ioBrokerスマートホームのXiaomiワイヤレスデバイス

ホームオートメーションのすべての愛好家への挨拶。 私は、ZigBeeインターフェースでXiaomiワイヤレスデバイスを使用した経験を共有することにしました。 正直なところ、大規模なオブジェクトの深刻なプロセス制御システムから火災警報器やスマートホームなどの小さな自動化まで、あらゆる自動化でワイヤレスデバイスを使用することに反対していますが、...試してみてください。



この投稿は、ZigBeeデバイスをスマートホームインフラストラクチャに統合するための手順を追った説明として理解する必要があります。 ここで説明するのは決して公理ではなく、ZigBeeデバイスを接続する他の多くの方法を見つけることができます。 それでも詳細な説明を省略した場合、ZigBeeとioBrokerの例を使用して、異なるメーカーのデバイスを1つのローカルプラットフォームに結合する複雑さまたは容易さの印象を得ることができます（詳細については後述）。 この記事では、デバイスをスマートホームに接続し、デバイスからの情報をタブレットまたはブラウザーだけに表示し、デバイスの状態の変化に関するメッセージを電報経由で送信する方法を説明します。 私があなたに興味があるなら、猫をお願いします。



Xiaomiのメーカーによると、ユーザーはZigBeeデバイス用のクラウド接続とWi-Fiゲートウェイを備えたネイティブアプリケーションを使用する必要があります。 ただし、アプリケーションで開発者モードをアクティブにして制御トークンを取得する方法は、以前から知られています。 したがって、ローカルネットワーク内で、ゲートウェイと通信できます。これにより、 ioBrokerの一部であるmihomeドライバーを実行できます。



ioBrokerは、スマートホームシステムの構築を含む、IoT向けのオープンプラットフォームです。 ioBrokerとは、前の記事に記載されています 。



現在、私のスマートホームは、80GBのハードドライブ、5000mAhの充電式バッテリー、1線USBマスター、modbusプロトコルを使用したポーリングデバイス用のUSB-RS485コンバーターの形の「ボディキット」を備えたCubietruck ARMボード上で「回転」しています。 ルートパーティションの転送でArmbian OSがハードディスクにインストールされ、ブートローダーのみがmicroSDメモリカードに残ります。



温度と湿度のセンサーを購入することで、Xiaomiワイヤレスデバイスと知り合いになりました。 当時、それらの統合の唯一の可能性は、上記のmihomeドライバーでした。

Mihomeドライバー

システムへのドライバーの追加は非常に簡単です。使用可能なドライバーのリストで「+」ボタンをクリックし、インストールプロセスを観察する必要があります。







ネイティブAndroidアプリケーションMi Homeのインストールと初期構成については説明しません。ドライバーのgithubページまたはインターネットで確認できます。 そのため、開発者モードがアクティブになり、トークンが受信されます。mihomeアダプターを構成し、開始していない場合は保存して起動します。







Mi Homeアプリケーションで接続されたXiaomiゲートウェイとデバイスがオブジェクトツリーに表示されます。







次に、新しく作成されたオブジェクトを構成できます。 たとえば、温度および湿度センサーの履歴を保存します。 私はSQLite DBに合わせて履歴データにSQLドライバーを使用しています。







変数の履歴の保存は、システムオブジェクトのウィンドウで構成されます。オブジェクトの階層では、変数自体にアクセスし、右側のレンチでボタンを押す必要があります。 [設定]タブで、センサーによる履歴保存を有効にします-変数への変更のみ。



その他の設定：

• 最小間隔10秒-変数がより頻繁に変更される場合、データベースのエントリは無視されます
• 300秒（5分）ごとに値を記録する-変数が5分以上変わらない場合、現在の値はデータベースに書き込まれます
• 値タイプ-数値
• 賞味期限-1年

新しいデバイスの追加は、ネイティブアプリケーションを介して行われます。 つまり 添付の指示に従って新しいデバイスとゲートウェイをペアリングする必要があります。その後、ioBrokerオブジェクトのリストに自動的に表示されます。

