NodeMCU远程开关

github：https://github.com/maplesugarr/raspberrypi-nodemcu

1. 使用教程

1.1 简介

NodeMCU,是一个开源的物联网平台。 它使用Lua脚本语言编程。该平台基于eLua开源项目,底层使用ESP8266 sdk 0.9.5版本。该平台使用了很多开源项目, 例如 lua-cjson, spiffs. NodeMCU包含了可以运行在 esp8266 Wi-Fi SoC芯片之上的固件,以及基于ESP-12模组的硬件。

1.2 购买

大概十多块一个。

1.3 构建固件

这个网站：https://nodemcu-build.com/ 提供构建固件的服务，只要选好模块，构建完成后，就会发邮件通知。不过我使用一次后，就再也没有收到构建成功的邮件了。

还是自己手动编译，搜索github，有人已经做好了docker。 https://github.com/marcelstoer/docker-nodemcu-build/blob/master/README-CN.md

1.克隆nodemcu固件仓库
git clone https://github.com/nodemcu/nodemcu-firmware.git

2.拉取docker镜像
docker pull marcelstoer/nodemcu-build

3.更改编译配置
查找 https://nodemcu.readthedocs.io/en/master/en/build/ 文档，更改固件目录下的app/include/user_modules.h，app/include/user_config.h。

user_modules.h中编译的模块：LUA_USE_MODULES_CRYPTO、LUA_USE_MODULES_ENCODER、
LUA_USE_MODULES_FILE、LUA_USE_MODULES_GPIO、LUA_USE_MODULES_HTTP、LUA_USE_MODULES_NET、
LUA_USE_MODULES_NODE、LUA_USE_MODULES_SJSON、LUA_USE_MODULES_TLS、LUA_USE_MODULES_TMR、
LUA_USE_MODULES_WIFI

user_config.h制定的特性：
#define BIT_RATE_DEFAULT BIT_RATE_115200（波特率，连接nodemcu也要使用这个波特率）、
#define LUA_NUMBER_INTEGRAL（指定支持整数运算，减小内存占用，默认是浮点运算。）、
#define CLIENT_SSL_ENABLE（支持tls，后来证明一直报错，只能使用http）

4.进入克隆好的固件目录，进行编译。

docker run --rm -ti -v `pwd`:/opt/nodemcu-firmware marcelstoer/nodemcu-build build
最后一个build是命令，还可以使用lfs-image命令，把lua直接写到固件中:
docker run --rm -ti -v `pwd`:/opt/nodemcu-firmware -v {PathToLuaSourceFolder}:/opt/lua marcelstoer/nodemcu-build lfs-image    
这将编译并存储给定文件夹及其目录中中的所有 Lua 文件。

5.进入固件目录/bin中，得到编译完成后的固件。

1.4 刷入固件

为了避免不必要的麻烦，就不要尝试其他的烧录软件了。

flashmode需要根据芯片型号选择。

1.5 上传代码

推荐使用ESPlorer，需要Java环境。下载ESPlorer.zip。

注意连接的波特率根据刷入的固件不同而有所不同，就是上面编译固件时候规定的波特率。

2. lua代码教程

参考：https://github.com/wangzexi/NodeMCU-Tutorial ，由于api的变化，它的代码已经不适合自己编译好的固件了，对应改一下就可以，看我的github仓库也可以。思路是没问题的。

api文档（nodemcu documentation）：https://nodemcu.readthedocs.io/en/master/

2.1 配置wifi的原理

nodemcu可以作为一个station连接到wifi，同时又能作为一个ap，为其他设备提供wifi连接。由于没有网线连接，被称为soft-ap。同时它还可以ap和station共存，可以实现中继的功能。

按一下按键，设置nodemcu为station和ap共存状态，手机脸上nodemcu的ap就可以配网了。

wifi.setmode(wifi.STATION)
--使用无线配网，不要声明。
--wifi.sta.config({ssid='wifi1', pwd='12345678'})
wifi.sta.sethostname("NodeMCU-raspi2") --设置设备的名字
wifi.sta.autoconnect(1)

function switchCfg()
    if wifi.getmode() == wifi.STATION then
		--停止任务。
		tmr.stop(TMR_CHECK_NETWORK)	
        wifi.setmode(wifi.STATIONAP)--station和ap共存
        wifi.ap.config({ssid='NodeMCUConfig'})--设置ap的名字
        httpServer:listen(80)
        blinking({1000, 1000})
    else
	    --配好网络后，开始任务。
		tmr.start(TMR_CONNECT)	
        wifi.setmode(wifi.STATION)
        httpServer:close()
        blinking()
    end
end

