乐鑫Esp32-S2学习之旅① 入门 ESP32-S2 环境搭建 ，分享如何直连苹果智能家居 HomeKit 平台，轻松语音 Siri 控制！
Posted on 2020-07-03 22:10 CoreHouse 阅读(2537) 评论(0) 编辑 收藏 举报- 本系列博客学习由非乐鑫官方人员 半颗心脏 潜心所力所写，不做开发板。仅仅做个人技术交流分享，不做任何商业用途。如有不对之处，请留言，本人及时更改。
基于乐鑫ESP32 芯片模组 C SDK二次开发的技术全系列笔记目录
一、【ESP32】RTOS SDK 带操作操作系统开发
1、 爬坑学习新旅程，虚拟机搭建esp32开发环境，打印 “Hellow World”。
2、 巧用eclipes编辑器，官方教程在在Windows下搭建esp32开发环境，打印 “Hellow World”。
3、 认识基本esp32的GPIO接口，开始点亮您的第一盏 LED和中断回调实现按键功能 。
4、体会esp32的强大的定时器功能， 实现定时2s闪烁一盏LED灯。
5、接触实践esp32的pwm宽度脉冲功能， 实现呼吸效果闪烁一盏LED灯。
6、smartConfig和微信airKiss在esp32的实现，一键配网轻松快捷连接路由器。
7、利用GPIO中断做一个按键的短按和长按的回调事件，再也无须担心触发源。
8、esp32上实现本地 UDP 客户端和服务端角色，在局域网内实现通讯。
9、esp32上实现本地 TCP 客户端和服务端角色，可断线重连原路返回数据。
10、乐鑫esp32 SDK编程利用rmt驱动ws2812七彩灯，实现彩虹渐变效果。
11、入门 乐鑫esp-adf 音频框架开发，esp32造一个蓝牙耳机，实现切换歌曲，获取歌曲信息等功能。
12、开源一个微信公众号airkiss配网esp32以及局域网发现功能的工程，分享一个airkiss配网小工具。
13、esp32 内置 dns 服务器，无需外网访问域名返回指定网页。
14、esp32 sdk编程实现门户强制认证，连接esp32热点之后，自动强制弹出指定的登录界面。
15、认识本地离线语音唤醒识别框架 esp-skainet ，实现较低成本的硬件语音本地识别控制。
16、学习本地语音唤醒离线识别框架 esp-skainet ，如何修改唤醒词? 如何自定义命令词？如何做意图动作？
17、全网首发，乐鑫esp32 sdk直连京东微联·小京鱼 · IoT开放平台，实现叮咚音响语音智能控制。
18、入门京东微联·小京鱼的控制面板H5开发，读懂vue语法，做自己的控制页面。
19、重磅开源，如何在微信小程序上ble蓝牙配网esp32，blufi的那些事！
20、一篇好文，开发过程中编译esp32固件太大，无法正常启动？教你如何自定义分区表partitions.csv。
21、 esp32蓝牙配网blufi的高度封装，集成简单、使用简单、容易上手，提高开发效率！
22、讨论下程序员 “青春饭” 那些事，分享在esp32实现多种加密算法md5 |AES CBC-ECB| Sha1 | Sha256 等！
23、安信可 esp32-a1s 音频开发板移植最新 esp-adf 音频框架，小试牛刀如何实现在线文字转语音播放。
25、分享在 esp32 SDK实现冷暖光色温平滑调节的封装，轻松集成到您的项目去。
26、分享下如何在window下使用CMake编译，编译速度提高传统 make 编译一个档次。
27、windows10平台下自带的Linux安装 ESP32/ESP32-S2 环境，再无需额外安装虚拟机了。
四、【ESP32-S2】RTOS SDK 带操作操作系统开发
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文章目录
一 前言
上个月给大家分享了我上半年开源的 XClouds 架构，很多小伙伴问我怎么集成进去自己的服务器，如何玩透全栈开发，好吧，下半年我就主打这个文章带给大家了。
跟大家汇报下这2个月进去新公司忙里忙外的事情：
- 腾讯物联网平台的微信小程序全套开发（小程序支持smartconfig和控制ESP8266）,预计月底就要和大家见面了，注意，这个是开源的！一定要关注我的博客或者公众号；
- 天猫精灵开源的ble mesh框架学习，后续会有对应的文章出来；
- XClouds三端开源架构的方案准备， 因为这个是一个很大的工程，所以也一边在筹划如何让大家快速入门玩透物联网全栈开发；
