自作CNCマシン・レーザーカッターについて

2017年4月25日火曜日

ESP8266：XMLHttpRequestで改良

ESP8266を使った音声認識Wifiスイッチのさらなる改良の続きです。
前回は、複数あるESP8266の一つをメインサーバとして、そこから他のESP8266へもHTTPリクエストを送る仕組みにしていましたが、今回はAjaxのXMLHttpRequestを使って、それぞれのESP8266へリクエストを送る仕組みに変更しました。
そもそも、XMLHttpRequestは同ドメイン内でしか使えないと思っていたので、前回のようなやり方になってしまったのですが、よく調べてみたらChromeやFireFoxでは異なるドメインへのリクエストも問題ないということでした。結局かなり遠回りしていましたが、クエリもサーバ同士の通信も不要で元の単純なアイデアに戻ってきた感じです。

これは↑、左側のESP8266（server A）がメインサーバとなり、ここに音声認識を含んだJavaScript、ならびにHTML+CSSファイルをアップロードしておき、ブラウザからこのIPアドレスにアクセスします。ブラウザ上では音声認識によるスイッチのON/OFF、そしてボタンでも操作できます。右側のもう一つのESP8266には、speech.html内に記述されたJavaScript（XMLHttpRequest）でON/OFFのリクエストを出します。
要は、画面遷移せずに複数あるESP8266に割り振った静的IPアドレスにリクエストを出しているだけです。一応XMLHttpRequestでリクエストを出したら、onreadystatechangeで反応の確認をとってから、画面内表示をアップデートするようにしています。以下の部分が今回のリクエストの仕方です（ほぼサンプル通りですが）。

    function request(url){
        var index = html_id.indexOf(url);
        var req_url = ip_address[index] + url;
        var xhr = new XMLHttpRequest();
        xhr.onreadystatechange = function(){
            if(xhr.readyState === 4 && xhr.status === 200){
                updateHtml();
                console.log(xhr.response);
            }
        }
        xhr.open("GET", req_url, true);
        xhr.send();
    }

それぞれのスイッチをON/OFFするにはそれに対応したURL（"/fluo_on"や"/fluo_off"など）へリクエストをすればいいのですが、画面表示上ボタンもあることから、どれがONになっていて、どれがOFFになっているか分かるようにボタンの色を変える（この場合updateHtmlという関数）必要もあります。今回のようなやり方の場合は、onreadystatechangeで確認したのちにupdateHtmlで画面表示内容を変更するので、もしリクエスト先のESP8266から返事がなければボタンを押しても色が変わらないということになります。

これ↑は、前々回クエリをつかってやりとりしていた画面です（ボタンなどに表示画面自体は今回も同じ）。URLのあとに長々とクエリをつけて異なるサーバへ表示用変数を渡す面倒なやり方になっていましたが、今回は画面表示に関してはメインサーバとのやりとりだけなので、メインサーバ内のJavaScriptの変数に記憶させているだけでクエリは不要となりました。

もうひとつの方法として、ESP8266をメインサーバとして使わず、外部にある普通のWebサーバに音声認識も含むJavaScriptならびにHTML+CSSファイルをアップロードしておき、そこをメインサーバにしてしまうというのもあります。

この場合、ESP8266には簡単なボタン操作するだけのHTMLデータ（音声認識なし、画面表示も単純）を書いておき、万が一中央のメインサーバと通信不能になっても、一応それぞれのESP8266へアクセスすればON/OFFだけはできるようにしておきます。

こんな感じ↑の臨時用ボタンくらいは表示できるようにしておく。

ESP8266にはわざわざHTMLファイルをアップロードしなくてもいいので、その分手間が省けそうです。外部サーバをメインサーバとすれば、ファイルが巨大になってもなんとかなりそうです。あるいは、ローカルで使うのであれば、Raspberry Piでサーバを立ち上げていてもいいかもしれません。

あと改良しなければいけない点は、メインサーバと再接続したときに、現状だとすべてがリセット（すべてOFF）になってしまうので、再接続の際にそれぞれのスイッチのON/OFF状態を確認するプログラムが必要という感じです。そのためには、それぞれのESP8266にON/OFF状態の変数を用意しておき、再接続の際に状態チェック用のURLにアクセスして、それぞれのESP8266からそのデータを受け取る仕組みにすればいいかなと考えています。

追記：

さらに改良：ON/OFF状態を知るためのリクエストを入れたサンプル

音声認識Wifiスイッチ/ESP8266使用（まとめ）についてはこちら。

2017年4月23日日曜日

ESP8266:WebサーバからHttpリクエスト

前回までの複数のESP8266を用いた音声認識Wifiスイッチの続きです。
複数の部屋（リビング、寝室、トイレなど）に異なるIPアドレスを割り振ったESP8266があるので、リビングの電源をON/OFFするには、リビングに設置したESP8266のIPアドレスにリクエストしていましたが、リビングから寝室の電源をON/OFFするには、寝室のIPアドレスへ画面遷移してリクエストを送るというややこしい仕組みになってました。

仕組みとしてはこんな感じで、電源をON/OFFさせたい場所のESP8266へ直接リクエストを送って、それぞれのサーバからレスポンスを受け取っていたという感じです。画面遷移しないで、AからBあるいはBからAへリクエストできないものかと、以下のようなシステムに変更してみました。

