#1.方案探讨

接入协议选择

首先确认一点，为了确保整套系统的方便部署和方便开发，主要以网络协议连入系统，因此在与系统的连接上考虑的是网络协议。

首先考虑的是http协议，最常见，用起来也很方便，但就是我们传输的数据量普遍较小，不需要很多复杂的控制，运行在单片机上的http客户端对于资源也有一定的占用。

其次是直接利用TCP或UDP协议传输报文，自建协议，但这个就有点复杂，简单的字符串传输没有问题，但就是没有那么可靠，用在传感器上还能够接受，数据包损坏大不了丢了，也没啥损失，但就是无法保证可靠性，在发送信号控制方面会有问题，还有就是必须在智能家居平台上面实现插件对报文进行解析，工作量较大，暂时放一边。

我最后决定选MQTT协议，是最近鼓捣这个才了解到的基于TCP的的应用层协议，其使用了消息订阅/发布的模式，特别适合物联网领域，低带宽，低网络稳定性的环境，极度精简，还提供qos服务。不对数据的内容和格式做限制，很灵活。另外提供了客户端意外中断的处理机制。而且homeassistant直接支持mqtt协议，内置了mqtt客户端。

综上，最后考虑利用mqtt协议进行数据的传输，现在只要制定mqtt协议中的主题发布规则和通信的消息格式即可。

可以设置一个中心节点，中心节点通过WiFi接入家庭网络，中心节点可以通过外加蓝牙mesh模块，443m无线模块，i2c模块，连接其他串口设备，作为网关，接收其他设备的数据，转换成mqtt报文提交。并接受mqtt报文，解析后发送给各其他设备。

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中心节点硬件平台的选用

既然需要连接网络，esp8266是必然的选择，esp8266系列有单就芯片本身就有多种型号，主要区别在可用io数目和内存大小，具体型号表详见：

http://wiki.ai-thinker.com/_media/esp8266/esp8266_module_list.png

ESP8266内置MCU，可直接对其编程，官方提供了 NON-OS SDK 和  RTOS SDK（基于freeRTOS）。 更好更快捷的使用方法是刷写对应的固件，如果需要作为wifi适配器使用，可以直接刷入官方的AT固件，上位机使用AT指令进行串口通信。另外还支持一些解释器固件，如支持*micropython的microPython固件，支持lua的nodemcu固件，另外还有专用固件：如esphome，espeasy，为了智能家居编写的固件，直接写配置，调用api，或者通过web可视化配置即可轻松接入。这里都打算玩玩，先尝试文档较为完整，完成度较高的esphome。

micropython支持多种平台，esp8266，esp32，stm32
nodemcu目前只支持esp8266
esphome也支持多平台，esp8266，esp32
Arduino的资源目前还是最多的，现在能支持的开发板也有很多 

考虑到所需外部元件的数量，我选择以下三种内部对相关引脚已经上下，直接供电就能使用的型号：

• ESP01S：2个可用io，8m Flash ，板载天线，低成本，用在简单的传感器或者开关上。
• ESP07S：9个可用io，32m Flash，可直接连接IPEX接口的天线，用在一些需要较好信号的地方。
• ESP12S： 9个可用io，32m Flash ，板载天线，通常使用，价格适中。

针对上面的芯片选型，在开发时可选择使用了对应芯片的开发板。

另外新出品的esp32是esp8266的升级版，运算能力更强，功耗更低，有两个处理器，还内置了ble蓝牙，玩法等待挖掘。

io若不够使用，可以配合stm32和arduino。

以上是主控mcu的选择，由于wifi的功耗还是比较大的，因此适用于有外接电源的情况。

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子节点连接的方案

主要考虑连接距离和功耗，一些子节点希望使用电池供电，因此功耗要尽可能低。这里考虑了多种方案：

简单的开关控制可使用JDY-40，是一个2.4g数传模块，免去了外接mcu，八路开关量，同时也可以进行串口传输数据，传输距离120m。

若需要强信号，可以选择GT38串口443m模块支持空中唤醒和自动组网，一对一，一对多，多对多。

室内多模块考虑使用蓝牙mesh自组网模块，可以支持zigbee协议，结合mcu进行更精细的控制，例如led颜色，pwm进行调光等等。

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传感器连接方案

从节省io口的目的出发，尽量考虑IIC总线或者UART串口或者单总线模拟量。

以上对硬件和相关协议做了探讨，接下来就要对蓝牙mesh，串口部分，等子节点中数据的格式进行规定

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======To Be Continued======