上上个月，乐鑫在2019年推出的新芯片 ESP32-S2 终于量产了，安信可公司紧接着出来了 ESP-12K 模组，也是采用的是 ESP32-S2 芯片，那么目前为止，有哪些可以在网上购买的 ESP32-S2 模组或开发板呢？这里给大家给大家介绍下：
- 乐鑫官方某宝店：有
ESP32-S2开发板，三层板（底板+语音板+显示板），以及有触摸屏和摄像头，外设这么多，可谓是真的为开发者考虑了。不过价格嘛，一般的学生觉得有点小贵！ - 安信可官方某宝店：出来
ESP-12K模组和开发板，模组现在已经出来了 ，价格比 ESP8266 差不多，价格便宜，非常适合这些经费有限的朋友购买；
而本次博文的是采用安信可 ESP-12K 开发板 ；
二 ESP32-S2 ，俗称 ESP8266-Plus
去掉了蓝牙的ESP32 阉割版，增加了三倍多可用IO口的ESP8266增强版，这最好地诠释了 ESP32-S2 这款芯片，但是依然还是不支持 5G 频段，这点依然很可惜！
据说，价格与 ESP8266 相差不多，绝对是我抛弃 ESP8266 的必选理由，哈哈！
ESP8266 与 ESP32 与 ESP32-S2 的 对比一览表：
| / | ESP8266 | ESP32 | ESP32-S2 |
|---|---|---|---|
| 发行年份 | 2014年 | 2016年 | 2019年 |
| MCU架构 | Xtensa单核32bit L106 | Xtensa单/双核32Bit LX6 | Xtensa单核32bit LX7 |
| 时钟频率 | 80MHz | 160/240MHz | 240MHz |
| 协处理器 | 没有 | 超低功耗 | ULP（RISC-V） |
| SRAM | 160 KB | 520 KB | 320 KB |
| RAM | 没有 | 448 KB | 128 KB |
| RTC内存 | 没有 | 16 KB | 16 KB |
| 外部 SPIRAM | 高达支持16MB | 高达支持16MB | 高达128支持MB |
| 外置 flash | 没有 | 没有 | 高达1G |
| Wi-Fi（802.11 b / g / n） | HT20 | HT20 | HT20 |
| ESP-MESH框架支持 | 否 | 是 | 是 |
| 蓝牙协议栈 | 没有 | BT 4.2 BR / EDR和BLE | 没有 |
| 以太网 | 没有 | 10/100 Mbps | 没有 |
| CAN | 没有 | 2.0 | 没有 |
| TOF (Time of flight) 测距 | 不支持 | 不支持 | 支持 |
| GPIO（总计） | 16 | 34 | 43 |
| 触控感应器 | 没有 | 10 | 14 |
| SPI | 2 | 4 | 4（OSPI） |
| I2C | 1（软） | 2 | 2 |
| I2S | 2 | 2 | 1个 |
| 串口 | 2（实际上是1路和半路） | 3 | 2 |
| ADC | 1（10位） | 18（12位） | 20（12位） |
| 数模转换器 | 没有 | 2（8位） | 2（8位） |
| PWM（软） | 8Bit | 16Bit | 8Bit |
| SDMMC | 没有 | 是 | 没有 |
| RMT | 没有 | 是 | 是 |
| USB OTG | 没有 | 没有 | 是 |
| LCD 接口 | 没有 | 没有 | 是 |
| 摄像头接口 | 没有 | 没有 | 是 |
| 温度感应器 | 没有 | 是 | 是 |
| 霍尔传感器 | 没有 | 是 | 没有 |
| 安全 | 没有 | 安全启动Flash加密1024位OTP | 安全启动闪存加密4096位OTP |
| 加密 | 没有 | AES，SHA-2，RSA，ECC，RNG | AES-128/192/256，SHA-2，RSA，RNG，HMAC，数字签名 |
| 低功耗 | 20微安 | 10uA深度睡眠 | 空闲模式下自动射频功率管理5uA |
三 环境搭建
因为现在乐鑫出来了 ESP-IDF 自研的物联网操作框架，所以日后的新品也正是基于此框架上二次开发的，而我前面早已经为大家带来各种环境搭建博文，入门不再难堪！
现在趋势我也是各种芯片用 Linux 环境开发， 速度真的快的一匹，也希望大家往后学习下 Linux ；下面二选一吧！
- ESP32专题分享下如何在window下使用CMake编译，编译速度提高传统 make 编译一个档次！