この場合は、serverAがメインサーバとなり、端末からもこのIPアドレスにアクセスして、Aの電源をON/OFFする場合は従来通りAへリクエストを送り、Bの電源をON/OFFするには、Aにリクエストを送り、Aが内部的にBへHTTPリクエストを送ることになります。
逆にBのIPアドレスへアクセスしても、同様にAに対してリクエストを送ることができるので、AであれBであれ、どちらにアクセスしようと画面遷移せずに両方の電源を制御できます。

今までは、サーバはクライアントからのリクエストを待ち、リクエストがあるときだけレスポンスするのだと思っていたので、サーバから別のURLへHTTPリクエストを送ることはできないと思っていました。しかし、サーバからも普通にHTTPリクエストできるということでした（もっと早く気づけば）。

以下がサンプルコード。今回は音声認識の部分は外しています。単にサーバAを介してサーバBを制御するという仕組みの部分だけです。

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266WebServer.h>
#include <WiFiClient.h>

#define ledPin 2

const char* ssid = "******";
const char* password = "******";
const char* reqHost = "192.168.3.13";

String webPage = "";

ESP8266WebServer server(80);

void setup(void){
  webPage="<http><head><meta charset='utf-8'><title>WIFI SWITCH</title></head><body>";
  webPage+="<div style='text-align:center; font-size:30px;'>";
  webPage+="<a href='/this_on'><button>THIS: ON</button></a><br/>";
  webPage+="<a href='/this_off'><button>THIS: OFF</button></a><br/>";
  webPage+="<a href='/other_on'><button>OTHER: ON</button></a><br/>";
  webPage+="<a href='/other_off'><button>OTHER: OFF</button></a><br/>";
  webPage+="</div></body></html>";
  
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  
  Serial.begin(115200); 
  delay(500);
  WiFi.begin(ssid, password);
  Serial.println("");

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(5000);
    Serial.print(".");
  }
  WiFi.config(IPAddress(192,168,3,12),IPAddress(192,168,3,1),IPAddress(255,255,255,0));

  Serial.println("");
  Serial.print("Connected to ");
  Serial.println(ssid);
  Serial.print("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
    
  server.on("/", [](){
    server.send(200, "text/html", webPage);
  });
  
  server.on("/this_on", [](){
    server.send(200, "text/html", webPage);
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    delay(1000);
  });
  
  server.on("/this_off", [](){
    server.send(200, "text/html", webPage);
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    delay(1000); 
  });
  
  server.on("/other_on", [](){
    server.send(200, "text/html", webPage);
    http_request(reqHost,"/this_on");
    delay(1000);
  });
  
  server.on("/other_off", [](){
    server.send(200, "text/html", webPage);
    http_request(reqHost,"/this_off");
    delay(1000); 
  });

  server.begin();
  Serial.println("HTTP server started"); 
}

void http_request(const char* host, String url){
  //host="192.168.3.13";
  //url="/this_on";
  WiFiClient client;
  const int httpPort = 80;
  if (!client.connect(host, httpPort)) {
    Serial.println("connection failed");
    return;
  }
  client.print(String("GET ") + url + " HTTP/1.1\r\n" +
               "Host: " + host + "\r\n" + 
               "Connection: close\r\n\r\n");
  unsigned long timeout = millis();
  while (client.available() == 0) {
    if (millis() - timeout > 5000) {
      Serial.println("Client Timeout!");
      client.stop();
      return;
    }
  }
}

void loop(void){
  server.handleClient();
}

ということで、http_request()という関数をつくり、他のIPアドレスのボタンを押したら、レスポンスとしてHTMLデータ（webPage:ボタン画面）を返しつつ、リクエストをもう一方のESP8266へ送るということにしました。setup()内にある以下の部分です。

  server.on("/other_on", [](){
    server.send(200, "text/html", webPage);
    http_request(reqHost,"/this_on");
    delay(1000);
  });
  
  server.on("/other_off", [](){
    server.send(200, "text/html", webPage);
    http_request(reqHost,"/this_off");
    delay(1000); 
  });

少しずつ曖昧な部分の理解が深まってきたので、徐々にまともなシステムになりつつあります。
Raspberry Pi上にNode-REDで全体を管理するサーバを立ち上げようと思いましたが、今回のやり方で大丈夫そうなので、Node-REDやMQTTなどは使わずいけそうです。
電気的な制御は単純なON/OFFですが、Wifiが絡んでくると、サーバだとかクライアントだとか、通信の仕組みで手間がかかります。ということで、またもやRaspberry Pi（サーバ利用）は不要となってしまいました。もっと複雑なことをしない限り、しばらくは中枢的なサーバはいらなさそうです。
このシステムは近々完成させて、次は再度IPカメラに戻りたいと思います。

追記：
改良案はこちら（XMLHttpRequestを使ったサンプル）
音声認識Wifiスイッチ/ESP8266使用（まとめ）についてはこちら。

2017年4月22日土曜日

久しぶりのRaspberry Pi3: PIXELとかNode-REDとか

最近はESP8266やESP32を扱っていたので、サーバ用Raspberry Piを使ってみようかと。
しばらくアップデートなどしていなかったのですが、どうやら今はPIXELというのに変わっていて、ブラウザもChromiumが標準となっているようだったので、Web Speech APIを使うにはちょうどいいかなと。
ということで、PIXELにアップデートしてみました。

