Arduino, ESP8266 Lua, Raspberry Pi 2 && OpenHab. Умный дом: азы управления.

11.4.2. Проведем ряд злодейств над OpenHAB.
Создадим item:

Код (Java):

Switch Dacha_OutLights "Отдельно стоящий столб" {mqtt=">[mosquitto:/myhome/outlights/command:command:on:ON],>[mosquitto:/myhome/outlights/command:command:off:OFF],<[mosquitto:/myhome/outlights/state:state:default]"}

Вставим item куда-нибудь в sitemap:

Код (Text):

Switch item=Dacha_OutLights

Перезагрузим OpenHAB командой:

Код (Text):

service openhab restart

А теперь, путем точного попадания мышкой в возникший переключатель, наблюдаем как весело мигают светодиоды.
Изначально, после загрузки ESP8266, оба диода должны светиться, после первого нажатия они должны включаться попеременно.

Кстати, перед вами готовый интернет-переключатель - замените светодиоды на реле. И можно было бы не городить весь огород, а выкинуть старую систему управления.
... но как-то привычно. И опять же, постоянно валящийся на подоконнике брелок стал просто частью интерьера.

 

11.4.3 Скетч в Ардуино Про Мини будет выглядеть так:
Программировать Ардуино отсоединенной от ESP8266!

Код (C):

#include <RCSwitch.h>

bool sentOn = false;  // Замочки, чтобы не отсылать сигналы постоянно
bool sentOff = false;

#define ABOUT_ON 11 // На 11 и 12 ноге прием сигналов от ESP8266
#define ABOUT_OFF 12

#define ON_COMMAND 5592332 // Это коды на включение и выключение
#define OFF_COMMAND 5592323


RCSwitch mySwitch = RCSwitch(); // Инициируем то что требут библиотека

void setup() {
    // Serial.begin(9600);
    mySwitch.enableTransmit(10); // На 10 ноге передатчик
    pinMode(ABOUT_ON, INPUT);    // На 11 и 12 - связь с ESP8266
    pinMode(ABOUT_OFF, INPUT);
}

void loop() {

  if (!digitalRead(ABOUT_ON) && !sentOn) { // Читаем ногу и проверяем сигнал на отправку, если не отправляли
        sentOn = true;    // Указываем что все поняли
        sentOff = false;    // Сбрасываем флаг противоположной операции
        mySwitch.send(ON_COMMAND, 24);    // Дважды, для надежности
        delay(1000);                    // Отправляем команду
        mySwitch.send(ON_COMMAND, 24);
      // Serial.println("Sent SwitchON");
    }

    if (!digitalRead(ABOUT_OFF) && !sentOff) {
        sentOn = false;
        sentOff = true;
        mySwitch.send(ABOUT_OFF , 24);
        delay(1000);
        mySwitch.send(ABOUT_OFF , 24);
        // Serial.println("Sent SwitchOff");
    }
}
 

Соединяем все, как указано здесь: http://forum.amperka.ru/threads/esp8266-raspberry-pi-2-openhab-Умный-дом-азы-управления.5043/page-2#post-43351
Однако, щелкать выключателем через интернет - не слишком комильфо. Продолжим автоматизацию...

 

11.4.4. Продолжим автоматизацию, с целью зажечь фонарь после заход солнца, а выключить его в определенное время. Например в 0:30, когда трезвый уже ложишься спать, а под мухой - и в темноте преграды не страшны
Создадим два item:

Код (Java):

Switch     Sunset_Event   "Включить на Закате"  { astro="planet=sun, type=set, property=end, offset=10" }
DateTime    Sunset_Event_LastUpdate "Обновлено [%1$td %1$tb %1$tY %1$tT]"    <clock>

А поместим в sitemap только Sunset_Event_LastUpdate, да желательно рядом с Dacha_OutLights:

Код (Java):

Text item=Sunrset_Event_LastUpdate valuecolor=[Sunrise_Event_LastUpdate>120="orange", Sunrise_Event_LastUpdate>300="red"]

В заключение, создадим rules:

Код (Java):

rule "On Light of Sun"
when
    Item Sunset_Event received update ON
then
    postUpdate(Dacha_OutLights, ON)
    sendCommand(Dacha_OutLights, ON)
end

rule "Off Light At Time"
when
    Time cron "0 30 0 * * ?"  // Every day 0:30 hours
then
    postUpdate(Dacha_OutLights, OFF)
    sendCommand(Dacha_OutLights, OFF)
end

rule "When Updated Switch"
when
    Item Dacha_OutLights received command or
    Item Dacha_OutLights changed or
    Item Dacha_OutLights received update
then
    postUpdate(Sunrise_Event_LastUpdate, new DateTimeType()) // Информация о том, когда обновилось событие
end
 

Что же у нас получилось? Наш уличный фонарь стал включаться через 10 минут после захода солнца, а выключться - в 0:30. Итем Sunrise_Event_LastUpdate постоянно держит нас в курсе, когда произошло последнее обновление состояния выключателя.
И, безусловно, включать и выключать фонарь(прожектор, подсветку, фару у шашлычницы) можно вручную, как брелоком, так и через OpenHAB.
Счастливо расслабиться!

 

12. Пара необходимых настроек, на все случаи жизни.

Код (Text):

sudo dpkg-reconfigure locales

и получить это:


И если вы живете в московской временной зоне, сделать так:

Код (Text):

sudo dpkg-reconfigure tzdata

Да! Именно Рига! Или Минск зимой! Но только не Москва.
Последнее необходимо для правильной работы системы управления по Солнцу.

Установка даты, времени:

Код (Bash):

# Дата и время:
date MMDDhhmmYYYY.ss


# Только время:
date --set hh:mm

Источник.

Пароль у root возникает от:

Код (C++):

sudo passwd root

Доступ root по ssh может получить путем:

Код (Bash):

nano /etc/ssh/sshd_config

#PermitRootLogin without-password =>
PermitRootLogin yes

reboot
 

Забился диск...

Код (Bash):

sudo du -sh /tmp/* /var/* /root/* /root/.* /opt/* /home/*
apt-get autoremove && apt-get clean
apt-get dist-upgrade
 

Что где...

Код (Bash):

sudo mount --bind / /mnt
sudo ncdu -x /mnt

Пользователи в Mosquitto:

Код (Bash):

mosquitto_passwd /etc/mosquitto/users.list user

# будет запрошено подтверждение пароля два раза

Код (Bash):

raspi-config

Сначала это:

Код (Bash):

https://klenzel.de/5386#Erster_Start

 

13. Еще один способ дому поумнеть: где я?
Ранее был описан способ определения присутствия хозяев, путем прозвона статического ip-адреса смартфона на наличие соединения с домашней сетью. Этот способ имеет два недостатка.

- время срабатывания до одной минуты после соединения;
- работает только там, где стоит устройство с OpenHAB.​

А если у вас несколько мест обслуживания? Например, OpenHAB стоит у меня дома, а фонарики зажигает и контролирует температуру на даче.
Конечно, самый лучший способ определения присутствия был бы следующим: смартфон, как только присоединился к необходимой сети, - сам отправляет об этом сигнал на сервер OpenHAB.
Но как это сделать - я не знаю
Поэтому, был исследован такой элемент биндинга, как MQTTitude. Правда, он тоже, к сожалению, оказался не без недостатков.

Итак, способ требует установки на смартфон приложения OwnTracks.
Несколько слов о нем. Приложение периодически определяет положение на местности смартфона и протоколом MQTT отправляет информацию на сервер. Сервер может быть как общедоступным, так и частным, как в нашем случае.
Все смартфоны, объединенные одной подпиской, получают информацию о положении друг друга и отражают ее на карте.
Ау, родители? Смысл доходит? Хотя детки сейчас тоже не бестолковые.
(Для страдающих паранойей от того, что кому-то станет известно его местоположение. Кому надо - оно и так всегда известно, не известно только лишь вам самим. Так что не переживайте. Или вообще не пользоваться сотовой связью.)

OwnTracks имеет два режима работы.
Первый - с указанной в настройках периодичностью отправляет данные о своем положении.
Второй - при достижении указанных в настройках мест (нахождении в указанном радиусе от точки) посылает об этом сигнал на сервер, который кроме указания координат, содержит информацию об имени точки и событии: пришел туда или покинул.

