米系列产品、Philips智能灯系列、亚马逊的音响、苹果的Siri、Google Assistant、博联的产品、特斯拉汽车等)、有互联网上的各种实时信息(股票、汇率、交通、天气等)、有开源或开放的各种智能软件(人脸识别、车牌识别、文字识别、文字转语音、语音转文字等)、有各种联动机制(短信、Email、IFTTT等)……
简单的安装与配置(不需要编程开发),就可以连接您感兴趣的东西——将这个零碎多样的世界,纳入到您所希望的统一自动规则控制或联动中。

HomeAssistant基于本地智能引擎
HomeAssitant的核心逻辑与自动化(大脑),运行在本地环境中。
HomeAssistant连接的外部设备既可以是本地的,也可以是在INTERNET上的;您也可以根据自己的意愿开放大脑的控制给INTERNET——这样的架构设计不同于很多商业化产品将控制逻辑放在云端的方式——安全、可靠、响应速度快、无需担心隐私泄露!

HomeAssitant拥有众多的使用者

正在有越来越多的用户在使用HomeAssistant。
想要突破商业化产品固有功能的用户在使用HomeAssistant,担心商业化产品黑盒运行模式泄露自己隐私的用户在使用HomeAssistant,享受DIY创造快感的用户在使用HomeAssistant,不满于仅仅只是做一些玩具DIY的用户在使用HomeAssistant,想要实践最新科技的用户在使用HomeAssistant……

HomeAssistant拥有众多的开发者
HomeAssistant基于python语言开发。Python是当今最流行的计算机编程语言,以其语法的简洁优美,丰富的支持库而著名。Python有大量的拥趸,越来越多的商业公司,把python作为程序开发的首选语言。
HomeAssistant开发者数量、版本更新速度在所有开源项目中属于佼佼者。它每两周会发布一个新版本,每个新版本都会修复一些bug,增加一些新的组件……

(二)系统体系

hass是HomeAssistant运行的程序实例

hass被IT专业人士称为进程。

hass由两部分的逻辑组成,内核(core)和组件(component)。如果将hass比作人体的神经系统,那么内核就是中枢神经系统(大脑),组件就是周围神经系统。

  • hass内核的基础工作机制是简单的,理解了状态、事件、服务三个概念,就理解了内核;其简单性类似于大脑的基础工作机制,仅是神经元的相互作用而已。
  • hass内核并不与外部世界直接互动,而是通过组件连接外部世界;类似于大脑并不直接与感觉器官、运动器官连接,而是通过周围神经系统进行连接。
    比如,light.hue组件负责与飞利浦HUE智能灯的互动(感知与设置其当前状态)。
    比如,camera.mjpeg组件负责获得摄像头的标准MJPEG视频流。
    比如,sensor.yr组件负责与yr.no云服务通讯,获得天气信息。
    比如,http组件负责对外提供的http协议服务。
    比如,frontend组件,在http组件的基础上,负责与浏览器的交互。
    比如,ifttt组件,负责与INTERNET上另一个大脑(IFTTT)的通讯与互动。
  • 组件与组件之间会有相互的交互,但一般会通过hass内核中的状态、事件、服务机制来进行;类似于眼睛与手不会直接相互作用,但都连接到大脑,由大脑协调它们的相互作用。
  • HomeAssistant中有一些组件并不与外部世界连接,而仅是获取内部的信息状态,然后运行逻辑规则;有点类似于周围神经系统中的本体感觉神经,仅仅用于获得自身肌肉与关节的状态。
    比如,automation组件,在hass内核信息基础上,运行自动化规则逻辑。
  • HomeAssistant中有近千种不同的组件——这是其能与丰富的物联世界协同交互的基础——并且数量在快速的增长。

hass有一个配置文件configuration.yaml

配置文件决定hass加载哪些组件,以及这些组件该如何运行——与神经系统的构建受基因控制类似。

  • 比如,camera.mjpeg组件的配置信息包含应该连接哪个地址的摄像头抓取视频流。
  • 比如,sensor.yr组件的配置信息包含应该获取哪个地方的什么时间的天气预报。
  • 比如,http组件的配置信息包含对外开放的端口号、访问密码等信息。
  • 比如,automation组件的配置信息包含如何联动的逻辑规则。

hass基于Python环境运行

如果说hass是神经系统,那么操作系统就像基础生命系统,Python环境就像血液循环系统——hass运行在操作系统之上,Python环境为其提供必要基础的支持。
作为一个HomeAssistant的使用者,您并不需要掌握python编程语言,只要安装它的环境就可以了。