また最初から設定し直しなので、いちいちターミナルで手入力なのかと思いきや、PIXELに変えてみるともはや普通のOSという感じで、ほとんどの設定がGUIで可能でした。
Bluetoothのペアリングなども、Bluetoothアイコンからすぐに設定できるので、ほぼMacと同じような感じの使い勝手で設定などはスムースに進みました。

Raspberry Piはモニタ、マウス、キーボードなどつなげると配線だらけになってしまうので、少し前にBluetoothのタッチパッドつき小型キーボードにしてしまいました。

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サイズ、23x15x0.6cm。充電はミニUSBで。
たぶん、これと同じものを、楽天ポイントがあったので楽天で購入。

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Raspberry Piとは簡単に接続でき（再接続も一発）、日本語（青Fn+Qで切り替え）も対応しているので問題なく使えます。タッチパッドの部分もスワイプ可能、押すとクリックも可能、タップでクリックも可能。安いわりになかなか高性能です。厚さ6mmなのでかなり薄いし、その分軽いので持ち運びにもいいかもしれません。思った以上につくりは雑ではないです。

キーボードだけのものにしようかと思いましたが、Raspberry Piにはマウスは繋がないで、これひとつで済ませようとタッチパッドつきにしてしまいました（とは言っても、画面自体がタッチパネルだったので、もはやタッチパッドもマウスもどちらも必要なかった）。

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同じ大きさで同じ解像度のモニターを使っていますが、最近だとこのタイプがよさそうです。
裏に直接Raspberry Piを差し込めるピンと専用のHDMIプラグもついているようです。

AliExpress.com Product - Elecrow HDMI Connector for 5 inch HDMI Raspberry Pi Screen Dispaly DIY HDMI Connector Kit　113円（送料無料）この180度折り返しのHDMIプラグを探していたのですが、単品だとここで売っているようです。

この折り返しのプラグがないため、現在は以下のようなアダプタなどで接続。

モニターにアクリル板を取り付け、ケーブル類もコネクターを複数つないで、できるだけコンパクトにしようと試みましたが、現状はこんな感じ。これにさらに電源用USB、マウス、キーボード、その他のUSBなどがつながるとケーブル類はごちゃごちゃになってしまいます。できるだけBluetoothなどでつないだほうがすっきりするし、その他のデバイスもUSB接続できます。

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モニターとは、この360度どちらにも折り曲げ可能で、しかも首振りも180度回転可能なHDMIアダプタでなんとかつないでいます。

AliExpress.com Product - LVSUN 5V 3A 9V 12V Universal Qucik Charger 2.0 Portable Travel AC Adapter USB Wall Charger EU UK US Plug for Mobile Phone Tablet1212円（送料込み）
Raspberry Pi3用の電源は2.5A以上が推奨となっているため、以前こんな感じの5V3A出力のUSB電源を購入しました（当時850円くらい）。

実際Raspberry Piに電源を入れてどのくらいの電流が流れているか調べてみると、

何もしていないと1A前後で、ブラウザを使用すると1.2A前後になります。
たぶん、特別なことをしないかぎり2.5Aにはならないと思うので、2.1Aのモバイルバッテリーを試してみると大丈夫でした。以下。

モバイルバッテリーはAliExpressだとなぜか高いので以前Amazonで購入したもの。10000mAhで1.0Aと2.1A出力のもの（現在のタイプは2.4Aに改良されたみたいです）。Raspberry Pi3は消費電力が高いので、持ち運びのバッテリーを用意するのが難しいのですが、この2.4A（2.1Aでもぎりぎり大丈夫）であれば、わざわざAC100Vにつながなくてもよさそうです。

2.1Aでも大丈夫ということなら、以下のAliExpressで売っている安いUSB電源（115円）ではどうか？

こんな感じの小型なタイプなのに、1.0Aと2.1A、合計で3.1A使えるらしい。以下。

AliExpress.com Product - HOT SALE 5V 1.0A 2.1AHome Travel Dual Port AC USB Wall Charger US Plug for iPhones for smart phones ideal for travel115円（送料無料）。
安いので買ってみましたが、Raspberry Pi3で試してみると、

起動中に5V以下になってしまい無理っぽい。これはAliExpressにありがちなスペック詐欺の商品かもしれません。この手の小型タイプは、せいぜい1Aが限度なはず。内部の保護回路など外して無理やり2.1Aとか言っているのかも。まあ、115円だから仕方ないという感じ（というか、そもそもESP8266用にAC100VからDC5Vをとるための降圧回路が欲しかったので分解用に買ったものです）。

ちなみに、このUSBテスターは3.3〜33V、0〜5A。165Wまで計測できるようです。

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USBプラグ/ソケットがついているワニ口クリップをつなげると、以下のような使い方もできるようです。

AliExpress.com Product - USB Crocodile wire Alligator clips Male/female to USB tester Detector voltage meter ammeter capacity power meter monitor, etc　167円（送料込み）

という感じで、あいかわらずAliExpressでつい買ってしまいます。

Raspberry Piに話はもどりますが、PIXELにしてから、Chromiumが使えるのとすでにNode-REDが入っているので便利そうです。

IoTにはよく出てくるNode-Redですが、これをRaspberry Piで立ち上げておけばいろいろできそうです。また覚えなければいけないことが増えますが、音声認識による部屋の電源のON/OFF制御に使えそうです。
ノードと線をつないで、フローチャートのようなシステムを組んでいくタイプで、一見簡単そうに組めそうですが、ある程度全体像が見えて、それぞれのノードの役割も理解していないと難しそうです。
これとは別に一旦システムを組んだものを、Node-REDに置き換えるというのなら、やりやすいのかもしれません。

