制作一个炫酷的开源温控器Nest

sparkcore Nest 温控器

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原文链接 作者：THE SPARK TEAM 翻译：plantpark

早些时候，谷歌用32亿美金收购Nest这家物联网设备公司。这对于一个制作温度和烟雾探测器的公司来说，是一个非常不可思议的数字，但这绝对值得。Nest产品的工业设计非常漂亮，并且有一支天赋秉异的团队。他们是第一家让消费者明白什么才是“物联网”并且做出大众真正需要产品的公司。

但为了做到这些，Nest不得不花费几百万美元打造产品背后的基础设施。正因为这么高的成本造成除非资金十分雄厚否则无法进入市场并生产物联网设备。
当然，我们要改变这种情况。在Spark，我们正在用WIFI开发套件Spark Core，Spark云，以及为联网设备提供的云服务将身边的设备更加简单的接入网络。为了证明它，我们用了将近一天的时间制作一个完全开源的“Nest”学习型温控器。这个过程中，我们非常尊敬Nest所解决的难以置信的技术挑战，同时，理解自从他们开始做Nest后游戏规则发生了怎样的变化。

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善意提醒-我们没有宣称将来的某一天将会与Nest温控器匹敌，远非如此。但是请记住，每个完美的产品都是开始于一个粗糙的原型。就像Alexis Ohanian上周说过的，“所有你喜欢的产品的第一版都很垃圾！“

硬件

首先，需要一套硬件。对我们来说，就是温湿度传感器外加一个检测你是否在家的动作传感器和控制炉子与风扇的继电器。当然，也需要一个能显示当前温度的屏幕，和一个可以阻挡灰尘的外壳。

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这个上午做的第一件事（当然先把我们的计划在白板上写完后）就是用面包板搭建电路原型。为这个产品我们选择一下元器件：

• Spark Core作为整个设备主控
• Adafruit 8x8LED点阵作为温度显示屏。接口是I2C总线。
• 主要的传感器是Honeywell HumidIcon温湿度传感器，与屏幕共用一个I2C总线。
• 演示中，我们决定用几个LED代替加热器和风扇是否开启，最后会替换上继电器。
• 如果你想没人在家时关掉电源，则需要一个传感器检测是否有人。这里，我选用的是Panasonic 红外运动检测传感器。

最后，大概花了一个小时将所有的传感器与设备在面包板上搭好原型。将其调试正常又花了几个小时（参照下面的软件部分）

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下一步就是制作外壳了。Nest的外壳是玻璃和铝，虽然非常漂亮，但是并不适合原型制作。因此这里我们选择亚克力和木头。

首先，我们用CNC加工了两个木环：一个做为基座，另一个可以自由旋转调整温度（顺时针调高温度，逆时针降低温度）。

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然后，用激光切割机切了三个亚克力圆盘：一个作为面板（后面需要做磨砂处理），第二个作为墙面固定盘，第三个连接木环与滑动变阻器。

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将外壳制作完成后，就需要将面包板上的电路焊接在洞洞板上以便长期使用。

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软件

下面开始软件部分。运行在温控器的软件（通常称之为”固件“）从传感器读取数据，控制继电器，然后把数据显示在屏幕上。但是，作为一个能联网的温控器，我们需要一个web页面，这样就可以通过手机或者电脑进行控制。当然，我们想让它成为一个可以学习的温控器，这样给它在云端加一些机器学习的功能，就能不断的提高舒适度和节能效果。

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”固件“通常被成为固件，是因为它一般比软件更加底层，当作为产品寄出后，运行在芯片上的它就不能进行再次修改。但是，增加的联网功能完全改变了这一切。固件已经不再固定不变，你可以在任何地方电机一个按钮，就可对其进行升级。Spark Core有web IDE 可以对其烧写新的代码。

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我们的温控器完全是一个处理所有的复杂逻辑的急于云的一个web应用。在云端，我们可以用像Ruby on Rails这类比嵌入式C语言高级的开发语言和框架进行快速开发。

Spark云与联网设备间通过REST API进行交互，这也就意味着，只要支持http协议的语言均可以使用。

物联网设备最大的优势就是可以持续升级，无论是升级硬件，升级云端软件，或者使用机器学习优化提升设备的逻辑。

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连接

完成硬件与软件后到了将两者联系在一起的时候了。

无论如何，你有许多方法将设备联网。最简单的方法就是添加一个WIFI模块，这样就可以作为WIFI客户端接入WIFI网络。

Spark Core 有一个内置的WIFI模块，因为集成了控制器，联网对它来说，是非常简单的额。你一旦连上互联网后，Spark Core 会自动通过加密的通道连接Spark云。不需要对WIFI模块进行编程，不需要写任何通讯协议。

组装在一起

温控器完成后，我们就可以将它放进外壳挂在墙上了。

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最终，我们花了70美金购买配件（包含39美金的Spark Core），木材和亚克力免费。从上午10点开始工作，到下午3点结束，总计3.5人（一个人提前离开了），而我们提前做的准备仅仅是提前购买好电子元器件。

兴奋吧！任何事情都是有可能的。

我们并不是说你能够一天内能创建一个价值32亿的公司，而是现在并没有以前那么困难了。

物联网是一个经过验证的大市场，Nest的收购已经证明了这点。不管你是名没有硬件开发经验的软件工程师，还是一个没有网站开发经验的嵌入式工程师。这将是下一个流行前言，是时候开始行动并验证它了。

数百万美元的产品造就数十亿美元的公司，而几百美元的原型造就了数百万美元的产品。你，还在等什么呢？

进入Github页面可下载Spark温控器源码