2.2 树莓派远程开关

买了一个路由器的ups，用来给树莓派供电，防止突然关机损坏树莓派sd卡。

nodemcu通过http协议去请求服务器的json数据，来控制继电器开关，进而控制树莓派电源。根据文档导入证书后，使用https协议连接不上，找毛病浪费时间，就不用https了。要用mqtt协议的自行研究。

实际上nodemcu连接两个继电器，控制树莓派电源和树莓派引脚的通断。
第一个继电器控制树莓派的一个GPIO信号。树莓派的这个GPIO拉高后，接地，平时是不通的，也就是GPIO一直是高电平。第一个继电器闭合后，树莓派的这个GPIO接地，变成低电平。树莓派通过检测这个GPIO变成低电平来执行shutdown命令关闭树莓派。等待二分钟后，保证树莓派已经关机，就控制第二个继电器关闭树莓派电源。

同时，由于树莓派不能读取ups剩余电量，就由nodemcu控制ups断电使用时间了。nodemcu检查网络断掉后，就认为已经断电，维持适当时间后，关闭树莓派。当来电后，nodemcu检查到网络联通后，就认为来电了，打开树莓派。

function forceShutdownRaspi()
    --树莓派接到信号后，开始执行shutdown now命令
    gpio.write(IO_RELAY_RASPI_OFF_SIGNAL, gpio.HIGH)
    --等待二分钟，关闭树莓派电源
    tmr.alarm(TMR_RELAY, 120000, tmr.ALARM_SINGLE, function()
        gpio.write(IO_RELAY_RASPI_POWER_SUPPLY, gpio.LOW)
		--一定等到关机完成后，才设置标志位。否则可能再执行过程中，nodemcu重新启动，判断为关机状态，直接重启了，损坏树莓派。
        is_raspi_on = false
        --开始检查网络
        tmr.start(TMR_CHECK_NETWORK)
    end)
end

function closeRaspi()
    is_raspi_on = false
    --关闭继电器电源
    gpio.write(IO_RELAY_RASPI_POWER_SUPPLY, gpio.LOW)
    --关闭树莓派信号
    gpio.write(IO_RELAY_RASPI_OFF_SIGNAL, gpio.HIGH)
end

function openRaspi()
    is_raspi_on = true
    --打开继电器电源
    gpio.write(IO_RELAY_RASPI_POWER_SUPPLY, gpio.HIGH)
    --关闭树莓派信号
    gpio.write(IO_RELAY_RASPI_OFF_SIGNAL, gpio.LOW)
end

function bootRaspi()
    --重启继电器电源
    gpio.write(IO_RELAY_RASPI_POWER_SUPPLY, gpio.LOW)
    --先关闭树莓派GPIO关机信号
    gpio.write(IO_RELAY_RASPI_OFF_SIGNAL, gpio.LOW)
    tmr.alarm(TMR_RELAY, 5000, tmr.ALARM_SINGLE, function()
        gpio.write(IO_RELAY_RASPI_POWER_SUPPLY, gpio.HIGH)
        --一定等到开机完成后，才设置标志位。否则可能再执行过程中，nodemcu重新启动，判断为开机状态，执行forceshutdown函数，浪费时间。
        is_raspi_on = true
    end)
end


--初始化标识
fail_count = 0
--树莓派是否开机
is_raspi_on = false

tmr.alarm(TMR_CHECK_NETWORK, 60000, tmr.ALARM_AUTO, function() 
    --if isConnect() == true then
        http.get("http://xxx.com/xxx", nil, function(code, data)
            if is_raspi_on==false then --树莓派处于关机状态
                if (code ~= 200) then --断电
                  print("HTTP request failed") 
                else                  --来电
                  --网络通畅，判断远程控制是否要打开树莓派。
                  fail_count = 0
                  local result = sjson.decode(data)
                  print(result["switch"])
                  if (result["switch"]) then
                    bootRaspi()
                  else
                    closeRaspi()
                  end
                    
                end 
            else                      --树莓派处于开机状态
                if (code ~= 200) then --断电
                  fail_count = fail_count + 1
                  print(fail_count)
                  -- 连续五分钟都失败，认为网络不通，或者断电。这时关闭继电器。
                  if(fail_count >= 5) then
                    --重置计数
                    fail_count = 0
                    --停止检查网络
                    tmr.stop(TMR_CHECK_NETWORK)
                    --关闭树莓派
                    forceShutdownRaspi()                
                  end
                  print("HTTP request failed") 
                else                   --来电
                  fail_count = 0
                  local result = sjson.decode(data)
                  print(result["switch"])
                  if (result["switch"]) then
                    openRaspi()
                  else
                    --没有执行断电关机，树莓派还在运行，需要先关树莓派，再关继电器。
                    --停止检查网络
                    tmr.stop(TMR_CHECK_NETWORK)
                    --关闭树莓派
                    forceShutdownRaspi()
                  end
                    
                end 
            end
            
        end)   
        
    --end
end)