それから、Raspberry Pi Zero Wですが、日本仕様はもう少しで発売といいながらなかなか発売しない。発売開始しても、おそらくすぐに完売で、しばらくは入手困難になるはず。
ESP32でもいいのですが、同じような値段であればRaspberry Pi Zero Wのほうが様々なインターフェースを持ち合わせているので便利なはず。
ESP32のほうもたまにやってみてはいるのですが、いまだにSPIFFSを使っての外部ファイル読み込みが難しい。どうやらESP8266とは仕組みが違うようで、かなり面倒な感じ。SDカードを使うサンプルはあるので、外部ファイル読み込みなら今のところそれを使うという感じでしょうか。
ESP32に、Micro PythonやJavaScriptで動かすEspduinoやDuktapeをのせてしまったほうがいいのかもしれないけれども、まだ保留中。おそらくNode.jsを使うことになるので、JavaScriptで統一してしまったほうがよさそう。
しかし、Raspberry Pi Zero Wが発売になってしまうと、少し事態は変わって、ちょっとしたものはESP8266でやって、メモリが必要そうなものは、ESP32を使うというよりも、Raspberry Pi Zero Wでやるという感じになるのかもしれません。そうなるとArduino Unoレベルのマイコンは出番がないかもしれません。

2017年4月17日月曜日

ESP8266ファイルシステム：SPIFFSについて

ESP8266にHTMLファイルなどの外部ファイルを添付する際に、SPIFFSを使いますが、いまいちよくわからない部分もあったので、覚書として書いておきます。Arduino IDEでのやり方です。

Toolのインストール（下準備）：
基本はこのESP8266のGitに書いてあるので、ここを見ればだいたい分かるはず。
まず、アップロードTool「esp8266fs.jar」をダウンロード（こちらのサイトのここから）。
現在のバージョンは0.3.0のようです。
ダウンロードした「ESP8266FS-0.3.0.zip」を解凍。
Macならアプリケーション>Arduinoを右クリックで「パッケージの内容を表示」。
Arduino>Contents>Java>tools>ESP8266FS>tool>esp8266fs.jar
となるような場所にファイルもしくはフォルダごと移動し、Arduino IDEを再起動で準備OK。

外部ファイルのアップロード：
Arduino IDEのメインのソースとなるinoファイルに添付したい外部ファイル（HTMLファイルなど）を取り込みます。

「ファイルを追加...」で任意の場所から外部ファイルを選択（今回はデスクトップ上にあるindex.htmlを選択）。

外部ファイルを追加したら、「スケッチのフォルダを表示」で中身確認。

こんな感じ↑で、メインのinoファイルと同じディレクトリにdataフォルダが自動的に作成されており、その中に追加した外部ファイル（この場合index.html）が入っていることを確認できます。

つぎに、先ほどのツールを使って外部ファイルだけ（この場合index.htmlファイルだけ）をESP8266へ先にアップロードしておきます。

Arduino IDEのコンソール画面には、こんな感じでアップロード状況が表示されます。
3%くらいずつアップロードしているようで、かなり時間かかります。

この段階では、まだ外部ファイルだけのアップロードなので、メインのinoファイルに書かれたプログラムはアップロードされていないないはず。

最初に外部ファイルだけアップロードするときにこのような画面が出てきて、ファイルsizeなどが表示されています。この場合3052なので、約3kバイトという感じでしょうか。実際のindex.htmlを「情報を見る」で見てみると、8765バイトあるのですが、この差についてはよくわかりません。

メインのプログラムに外部ファイル読み込みコマンドを追加：
外部ファイルを読み込むためのプログラムを追加しておきます。
ESP8266では、Webサーバの表示用HTMLデータを用いることがよくあります。HTMLデータを読み込んだのちにString変数に入れておき、それをクライアント側に送信ということになります。
以下はinoファイルの冒頭部分です。

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266WebServer.h>
#include <ESP8266mDNS.h>
#include <WiFiClient.h>
#include "FS.h"

#define ledPin 13
#define relayPin 2

MDNSResponder mdns;

const char* ssid = "*****";
const char* password = "*****";
String webPage = "";
ESP8266WebServer server(80);

void setup(void){
  SPIFFS.begin();
  File f = SPIFFS.open("/index.html", "r");
  if (!f) {
    Serial.println("file open failed");
  }else{
    webPage = f.readString();
    f.close();
  }

最初のほうで、
#include "FS.h"
を呼んでおき、
setup()内で、

 SPIFFS.begin();
  File f = SPIFFS.open("/index.html", "r");
  if (!f) {
    Serial.println("file open failed");
  }else{
    webPage = f.readString();
    f.close();
  }

と書いて、index.htmlを読み込みつつ、String変数のwebPageに入れてしまいます。
Arduino IDEでのディレクトリは、data/index.htmlでしたが、ESP8266内では/index.htmlで読み込めます。
あとはこのままメインのプログラムと一緒に「マイコンボードに書き込む」でアップロードすればOK。

外部ファイルの確認や消去方法：
外部ファイルがアップロードされているのかどうかなど確認するには、SPIFFSのGitに詳しく書かれているので参考にするといいと思いますが、実際確認してみるプログラムを書いてみました。