 

13.1. Создадим четыре item:

Код (Java):

Switch  OwnTrack_Igor_AtHome    "Игорь Здесь"        (OwnTrack)      { mqttitude="mosquitto:owntracks/igor/154765f5340a9ed1" }
Switch  OwnTrack_Igor_home      "Игорь @ Дом"        (OwnTrack)      { mqttitude="mosquitto:owntracks/igor/154765f5340a9ed1:home" }
Switch  OwnTrack_Igor_work      "Игорь @ Работа"     (OwnTrack)      { mqttitude="mosquitto:owntracks/igor/154765f5340a9ed1:work" }
Switch  OwnTrack_Igor_dacha     "Игорь @ Дача"       (OwnTrack)      { mqttitude="mosquitto:owntracks/igor/154765f5340a9ed1:dacha" }

Основное внимание здесь вот на что:

mqttitude - способ биндинга;
mosquitto - ваш mqtt клинт, который указан в файле openhab.cfg
owntracks - только так и никак иначе;
igor - имя, которое устанавливается в смартфоне;
154765f5340a9ed1 - эти цифры смартфон прибавляет к посту сам. Их можно увидеть в настройках смартфона;
work, home, dacha - события, на которые может реагировать OpenHAB и о появлении и уходу из которых сообщать смартфон.​

Например, пришли домой - включился свет, приехали на дачу - включился фонарь на столбе, уехали - выключился. Или уехали с работы вечером - супруге оповещение на почту: готовь ужин.

 

13.2. Отредактируем openhab.cfg, раздел Mqttitude Binding

Код (Bash):

# Dacha
mqttitude:home.lat=55.000000
mqttitude:home.lon=37.000000

# Optional. The geofence radius.
mqttitude:geofence=200
 

Откуда взялись цифры - смотрим здесь: http://forum.amperka.ru/threads/arduino-esp8266-raspberry-pi-2-openhab-Умный-дом-азы-управления.5043/page-2#post-42400
mqttitude:geofence=200 - это радиус, находясь в котором от точки OpenHAB считает что вы в наличии.

 

13.3. Разбираемся с содеянным.
Надеюсь, к этому моменту как воткнуть в sitemap созданные нами items объяснять не нужно.
Мы создали четыре items.
Первый (OwnTrack_Igor_AtHome) - связан с координатами точки, по прибытии в которую, сам OpenHAB включает этот item. Координаты записаны в файле openhab.cfg. Смартфон с периодичностью, указанной в настройках программы OwnTrack, посылает информацию о своем текущем положении, и эта информация обрабатывается OpenHAB. Когда приходит сообщение о координатах в радиусе 200 м (mqttitude:geofence=200 - записано в openhab.cfg) включатель срабатывает. Когда сообщение за пределами 200 - выключается.
Три остальных реагируют непосредственно на сообщения из смартфона. Их координаты вносятся через меню смартфона Waypoints. И таких точек может быть сколько угодно. Здесь смартфон сам определяет - находится ли он в радиусе (тоже задается в настройках) определенной точки, или вышел за ее пределы и об обоих событиях сообщает OpenHAB.
Что важно:
- чтобы названия точек в смартфоне и items совпадали;
- не забыть поставить галочку напротив Share.

 

14. Мониторим сеть и самого себя (вновь).
О пользе чтения мануалов говорят все умные люди, но я их не слушал. В результате родился способ определения наличия себя вблизи сервера OpenHAB, когда его железная часть пингует присутствие смартфона в сети. Происходит это раз в минуту, поскольку cron чаще не умеет, а осваивать python ради этого лень.
Оказывается, авторы OpenHAB уже сделали такую фичу в нем самом и надо было лишь прочитать мануал.
Создадим item(ы):

Код (Java):

Group    Network    (Home)
Switch I_AT_Home_NWHelth "Здесь ли?"    (Network) { nh="192.168.0.177" }
Switch I_Network "Сеть:"                (Network) { nh="www.google.com:80" }

Первый итем - включается, когда сам OpenHAB пингует появление в сети вашего смартфона. Смартфону роутером должен быть назначен статический адрес.
Второй - выключается, когда не может достучаться до серверa google. На это событие, например, можно повесить принудительную перезагрузку вашего роутера.
По умолчанию пингование осуществляется раз в 5 секунд. Это время можно изменить, например { nh="www.google.com:80:600000" } будет пинговать сервер раз в десять минут.