Zigbeeドライバー

特にネイティブプラグインを備えたゲートウェイを購入する必要があったため、ネイティブXiaomiアプリケーションを使用するのは不便でした。私の場合は、デバイスとの通信を除いて、何の役にも立ちません。 はい、夜間照明として使用したり、一部のシナリオで光センサーを使用したりできます。 インターネット上で、ゲートウェイに自分のラジオ局を再生するためのプレイリストを「フィード」する方法についての指示を見つけることができますが、どれも私にはまりません。 加えて、私のデータがどこかで漏れ、どこかで処理され、保存されているという考えは忘れられませんでした。



ioBrokerプラットフォームのアクティブユーザーの1人は、インターネット上でnode.jsのzigbee -shepherdライブラリを見つけました。このライブラリには、Xiaomiデバイスの接続に関する言及がありました。 ioBrokerのドライバーはその基礎に基づいて書かれており、このドライバーの作成者はXiaomiデバイスのみに限定されていません。サポートされているデバイスのリストは常に更新され、プロジェクトのgithubページで利用できます。



ネットワークコーディネーターとして、TIのCC25xxチップに基づいた安価な既製のデバイスを使用することになっています。 USB接続と内蔵アンテナを備えた既製のZigBeeモジュール、および外部アンテナ、アンプ、UART経由の接続を備えたより高価でより深刻なモデルを購入できます。



ドライバーを使用するには、ファームウェアを変更するだけです。 したがって、このドライバーは高価なゲートウェイを必要とせず、Wi-Fiネットワークは必要ありません。 「エントリポイント」はコーディネーターです。SS25xxチップと特別なファームウェアをベースにしたデバイスです。 コーディネーターを介して、zigbeeデバイスとSmart Homeシステムの直接通信、および新しいデバイスのバインドが行われます。



コーディネーターとして、UARTを介してサーバーに接続した外部アンテナを備えたCC2530チップに基づいた既製のマザーボードを使用します。



デバイスファームウェアの場合、特別なSmartRF04EBデバッガーを購入し、そのmicroUSBポートをコンピューターに接続し、ZigBeeモジュールをスキームに従ってデバッグ用の配線を使用して接続しました。

SS2530	SmartRF04EBボード
P22	DC
P21	DD
Rst	リセット
GND	GND
Vcc	3.3V

プロジェクトのgithubページで、ファームウェア（ファイルはこのデバイスのCC2530ZNP-Pro-Secure_LinkKeyJoin.hexと呼ばれます）とファームウェアプログラム（フラッシュプログラマー）をダウンロードします。その後、必要なドライバーがシステムに追加されます。

デバッガーボードをコンピューターのUSBポートに接続すると、プログラムはすぐに接続されたデバイスを表示します。 ファームウェアファイルへのパスを指定し、[アクションの実行]ボタンをクリックするだけです。







ZigBeeモジュールポートP03（Rx）およびP02（Tx）は、UART4（ttyS4などのOS）のキュービトラックボードに接続され、3V3に給電され、GNDが隣接ピンを引き継ぎました。 安定した動作のためには、コーディネーター自体のポートP20、P4、P5を引き続き接地する必要があります。 上記で書いたように、私はArmbian OSを使用し、UARTポートは非​​常に簡単にアクティブになります。System - Hardwareセクションのarmbian-configコマンドを使用して、目的のポートをアクティブにし、システムを再起動する必要があります







zigbeeドライバーは、ワンクリックで管理パネルから追加されます。







私の場合、コーディネーターはport / dev / ttyS4に接続されています（上で書いたように）、それを設定で示します。







他の設定はデフォルトで残すことができます。 ドライバーの最初の起動後、デバイスをペアリング（追加）する必要があります。 githubの完全な指示は、このドライバーを介してペアリングするのは、ネイティブアプリケーションを使用するよりも少し複雑ですが、問題はありませんでした。



たとえば、Xiaomiボタン（Mijiaシリーズ）を追加します。これには、ドライバー設定で緑色のボタンを押し、指示に従って、最初にLEDが点滅し始めるまでペーパークリップでペアリングボタンを押し、次にこのボタンを約2秒に1回クリックします。ペアリングの進行状況を確認してください。