#include "FS.h"

int val;
String filename;

void setup(){
  Serial.begin(115200);
  SPIFFS.begin();
}

void loop(){
  if(Serial.available()>0){
    val=Serial.read();
    if(val=='a'){//ファイル名やサイズの確認
      Dir dir = SPIFFS.openDir("/");
      while (dir.next()) {
        filename=dir.fileName();
        Serial.println("File Name: "+dir.fileName());
        File f = dir.openFile("r");
        Serial.println(f.size());
      }
      Serial.println("---a end");
      Serial.println("");
    }else if(val=='b'){//ファイルが存在するかどうか？
      if(SPIFFS.exists(filename)){
        Serial.println("File exists");
      }else{
        Serial.println("not exists");
      }
      Serial.println("---b end");
      Serial.println("");
    }else if(val=='c'){//ファイル削除
      SPIFFS.remove(filename);
      Serial.println("File removed");
      Serial.println("---c end");
      Serial.println("");
    }
  }
}

外部ファイルをアップロードしたESP8266に、このプログラムをアップロードします。この場合、inoファイルに書かれているプログラムはこれだけなので、もうすでに何らかのプログラムが書き込まれている場合は上書きされてしまうため要注意。
シリアルモニタを開いて、
a を入力でファイル名、サイズ（---a endで終了）
b を入力でそのファイルが存在するかどうか？（---b endで終了）
c を入力でそのファイルを削除（---c endで終了）
という感じです。
特にaはサンプルとほぼ同じですが、　while(dir.next())があるため、複数ファイル（html、css、jsファイルなど）あるならば、順次複数出力するのだと思います。

以下がシリアルモニタの出力結果の画面。

最初に、aでファイル名（ディレクトリも含め）、8765バイト（Macのファイルの「情報を見る」と同じ結果）。
次に、bで/index.htmlファイルが存在するかどうか？File existsで存在確認。
そして、cで/index.htmlファイルを削除。File removedで消去済み。
ファイル削除後、bで/index.htmlファイルの存在の再確認。もちろんnot existsで不在確認。
ちなみに、aを入力すると特に返答なし（ファイルがないため）。

たまに、複数あるESP8266にどの外部ファイルがアップロードされているか（あるいはアップロードされていないか）忘れてしまうときがあります。そのようなときには、内容確認としてこのようなことができれば便利かと。
さらに、ファイルの中身まで確認したいというなら、
File f=SPIFFS.open("/index.html","r");
String contents=f.readString();
Serial.println(contents);
などとすればいいのかもしれません。

2017年4月16日日曜日

IoTその６：音声認識+ESP8266（改良中）

以前から続いている音声認識によるESP8266制御についてです。いろいろと音声認識のAPIやデバイス、そしてサーバの立ち上げ方や外部クラウドの利用の仕方など試してみましたが、結局のところWeb Speech APIを使い、スマホ、タブレット、ノートパソコンあるいはRaspberry Pi上のブラウザ（Chrome）で、複数あるESP8266をWebサーバとして通信させることにしました。

SnowboyやVoice Recognition Module VR3.1も認識力は良かったのですが、事前に録音させた自分の声を元に認識させる仕組みであり、しかもあまり長い言葉をしゃべることができないし、正規表現も使うことができないため、やはりWeb Speech APIになってしまったという感じです。

改良点：
やりたいことは、リビング、寝室、トイレなどに設置したESP8266で電源のスイッチをオンオフすることです。問題となっていたのは、複数の異なるIPアドレスを与えたWebサーバ同士をどうやってつなげるかということです。今回は、ブラウザからそれぞれのIPアドレスへリクエストを送る際に、今の状況（どれがオンでどれがオフになっているかなど）をアドレスの最後にクエリをつけて変数を渡してあげるという方法でなんとか解決できました。
音声認識のほうについては、前回のようにWeb Speech APIと正規表現によって、かなり柔軟に認識してくれるのでいいのですが、それよりもHTMLとJavaScriptによる変数の受け渡し方に時間がかかりました。
追記：
その後の改良案では、今回の方法（以下の方法）は使わず、直接AjaxのXMLHttpRequestを使う方法で解決できました。

3つのWeb Server間の変数渡し：
蛍光灯のON/OFFはIPアドレス192.168.3.12のESP8266
寝室とエアコンは192.168.3.13のESP8266
トイレは192.168.3.14のESP8266
という感じで、同じ画面でも3つ異なる送信先があります。
以下の状態だと、蛍光灯をONしたので、192.168.3.12にアクセスしているところです。つぎにエアコンをONにする場合は、192.168.3.13/air_on.htmlへ移動するということになります。エアコンONした瞬間、通常なら移動先では今の情報（蛍光灯がONになっているなど）を知らないので初期状態の画面（蛍光灯が画面表示上OFFになってしまう）になってしまいますが、移動の際にクエリを渡すので、移動先でもこの画面を再現できるというわけです。

操作画面：
以下が今回の操作画面です。というか、音声認識なので、あまり画面は重要ではないのですが、一応下半分には、それぞれのオンオフが可能なボタンがついています。
アドレスの.html?以下にクエリとして、各ボタンのオンオフ状態、そして音声のテキスト内容が後続して並んでいます。

クエリとして日本語文字列はエンコードしないといけないみたいですが、なぜか上のアドレスバーにはそのままエンコードされずに日本語が出ています。その後、HTMLで表示する際にもデコードしなおす必要があるようです。