Каков же итог обучения дома распознавания нашего присутствия.
Итак, мы можем заставить дом узнавать о нас тремя способами

- через железный пинг,
- через сервис OwnTracks и
- через пинг самого OpenHAB.​

Самым скоростным является последний.
Железный пинг может применяться при определении вашего появления в сетях, где нет сервера OpenHAB, который, например расположен дома, а вы приезжаете на дачу.
А вот об убытии с объектов лучше всего узнавать из сообщений OwnTracks, причем с использованием waypoint.
Дело в том, что смартфон, если не используется некоторое время, видимо, с целью экономии энергии отключает (?) на некоторое время wi-fi, в результате чего пингующие системы иногда принимают решении о вашем отсутствии. Если на отсутствие завязаны какие-то события - они происходят.
OwnTracks, наоборот, пока не убедится в том, что вы точно находитесь за пределами контрольной точки - не отправит об этом сообщение на OpenHAB.

Таким образом, по моему мнению, наиболее эффективной связкой для определения прихода/ухода являются:
- NetworkHealth binding для прихода и OwnTracks Waypoint для ухода;
- железный способ для прихода туда, где нет сервера OpenHAB, и тот же OwnTracks Waypoint для ухода.

 

Я смотрю вы программируете esp8266 посредством lua. Не побывали через Arduino IDE для ESP8266?
Я вот заказа пару esp8266 ESP-12E, но пока не трогал. Хочу Arduino IDE запрограммировать, но пока путаюсь с даташит

 

Да, программирую ESP8266 на Lua следующим образом:

- сама программа заливается через ESPlorer;
- а редактор для нее - Notepad++.​

У ESPlorer есть кнопка "Reload" - ей обновляю программу после сохранения в Notepad++ и дальше заливка и компиляция.

Не пробовал через Arduino IDE.
Я им вообще не пользуюсь даже для Ардуино - точно так же пишу скетчи в Notepad++ или CodeBlocks.
А что касается его применения для ESP8266 - вообще не вижу смысла. В Lua все предельно ясно и весь инструментарий налицо - даже не знаю, что еще бы хотел. Это когда модуль используется отдельно. А в связке с Arduino - так UART он и есть UART.

После Lua постоянно забываю ставить " ; " ...

Все что касается API Lua для ESP8266 отлично изложено здесь: https://github.com/nodemcu/nodemcu-firmware/wiki/nodemcu_api_en

 

Что насчет размеров памяти? Я читал, что её не хватает порой. Все таки, загрузка интрапритатора и самих скриптов.

 

Перечитал все что вы тут описывали. В интернете есть готовые ресурсы для умного дома, достаточно отправлять туда информацию с датчиков, с эти успешно справиться ESP8266. Она же как посредник для исполнительного механизма в обратной связи.

 

Объем памяти небольшой, так и не самолетом же управлять. Скрипты компилируются. Есть специальные приемы в Lua загрузки и выгрузки из памяти тех модулей, которые необходимы в данный момент, после чего память чистится функцией collectgarbage().
Это же IoT а не какие-то сложные расчеты. Общая логика очень проста: если произошло это - делать вот это, и все.

 

Полно таких ресурсов в облаках. Но всегда хочется чего-то своего и, главное, очень гибкого - OpenHAB в данном случае. Ничего слишком хитрого там нет.