还有一些周边系统

上面介绍的hass(内核和组件)、hass配置、python环境架构了一个完整的HomeAssistant运行体系。除此之外,还有一些周边系统——对于HomeAssistant来说,它们并不是必须的,仅从某个侧面帮助HomeAssitant的安装、运行、或者让配置更方便——就像眼镜、助听器,或者医院、车辆、马路,有了这些东西,人类在某些方面会生活更好。
例举一些常用的:

  • Hass.io
    Hass.io主要应用于树莓派上。不要认为hass.io与HomeAssistant的输入输出有关系,Hass.io帮助你在你的设备上管理一些应用(称为Add-ons),包括安装、升级。 hass.io中支持add-ons包括Duck_DNS(一个动态IP域名解析服务)、Let’s Encrypt(自动管理你的ssl数字证书)、Mosquitto MQTT broker(一个MQTT代理服务实现)、SSH_Server、Samba(共享文件夹服务)、DHCP_Server、Snips.ai(一个本地运行的语音识别应用)、等等。
  • Hassbian
    Hassbian是一个在树莓派上定制的操作系统,此操作系统专门用于安装HA系统。Hassbian并不像Hass.IO那样提供升级管理服务。
  • AppDaemon
    AppDaemon基于HomeAssistant的API,为用户提供更好的与HomeAssistant互动的python环境,一般用于编写自动化规则程序。HomeAssistant自身带的自动化组件非常简洁,在很多情况下工作良好;然而,有一些更复杂的自动化,HomeAssistant的自动化组件比较难应付,于是就产生了AppDaemon。
  • HADashboard
    HaDashboard是一个模块化的、可换肤的HomeAssistant前端仪表面板,可用于大屏幕显示。HaDashboard是基于AppDaemon的(必须安装AppDaemon才能安装HaDashboard)。
  • Jupyter Notebook
    提供基于浏览器的文件管理、远程终端、以及python的开发调试界面——如果您将HomeAssistant安装于Linux(包括树莓派)之上,可以用它方便管理。
  • DuckDNS
    一个免费的动态域名服务。
  • ……

(三)扩展连接

HomeAssistant是一个运行智能规则的大脑,它可以与丰富的外部设备联动——获得信息、发送指令。
那么,哪些东西可以直接连接到这个大脑上呢?

近千项的外部设备,无论怎么罗列,对于新手来说可能都比较枯燥。在这边,我们仅举一些例子:

  • 实时汇率行情——获得当前实时的汇率行情
    类似的,还有股票行情、电子货币行情、交通拥堵情况、天气预报、空气质量预报……

     

  • Android手机摄像头——获得摄像头的视频流
    类似的,所有支持标准协议的硬件摄像头都可以接入。

     

  • 人脸识别——基于视频流,识别出其中的人脸是谁
    类似的,可以基于视频流进行车牌识别、文字识别、动作探测、噪音监控……

     

  • 百度文字转语音服务——通过百度免费的TTS服务,将文字(比如天气预报、股票行情等文字信息)转换成语音(MP3)
    类似的,也可以使用voiceRSS、Google等的服务。

     

  • KODI媒体播放器——将语音信号通过硬件播放出来
    类似的,可以用VLC、Gstreamer等软件,也可以直接连接外部的各种蓝牙音箱。

     

  • 亚马逊ECHO——与亚马逊ECHO进行联动
    类似的,可以与各种外部的智能引擎联动,可以与苹果手机(Siri)进行联动,可以与GoogleAssistant联动,可以与IFTTT联动。

     

  • 小米温湿度传感器——获得环境的温湿度信息
    类似的,小米系列的各种传感器门窗开合、人体感应、小米魔方等都可以接入。

     

  • Philips智能灯——控制Philips智能灯的开关、颜色、亮度
    类似的,小米智能灯、智能开关、宜家智能灯也可以被控制,还可以通过红外转发控制传统家电。

     

  • 发送邮件——可以发送邮件通知
    类似的,也可以发送手机短消息。

     

  • Arduino——DIY的乐园
    类似的,可以自己写一些脚本、做一些串口设备,都可以联动起来。

     

  • ……

我们把可以连接到HomeAssistant大脑上的外部设备、程序、云服务统称为积木元素——就像搭乐高积木一样,HomeAssistant像胶水一样把不同积木粘合在一起,构建起智慧空间。

让我们来看一个简单的智慧空间的例子:
“当感应到您要出门的时候,自动查询天气预报,发现要下雨,语音播报提醒主人要带伞。”
这其中需要的积木元素:

  • 人体感应传感器(发现您在门口)
  • 位置跟踪(确认您要出门而不是进门)
  • 天气预报信息
  • 文字转语音服务
  • 媒体播放器

所有这些积木元素,都可以在HomeAssitant中找到。
 

版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
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