追加するクエリの仕組み：
クエリ追加の仕組みは簡単で、それぞれのアドレス「〜.html?」以下に

1,0,0,1,0,1,0,1,COMの言葉,YOUの言葉

という感じで「,」で区切った10個の変数値が並んでいます。通常のクエリは、key=valueという組み合わせになり、JavaScript内でも連想配列で[key:value...]となりますが、面倒なのでkey（文字列）だけにしてあります。
本来なら、
〜.html?fluo=1&bed=0&aircon=0&wc=0&com=1234&you=5678
などとなるのかもしれませんが、今回は独自の勝手なやり方で。

ESP8266のほうでは、/fluo_onや/fluo_offのようなアドレスのリクエストがあった場合、対応するPINのオンオフ制御をしつつ、表示用HTML（CSS+JavaScript）が返されます。異なるアドレス（異なるスイッチ）に移動する際に、移動先アドレスのあとに?と上記変数を追加して、JavaScriptのwindow.location.hrefでURL移動しているだけです。
以前は、ESP8266に書き込んだHTMLの一部をArduino言語の変数に置き換えていたのですが、それだとHTMLやJavaScript内にある変数があるたびに、いちいち区切って書き込まなければならないので、今回のようなSPIFFSを使って一気にファイルをアップロードする際には不都合となってしまいます。

画面遷移時にやや問題：
リビング、寝室、トイレと場所が分かれているので、それぞれ異なるIPアドレスへアクセスすることになります。そのためブラウザの画面上では、見た目同じでもIPアドレス192.168.3.12から192.168.3.13へリクエストしたときに画面遷移しなければいけないので、画面の再読み込みが発生して一瞬チラついてしまいます。この辺はAjaxやAngularJSを使うと解決できるのかもしれませんが、Web技術にそれほど詳しいわけでもないので、今回はそこまではできていません。それでも結果的にはESP8266の技術というよりも、利用状況を表示させるHTMLとJavaScriptのほうが難しかったです。

その他のやり方：
当初は、PythonのFlask、あるいはNode.jsなどでサーバを立ち上げておいて、そのサーバが中枢的な役割を果たし、末端にいる複数のESP8266を管理するというイメージもありましたが、そのためにはリアルタイムの送受信であったり、WebSocketを使う方法などいろいろあるようで、そこまで大げさなことをすることもないかなと。

本題である音声認識の仕方や電源のオンオフのさせ方よりも、現在しゃべった言葉やスイッチのオンオフ状況の情報が画面遷移したあとでも保持されて表示されるという部分をどう処理するかで悩みました。どうやら、同じドメイン内ならAjaxで変化させることができますが、異なるドメイン間になると難しいようで、このへんは割り切るしかありません。pjaxやAngularJsなら可能なのかもしれませんが、そこまで詳しくないので、これもそのうち。それにしても、今回はかなり迂回しましたが、そのおかげでいろいろ勉強になったというか、たかだかWifiによるワイヤレススイッチなのに、Flask、Node.js、Node-RED、MQTTのようなサーバ関係やAjaxなどのJavaScriptの様々なスキルなどWeb技術ばかりでした。

SPIFFSでアップロード（やり方はページ下の方にあります）：
ほぼシステムは出来上がりましたが、ESP8266の設置などはまだです。
今回のソースは以下です。CSSもあるので、かなり長くなりましたが、ESP8266にはSPIFFSを使って別にアップロードしたので大丈夫でした。
今回Speech to Textは使っていますが、Text to Speechは使っていないので音はでません。画面の文字だけです。重くなってしまうかもという懸念とたまに自分でしゃべった音に反応することがあったり、エラーにもなりかねないので外してしまいました。つまらなそうなら、また音声つきに戻そうかとも思っています。

<!DOCTYPE html>
<html lang="ja">
<head>
    <meta charset="utf-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Web Speech API</title>
</head>
<body id="bg">
<div class="title" id="status">[音声認識開始]</div>
<div class="api"><p id="api">COM: 音声入力して下さい</p></div>
<div class="you"><p id="you">YOU: (認識された音声)</p></div>
<div class="btn" id="fluo_on" onclick="buttonClick('fluo_on')">蛍光灯: ON</div>
<div class="btn" id="fluo_off" onclick="buttonClick('fluo_off')">蛍光灯: OFF</div>
<div class="btn" id="bed_on" onclick="buttonClick('bed_on')">寝室: ON</div>
<div class="btn" id="bed_off" onclick="buttonClick('bed_off')">寝室: OFF</div>
<div class="btn" id="air_on" onclick="buttonClick('air_on')">エアコン: ON</div>
<div class="btn" id="air_off" onclick="buttonClick('air_off')">エアコン: OFF</div>
<div class="btn" id="wc_on" onclick="buttonClick('wc_on')">トイレ: ON</div>
<div class="btn" id="wc_off" onclick="buttonClick('wc_off')">トイレ: OFF</div>

<style type="text/css">
    body{
        text-align:center;
        font-family: 'Helvetica',sans-serif;
        color:#fff;
        margin:0px;
        padding:0px;
        background-color:#fff;
    }
    .title{
        width:100%;
        background-color:#fa8;
        margin:0px;
        padding:2% 0% 2% 0;
    }
    .api{
        text-align: left;
        width:96%;
        background-color:#e75;
        padding:2%;
        margin:1% 0 0 0;
    }
    .you{
        text-align: left;
        width:96%;
        background-color:#d66;
        padding:2%;
        margin:1% 0 0 0;
    }
    .btn{
        float:left;
        background-color:#aaa;
        padding:3% 0px;
        margin:1% 1% 0 1%;
        width:48%;
    }
    .btn:hover{
        opacity: 0.8;
        cursor: pointer;
    }