 

15. Гоняем данные через ESP8266 на Ардуино и обратно через UART.
15.1. Код для ESP8266.
Хотя ранее мы соединяли ESP и Ардуино для включения уличной подсветки, но соединение это было "дубовым": пины ESP устанавливались в определенное положение, а Ардуино считывала это положение и предпринимало необходимые действия. Вполне рабочий вариант. Однако, бывают случаи, когда этого мало. Например, в Ардуино много аналоговых входов, а в ESP - всего один, да и тот работает с маленьким напряжением. (ESP8266, как элемент Умного Дома, похоже, не особо затачивался под работу с аналоговым входом. )
В такой ситуации модуль должен стать посредником. Один из вариантов и рассмотрим.
Для настройки этой штуковины рекомендую пользоваться программой MQTT Spy.

Ниже код, на Lua, который устанавливает соединение с брокером и подписывается на прием информации для топиков, которые объединены в группу "arduino/".
Далее, модуль слушает как брокера, так и свой порт UART.
Принимая информацию от брокера, он формирует из нее стринг. Стринг представляет собой шаблон "номер ноги - двоеточие - данные". Этот стринг отправляется в UART на Ардуино.
Прослушивая UART модуль принимает данные в таком же формате, парсит их и отправляет брокеру.
Код постарался хорошо закомментровать.
При загрузке в модуль все комментарии надо удалить.
После проверки работоспособности следует удалить и все настроечные print() - они также указаны в комментариях.

Код (Lua):

Broker="www.ВашCайт.com"
port=1883
myClient="ESPUART"
name="ESPUART"
pass="password"
sendmessage = false

m = mqtt.Client(myClient, 180, name, pass) -- Объявляем MQTT клиента
m:lwt("/lwt", myClient, 0, 0) -- Сообщение OpenHab о потере связи
m:on("offline", function(con) -- Функция для возобновления связи с брокером, если терялась сеть
  sendmessage = false
  print ("reconnecting...") -- Закомментировать для рабочего варианта
  print(node.heap()) -- Закомментировать для рабочего варианта
  tmr.alarm(1, 120000, 1, function() -- Многократный вызов
  m:connect(Broker, port, 0, function(conn) -- Адрес и порт брокера
  tmr.stop(1) -- если соединились, прекращаем соединение
  m:subscribe("arduino/#",0, function(conn)
  sendmessage = true
  print ("Subscribed!")
  end)
  end)
  collectgarbage() -- Почистим память
  end)
end)

uart.on("data","\n",  -- Функция обработки информаци из UART
  function(input)
  if wifi.sta.status() == 5 then
  print("Received from UART:", input) -- Закомментировать для рабочего варианта
  local topic -- Две локальные переменные для захвата информации
  local info
  -- Функция захвата. Захватываем только шаблоны типа "Цифры-двоеточие-цифры ( и необязательно)-точка-цифры"
  topic, info = string.match(input, "(%d+):(%d+%.?%d?%d?)")

  if topic ~= nil  then -- Только если прошел правильный захват. Иначе и topic и info будут nil
      if wifi.sta.status() == 5 and wifi.sta.getip() ~= nil and sendmessage == true then
       print("Publish Topic: "..topic.." and Info: "..info) -- Закомментировать для рабочего варианта
       m:publish("arduino/"..topic.."/state",info,0,0) -- Публикуем на брокер
      end
  end
  topic = nil -- Освобождаем и чистим память
  info = nil
  collectgarbage()
  end
  end, 0)
m:on("message", function(conn, topic, data) -- Если пришли банные от брокера
  if (string.find(topic, "state")) == nil then -- И если это не подтверждение состояния, то есть в строке отсутствует "state"
  local top = string.gsub(topic, "arduino/","") -- Удаляем лишнюю часть информации
  print("To Arduino -> ") -- Закомментировать для рабочего варианта
  print(top..":"..data) -- Отправляем на Ардуино по UART
  end
  collectgarbage() -- Чистим память
end)

tmr.alarm(0, 1000, 1, function() -- Подписываемся на все топики, начинающиеся на "arduino/"
  if wifi.sta.status() == 5 and wifi.sta.getip() ~= nil then -- Если связь установлена
  tmr.stop(0) -- Останавливаем этот таймер, чтобы на повторять подписку
  m:connect(Broker, port, 0, function(conn)  -- Подписываемся
  print("connected") -- Закомментировать для рабочего варианта
  m:subscribe("arduino/#",0, function(conn)
  sendmessage = true
  end)
  end)
  end
end)
 

Дальше.