- 带你在Windows10平台下用自带的Linux安装 ESP8266/ESP32 环境，再无需额外安装虚拟机了。
上述环境正常搭建好了之后，就可以编译 ESP32-S2 的环境了，为什么? 因为最新SDK分支已经集成进去了 ESP32-S2 的开发代码了！
一般地，在 ESP-IDF 的 example 目录除去了与蓝牙相关的例子，都可以跑在 ESP32-S2 上！下面列下常见的几个命令！
//设置烧录的串口
export ESPPORT=COM12
//设置编译目标芯片为 esp32s2
idf.py set-target esp32s2
//编译和烧录
idf.py flash
//监听端口
idf.py monitor
四 集成 Apple HomeKit 环境
4.1 什么是 Apple HomeKit
Apple HomeKit 技术提供了一种简单、安全的方式，使用户可以通过 iPhone、iPad 或 Apple Watch 控制灯，门，恒温器等家居设备。
而乐鑫移植后的 Espressif HomeKit SDK 全面集成了全新的 Apple HomeKit 协议，是一套完整的解决方案，方便厂商快速生产出能够接入 Apple HomeKit 的产品。
这里还必须强调，本文章介绍 Espressif HomeKit SDK 接入 Apple HomeKit ，不可用于商业用途，如果违背则自行承担全部责任！ 如果要商业用途，请到官方商务申请授权！
4.2 拉取 Espressif HomeKit SDK
第1步：设置 ESP-IDF
确保已经拉取完整的 IDF ，然后需要切换到一个具体的 commit：
git checkout 012b111d6d46812a768838c87417f5e3754bc90e
第2步：设置 MbedTLS 版本
ESP-IDF当前使用 MbedTLS 2.16.x，而HomeKit ADK需要 2.18。这里维护着一个分支mbedtls-2.16.6-adk，该分支具有 2.16.6 之上的 2.18版本所需的补丁。若要切换到此，请按照下列步骤操作：
$ cd $IDF_PATH/components/mbedtls/mbedtls
$ git pull
$ git checkout -b mbedtls-2.16.6-adk origin/mbedtls-2.16.6-adk
截图：
第3步 获取esp-apple-homekit-adk
git clone --recursive https://github.com/espressif/esp-apple-homekit-adk.git
第4步 编译和烧录
您可以将esp-apple-homekit-adk与任何ESP32或ESP32-S2开发板一起使用。我们提供了一个灯泡示例供参考。编译并刷新如下：
$ cd /path/to/esp-apple-homekit-adk/examples/Lightbulb
$ export ESPPORT=/dev/tty.SLAB_USBtoUART #设置串口
$ idf.py set-target esp32s2 #设置编译目标
$ idf.py menuconfig #Example Configuration -> WiFi SSID/Password 设置家庭路由器wifi账号和密码
$ idf.py flash #烧录主程序
$ esptool.py -p $ESPPORT write_flash 0x340000 accessory_setup.bin #烧录校对码
$ idf.py monitor
五 操作演示
在iPhone / iPad 上打开 “家庭” 应用程序，然后执行以下步骤
- 点击“添加附件”。 选择“我没有密码或无法扫描”选项。
- 在附近配件列表中点击 “ Acme light ”。为“未经认证的附件”提示选择“仍然添加”选项。
- 输入11122333 作为设置代码。
- 您最终应该看到“添加了Acme灯泡”消息。
- 给一个自定义名称，分配给一个房间，根据需要创建场景即可。
扫描附近的设备：
输入 11122333，以添加设备：
添加设备OK:
设置好备注名之后，您可以对苹果手机说： Hi Siri ，关闭/打开灯；
但是在开关灯指令代码哪里处理下行动作呢？
另外，不要把我的博客作为学习标准，我的只是笔记，难有疏忽之处，如果有，请指出来，也欢迎留言哈！
- 玩转
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