私のアパートは大きくありません。すべてのデバイスで、踊り場にドアが開いているセンサーがあっても接続は安定しています（鉄筋コンクリートの壁は直線で100mmと5mです）。 問題は、断熱されたロッジアの側面から家の外壁に設置した通りの空気に温度と湿度のセンサーを追加することに決めたときに始まりました。 路上にもあった弱いセンサーの信号は、自動化キャビネットに届きませんでした。 この問題は簡単に解決できます-ZigBeeネットワークにルーターを追加し、センサーの近くに配置する必要があります。 Xiaomiソケットなどの一部のワイヤレスデバイスはルーターとして機能しますが、そのようなデバイスはありませんでした。 街頭のセンサーからデータを「転送」するためだけに、高価なコンセントや制御された照明を購入したくありませんでした。 判明したように、SS25xxチップに基づく同じ端末デバイスには、システム内のルーターとして使用できる特別なファームウェアがあります。 その結果、USB接続のCC2531チップに基づくルーターを追加しました。 ファームウェアプロセスについて詳しくは説明しません。スキームとファームウェアファイル自体は、プロジェクトのgithubページにあります。



実際には、USBポートを介したモジュールとの通信は行われないため、一時的にUSBポートを使用した充電に接続し、キッチンのコンセントに接続しました。 近い将来、私はそれをロッジアの通常の建物に据え置き、家庭用UPSからの通常の電力でそれを置くつもりです。







ルーターをシステムに追加するプロセスは簡単です。ドライバーのペアリングボタンを押し、スイッチがオンになっているルーターで、デバイスが接続されるまでS2ボタンを数回押します。







温度/湿度センサーの例を追加しましょう。これは、外のロッジアにあり、ルーターを介して動作するはずです。



ドライバーを介してペアリングを行うだけで、センサーはルーターに近い場合はルーターを介して接続する必要があります。 ただし、ペアリングが特定のルーターを通過するように強制的に指定できます。そのためには、ルーターのアイコン上のデバイスのリストで、緑色のペアリングボタンをクリックします。







センサーが正しく接続されていることを確認してください-ネットワークマップを参照してください。







マップには、ネットワークセグメント間の信号品質を示すデバイスのペアリングラインが表示されます。 上で書いたように、私は35平方メートルの小さなodnushkaがあるので、地図はかなり控えめです。 他のユーザーの許可を得て、より大きなカードで可能なオプションを公開します。















このアダプターを介した一部のXiaomiデバイスの機能は、ネイティブアプリケーションとmihomeドライバーを使用した場合よりもさらに多くなります。 将来は、ネットワークを少し拡大して、新しいデバイス、特にカーテンとセンサーキューブ用のスマートドライブを試したいと思います。

マテリアルドライバー

データを取得し、アクチュエータを結び付けました。今、それらをどうしますか？ まず、美しいインターフェースで表示しましょう。 VISドライバーには大きなプロジェクトがあります。これはさまざまなアクセス許可のいくつかのバージョンに存在しますが、別の記事には十分な資料があります。 おそらく彼女は次になるでしょう。



データの簡単かつ迅速な表示とさまざまなデバイスの制御のために、マテリアルドライバーを使用します。 数回のクリックで通常のインストール。 インターフェイスタイルは、同じ名前のインターフェイス管理ウィンドウに追加されるカテゴリ設定に基づいてデータを表示します。 カテゴリのリストは想像力によってのみ制限されます。私は「部屋機能」スキームを使用し、グループ化はそれらに従って行われます。 すべての部屋（キッチン、廊下、部屋、バルコニーなど）と機能（照明、センサー、システムなど）を追加しました。







システムオブジェクトの設定ウィンドウでは、画面に表示される変数が部屋、機能を示し、適切な表示のために役割を割り当てる必要があります。 例としては、Bluetoothで接続されたXiaomiの屋内壁温湿度センサーがあります。