</style>
<script type="text/javascript">
    var flag_speech = 0;
    var youAns=[/^(?!.*(オフ|ない)).*(?=蛍光灯).*(?=(オン|on|音|つけて)).*$/,
                /^(?!.*(オン|ない)).*(?=蛍光灯).*(?=(オフ|off|切|消)).*$/,
                /^(?!.*(オフ|ない)).*(?=寝室).*(?=(オン|on|音|つけて)).*$/,
                /^(?!.*(オン|ない)).*(?=寝室).*(?=(オフ|off|切|消)).*$/,
                /^(?!.*(オフ|ない)).*(?=エアコン).*(?=(オン|on|音|つけて)).*$/,
                /^(?!.*(オン|ない)).*(?=エアコン).*(?=(オフ|off|切|消)).*$/,
                /^(?!.*(オフ|ない)).*(?=トイレ).*(?=(オン|on|音|つけて)).*$/,
                /^(?!.*(オン|ない)).*(?=トイレ).*(?=(オフ|off|切|消)).*$/];

    var apiAns=["はい、蛍光灯をオンにしました",
                "はい、蛍光灯をオフにしました",
                "はい、寝室をオンにしました",
                "はい、寝室をオフにしました",
                "はい、エアコンをオンにしました",
                "はい、エアコンをオフにしました",
                "はい、トイレをオンにしました",
                "はい、トイレをオフにしました"];
    
    var url_to=["fluo_on",
                "fluo_off",
                "bed_on",
                "bed_off",
                "air_on",
                "air_off",
                "wc_on",
                "wc_off"];

    var ipAddress=["http://192.168.3.12/",
                   "http://192.168.3.13/",
                   "http://192.168.3.14/"];

    var url_val=[];

    function setQuery(){
        if(window.location.search.length<1){
            for(var i=0;i<url_to.length;i++){
                if(i%2==0){
                    url_val[i]="0";
                    document.getElementById(url_to[i]).style.backgroundColor = '#aaa';
                }else{
                    url_val[i]="1";
                    document.getElementById(url_to[i]).style.backgroundColor = '#c2b'; 
                };     
            };
            url_val[url_to.length]="COM: 音声入力して下さい";
            url_val[url_to.length+1]="YOU: 認識された音声";
            document.getElementById("api").innerHTML=url_val[url_to.length];
            document.getElementById("you").innerHTML=url_val[url_to.length+1];
        }else{
            var s=window.location.search.slice(1);
            url_val=s.split(",");
            for(var i=0;i<url_to.length;i++){
                if(url_val[i]=="0"){
                    document.getElementById(url_to[i]).style.backgroundColor = '#aaa';
                }else if(url_val[i]=="1"){
                    document.getElementById(url_to[i]).style.backgroundColor = '#c2b';
                };
            };
            document.getElementById("api").innerHTML=decodeURI(url_val[url_to.length]);
            document.getElementById("you").innerHTML=decodeURI(url_val[url_to.length+1]);
        };
    };

    function buttonClick(id){
        var idx=url_to.indexOf(id);
        url_val[idx]="1";
        url_val[url_to.length]="COM: "+apiAns[idx];
        url_val[url_to.length+1]="YOU: ボタンで"+apiAns[idx].slice(3);
        if(idx%2==0){
            url_val[idx+1]="0";
        }else{                 
            url_val[idx-1]="0";
        }
        var ip="";
        if(idx==0||idx==1){
            ip=ipAddress[0];
        }else if(idx<=2 && idx<=5){
            ip=ipAddress[1];
        }else{
            ip=ipAddress[2];
        }
        window.location.href = ip+id+".html?"+url_val;
    };

    function delay_ms( ms ){
        var start = new Date();
        while( new Date() - start < ms );
    };
    
    function vr_function() {
        window.SpeechRecognition = window.SpeechRecognition || webkitSpeechRecognition;
        var rec = new webkitSpeechRecognition();
        rec.lang = 'ja-JP';
        rec.interimResults = false;
        rec.continuous = true;

        rec.onstart = function() {
            document.getElementById('status').innerHTML = "[　認識中　]";
        };
        rec.onerror = function() {
            document.getElementById('status').innerHTML = "[　エラー　]";
            if(flag_speech == 0){
                vr_function();
            };
        };
        rec.onsoundend = function() {
            document.getElementById('status').innerHTML = "[　停止中　]";
            vr_function();
        };