 

15.2. Код для Ардуино.
Если код для ESP8266 - практически окончательный, он лишь транслирует информацию между Ардуино и Брокером, то код для Ардуино очень приблизительный - все зависит от вашего устройства. Здесь приведен вполне рабочий, но не факт что у вас все именно так.
Код показывает как принимать данные для управления и как отправлять данные с датчиков.

В данном случае на 9 ноге Ардуино сидит нечто PWM управляемое, а 13 нога - обычный выключатель.
На ногах А0 и А1 находятся два аналоговых датчика. Эти же ноги можно называть, соответственно 14 и 15. Именно на этом построен код. Чтобы не перегружать мозги ESP8266 аналоговые датчики опрашиваются последовательно с промежутком 10 секунд: ESP8266 нужно время, чтобы отправить информацию брокеру.

Код (C):

String command;        // String для чтения всей команды
String temp1,temp2;    // Временные
char inByte;            // Byte для чтения
int pin;                // Нога для управления
int data;                // Данные для управления
int place = 0;            // Позиция, где обнаруживается знак "двоеточие".
                        // Когда следующий опрос датчика
unsigned long timeToCheckPins;
                        // Задержка между опросами
#define DELAY_TO_NEXT_CHECK_PINS 10000

int nextPin = 14;        // Первый пин для аналогового чтения, то есть А0

void setup(){
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Programm: UARTTest001003"); // Это удалить потом
  pinMode(13, OUTPUT);
  digitalWrite(13,0);
  timeToCheckPins = millis()+ DELAY_TO_NEXT_CHECK_PINS;
}
// 3:22.35 -  формат отправки и получения данных. Нога : Данные.

void loop(){
  if (Serial.available() > 0){ // Читаем UART и формируем управляющий стринг
    inByte = Serial.read();
    if ((inByte >= 48 && inByte <=58) || inByte ==46 ) { // Цифры, двоеточие и точка
        command.concat(inByte); // command - управляющий стринг
    }
  }
  if  (inByte == 0x0A || inByte == 0x0D) { // Если знак перевода или возврата каретки
    inByte = 0;    // Обнуляем
    if (command != "") { // Это удалить потом
      Serial.println(command);
    }
    place = command.indexOf(":"); // Находим позицию ":"
    if (place == 1 || place == 2) { // Если она первая или вторая, то есть первая цифра из одного или двух знаков, иное - ошибка
        Serial.println("Yes!"); // Это удалить потом
        temp1 = command.substring(0,place); // Стринг номера управляемой ноги
        temp2 = command.substring(place+1); // Стринг полученного значения
        Serial.println(temp1); // Это удалить потом
        Serial.println(temp2); // Это удалить потом
        pin = temp1.toInt();  // Переводим стринги в цифры
        data = temp2.toInt();

        if ( pin == 9) { // Здесь ваши условия, в зависимости от управляемых ног
            analogWrite(pin,data);
        }
        else if ( pin == 13) {    // Если набрать 13:0 или 13:1 можно зажигать диод на плате
            digitalWrite(pin,data);
        }
        place = 0;
    }
  command = "";
  }

    if(millis() > timeToCheckPins) {  // Если пришло время проверки, то определяем новое
        timeToCheckPins = millis()+ DELAY_TO_NEXT_CHECK_PINS;
        int data = analogRead(nextPin); // Читаем данные с аналоговой ноги
        String toUART = (String) nextPin;    // Формируем стринг для отправки через UART
        toUART += ":";
        toUART += (String) data;
        Serial.println(toUART);
        nextPin++; // Выбираем пин для чтения в следующий раз
        if (nextPin >=16) { // Есди дошли до последнего - возвращаемся к первому
            nextPin = 14;
        }
    }
}
 

Дальше.

 

Простите...я может быть не совсем в тему...но сколько стоят услуги профессионала в проектировании технологии умный дом, чтобы он всё это сделал за меня?

Я пыталась вникнуть, но слишком много непонятных моментов

 

Вам этот вопрос надо задавать здесь: http://forum.amperka.ru/forums/Закажу-проект.22/