これらの設定に基づいて、タイルは画面にデータを表示し、アイコンが締められ、特定のタイプのオブジェクトのコントロールが使用可能になります。



例1. 1つのカテゴリのすべての情報の出力-関数。 アパート全体の照明。







例2.部屋に関するすべての情報の出力-バスルーム。







例3.すべてのXiaomiワイヤレスデバイスの電圧とバッテリー放電レベル。







このドライバーは、携帯電話、壁に固定されたタブレットからシステムをローカルに制御するのに役立ちます。 時々VPN経由で接続します。 状態をリモートで制御および表示し、通知を受信するには、電報ドライバーを使用します。

電報ドライバー

インストールについては説明せず、設定を確認します。 定期的なポーリング（デフォルトでは300ミリ秒）とプロキシサーバーを介した接続による動作モードを使用します。 トークンを取得するには、ボットの作成者であるBotFatherと「話す」必要があります。 プロセスは簡単です。このボットの検索を見つけ、新しいボットを作成するコマンドを与え、一意の名前とキーを指定し、ドライバー設定でそれを示し、セキュリティのために「あいさつ」パスワードを指定してください。 ボットは、新しいユーザーと通信するときに彼に尋ねます。







次に、ボットを介して通信ケースを構成する必要があります。 これを行うには、text2commandドライバーまたはJavaScriptを使用できます。 歴史的に、JavaScriptをテキスト形式とBlocklyブロックの両方で使用していることがありました。 JSドライバーをインストールしても問題は発生しません。この場合の構成は必要ありません。 インストールおよび起動後、スクリプトを作成および編集するためのメニュー表示を有効にする必要があります。







例1.アラート。



最初に、たとえば、玄関のドアの開口部に関する通知を送信してみましょう。 フロントドアにXiaomiワイヤレスセンサーリードスイッチがあります。 私は仕事中に妻が小物を持って歩く様子を監視しています。 共通グループに新しいスクリプトを作成します。







ブロックで「描画」するものを指定し、「telegram_bot」と呼びます。







「イベント」グループでは、反応ユニットを使用して変数を変更し、作業フィールドにドラッグします。







次に、サブスクライブするオブジェクトのIDを選択し、「if」から「otherwise if」までtrue / falseにオブジェクトチェックを挿入します。 結果は次のようになります。







さて、今私たちは走っています、ドアを開けます-ドアを閉めると、電報にメッセージが表示されます。







例2.メニューによる照明制御。

例はもっと複雑です。電報のメニューボタンを使用して照明を制御します。 ここでは、少しぶらぶらする必要があります。 スクリプトを作成するときは、JSを選択する必要があります。 タスクはほぼ次のとおりです。メニューの形でボタンを作成し、フィクスチャの状態をボタン署名のテキストにすぐに表示します。 さらに、ボタンが押されたとき、照明の状態が反転し、電球の出現/消滅とともにボタンテキストの状態がすぐに更新されることを確認してください。 さらに、メニューが既に実行されており、手動でライトをオン/オフにしている場合は、メニューも器具のステータスで更新する必要があります。

コードにはコメントが含まれており、比較的単純です。





結果は次のようになります。

おわりに

この記事は長いことが判明しましたが、役に立つことを願っています。また、一部のユーザーの生活を楽にするか、誰かが自分のスマートホームを作成することを奨励するかもしれません。

現時点では、私のioBrokerベースのスマートホームシステムは4年間回転していますが、非常に満足しています。 ZigBeeに加えて、MQTTおよびHTTPを介したいくつかの自家製コントローラーも接続されており、照明、換気、その他のシステム、1線バス上の温度センサーのネットワーク、RS485バス上の電源監視デバイス、modbus RTUプロトコルなどを制御します。



私のスマートホームソリューションの貯金箱には、多くのアイデアが蓄積されていますが、おそらく、それらはスマートホーム（私が意味することに関するトピックを理解している人）の問題の貯金箱としてより多く認識されるべきです。 次の記事のトピックを決めるのに役立つように、コメントに提案を残してください。