        rec.onresult = function(event) {
            var results = event.results;
            var youSaid = "";
            var apiSaid = "";
            var apiHtml = document.getElementById("api");
            var youHtml = document.getElementById("you");
            var bgcolor = document.getElementById("bg");
            for (var i = event.resultIndex; i < results.length; i++) {
                if (results[i].isFinal){
                    youSaid = results[i][0].transcript;
                    for(var j=0;j<youAns.length;j++){
                        if(youSaid.match(youAns[j])){
                            apiHtml.innerHTML ="COM:"+apiAns[j];
                            youHtml.innerHTML ="YOU:"+youSaid;
                            if(j%2==0){
                                url_val[j]="1";
                                url_val[j+1]="0";
                            }else{   
                                url_val[j-1]="0";
                                url_val[j]="1";
                            };
                            url_val[youAns.length]=encodeURI("COM: "+apiAns[j]);
                            url_val[youAns.length+1]=encodeURI("YOU: "+youSaid);
                            var ip="";
                            if(j==0||j==1){
                                ip=ipAddress[0];
                            }else if(j>=2 && j<=5){
                                ip=ipAddress[1];
                            }else{
                                ip=ipAddress[2];
                            }
                            window.location.href = ip+url_to[j]+".html?"+url_val;
                        }else{
                            apiHtml.innerHTML ="COM: 音声入力をどうぞ";
                            youHtml.innerHTML ="YOU: "+youSaid;
                            bgcolor.style.backgroundColor = '#fc9';
                        };
                    };
                    vr_function();                       
                }else{
                    document.getElementById('you').innerHTML = "[解析中]:" + results[i][0].transcript;
                    flag_speech = 1;
                };
            };
        };
        flag_speech = 0;
        document.getElementById('status').innerHTML = "[　起動中　]";
        rec.start();
    };

    window.onload = function() {
        setQuery();
        vr_function();
    };
</script> 
</body>
</html>

なお、Web Speech APIの途切れない利用法については、以下を参考にいたしました。
http://jellyware.jp/kurage/iot/webspeechapi.html

そして以下がESP8266のソース：

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266WebServer.h>
#include <ESP8266mDNS.h>
#include <WiFiClient.h>
#include "FS.h"

#define ledPin 13
#define relayPin 2

MDNSResponder mdns;

const char* ssid = "*****";
const char* password = "*****";
String webPage = "";
ESP8266WebServer server(80);

void setup(void){
  SPIFFS.begin();
  File f = SPIFFS.open("/index.html", "r");
  if (!f) {
    Serial.println("file open failed");
  }else{
    webPage = f.readString();
    f.close();
  }

  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(relayPin, OUTPUT);
  
  Serial.begin(115200); 
  delay(500);
  WiFi.begin(ssid, password);
  Serial.println("");

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(5000);
    Serial.print(".");
  }
  WiFi.config(IPAddress(192,168,3,12),IPAddress(192,168,3,1),IPAddress(255,255,255,0));

  Serial.println("");
  Serial.print("Connected to ");
  Serial.println(ssid);
  Serial.print("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  
  if (mdns.begin("studio", WiFi.localIP())) {
    Serial.println("MDNS responder started");
  }
    
  server.on("/", [](){
    server.send(200, "text/html", webPage);
  });
  server.on("/index.html", [](){
    server.send(200, "text/html", webPage);
  });
  server.on("/fluo_on.html", [](){
    server.send(200, "text/html", webPage);
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    digitalWrite(relayPin, HIGH);
    delay(1000);
  });
  server.on("/fluo_off.html", [](){
    server.send(200, "text/html", webPage);
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    digitalWrite(relayPin, LOW);
    delay(1000); 
  });

  server.begin();
  Serial.println("HTTP server started"); 
}
 
void loop(void){
  server.handleClient();
}

これは、一台のESP8266のソースで、このほかIPアドレスの異なる（対応するスイッチも異なる）ESP8266へは、多少内容を変更して書き直します。
基本的には、

server.on("/air_on.html,[](){...}

などと対応するスイッチに応じて変更するだけです。ほぼサンプルのままです。

SPIFFSによる外部ファイル（HTMLファイル）の読み込み：
まず、こちらのサイトなどを参考にToolをダウンロードしてインストールしておきます。
Macであれば、アプリケーション>Arduinoを右クリックで「パッケージの内容を表示」。
Contents>Java>tools>ESP8266>tool>esp8266fs.jar
の位置にダウンロード&解凍したesp8266fs.jarを入れておき、Arduino IDEを再起動でOK。

用意したindex.htmlを「ファイルを追加...」でスケッチ内に取り入れます。
ファイル選択画面でデスクトップなどにあるindex.htmlファイルを選択。
取り込んだら、以下で確認します。

そうすると、

このようにメインのソースとなるinoファイルと同じディレクトリにdataフォルダが出来上がり、その中にindex.htmlが取り込まれているのがわかります。
つぎに、

「ESP8266 Sketch Data Upload」を使ってindex.htmlをESP8266のメモリ内にアップロードします。2~3%ずつゆっくりとアップロードしていくので、かなり時間がかかります（3~5分）。
アップロード後、従来通りinoファイルをESP8266にアップロードして終了。

プログラム内でのindex.htmlの読み込み：
index.htmlの内容を読み込むために、setup()内で、

 SPIFFS.begin();
  File f = SPIFFS.open("/index.html", "r");
  if (!f) {
    Serial.println("file open failed");
  }else{
    webPage = f.readString();
    f.close();
  }

を使って読み込んでいます。f.readString()でString変数に代入して終了。
同様のやり方で複数のファイルも読み込むことができるらしいです。
しかし疑問に思ったのは、こうやって別々にアップロードされた外部ファイルは、アップロードするたびに上書きされてしまうのか？それとも残ったままになっているの？この辺はよくわからない。たぶん、上書き保存だと思うのだけれども。

追記：
外部ファイルのアップロード確認については、こちらに書いておきました。
続きの改良案はこちら。

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