【BIGTREETECH PI开发板】将各种传感器和控制器通过mqtt接入智能中枢

传感器就像智能家居的眼睛，收集环境中的各项数据，汇总起来按情况执行设定好的自动化程序。控制器相当于智能家居的手，自动化任务要通过控制器来实现。原有的项目中使用了温度、湿度、光照、可燃气、人体存在、人脸识别等传感器，舵机、门禁等执行器。

 

每个传感器都在不同房间的不同位置，所以想接入中枢只能靠无线的方式，目前主流的有蓝牙、WiFi、ZigBee。蓝牙传输距离较短，并且令需一个单片机控制蓝牙模块、ZigBee价格比较贵...每个传感器都配一个ZigBee，全屋大概有二三十个算下来成本惊人，而WiFi就比较友好了，资料多型号多传输距离长无需另外配网关，最关键的是成本极低！esp01s：8mbflash、2个gpio、3v供电71mA。可以说是带WiFi功能的单片机，个人小批量采购单价只需5r+！

 

直接接入是不行的，需要通过我们前面搭建的mqtt服务器。可以这么理解：mqtt服务器是传输的数据中心，所有的传感器，后面的控制器，以及hass智能中枢都要接入它。

在传输过程中数据是不加密的，以广播的形式在局域网内发送，每个数据包都有一个Topic，网内所有设备都会收到这个数据包，但如果Topic与自己订阅的不相符设备就会直接丢弃，相符时才会进一步读取数据。

所以我们要为每一个传感器分配一个唯一的Topic（是每一个不是每一种哦）用来发布，然后hass要订阅所有传感器的Topic；每一个执行器要订阅一个唯一的Topic用来接收hass的指令。

 

虽然每个传感器都不一样，但大体思路是相同的。传感器：esp-01s配置好WiFi、mqtt地址、发布的Topic、读取传感器的数据，定时发送。执行器：配置好WiFi、mqtt地址、提前选好订阅的topic、构造好数据包结构、写好解包函数、写好动作函数。esp-01sflash太小是不好做ota了，所以一定要测试好程序，否则需要拆下来重新烧录，很麻烦。

 

有一点要注意：正常开机运行时GPIO0是不可以下拉的，会进入烧录模式，有些传感器需要用到两个GPIO口，连接时需要注意。如果实在无法避免还有一个办法，先给esp-01s上电，延迟三秒再给传感器上电，这样就可以避免进入烧录模式，具体怎么实现就不细说了。

 

 

 

这里给一个dht11温湿度的程序，其他光照、可燃气、人体等传感器与之类似没有结构性的变化

#include <SimpleDHT.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <ESP8266WiFi.h>

const char* ssid = "3.1415926";
const char* password = "13305451048";
const char* mqtt_server = "192.168.100.182";
const char* client_id = "North-Room-dht11-1";


const char* TOPIC = "homeassistant/sensor/North-Room-dht11-1/state";//发布的Topic

WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
long lastMsg = 0;

int pinDHT11 = 2;//dht11连接esp-01s 2gpio口
SimpleDHT11 dht11(pinDHT11);


void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
  Serial.print("Message arrived [");
  Serial.print(topic);
  Serial.print("] ");
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    Serial.print((char)payload[i]);
  }
  Serial.println();
}//回调函数

void reconnect() {
  while (!client.connected()) {
    Serial.print("Attempting MQTT connection...");// 正在连接mqtt
    if (client.connect(client_id)) {
      Serial.println("connected");
    } else {
      Serial.print("failed, rc=");
      Serial.print(client.state());
      Serial.println(" try again in 5 seconds");// 5秒后重试
      delay(5000);
    }
  }
}

void setup_wifi() {
  delay(10);
  Serial.println();
  Serial.print("Connecting to ");
  Serial.println(ssid);

  WiFi.begin(ssid, password);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");
  Serial.println("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}//连接WiFi函数

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("system setup");
  setup_wifi();
  client.setServer(mqtt_server, 1883);
  client.setCallback(callback);
}

void loop() {

  if (!client.connected()) {
    reconnect();
  }
  client.loop();

  Serial.println("---------------------------");

  byte temperature = 0;
  byte humidity = 0;//温湿度变量

  int err = SimpleDHTErrSuccess;
  if ((err = dht11.read(&temperature, &humidity, NULL)) != SimpleDHTErrSuccess) {
    Serial.print("Read DHT11 failed, err=");
    Serial.println(err);
    delay(1000);
    return;
  }

  Serial.print("Sample OK: ");
  Serial.print((int)temperature);
  Serial.print(" *C, ");
  Serial.print((int)humidity);
  Serial.println(" H");



  String payload = "{";
  payload += "\"温度\":";
  payload += "\"";
  payload += temperature;
  payload += "\"";
  payload += ",";
  payload += "\"湿度\":";
  payload += "\"";
  payload += humidity;
  payload += "\"";
  payload += "}";

  char attributes[100];
  payload.toCharArray(attributes, 100);
  client.publish(TOPIC, attributes);//发送数据

  delay(1500);//不要频繁发送，减小网络压力
}

 

烧录好程序，上电，打开emqx服务器web端，就可以看到出现了一个新的连接

 

 

连接的传感器都可以在这里看到，一定要定义好名称，方便管理

 

 

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接下来将传感器的信息显示到hass面板上

configuration.yaml中，将各种传感器按类型分类，输入各自的topic

mqtt:
  light:
    - command_topic: "homeassistant/light/Room/"
      name: "客厅灯"

  sensor:
    - state_topic: "homeassistant/sensor/North-Room-dht11-1/state"
      name: "北卧室温度"
      unit_of_measurement: "℃"
      value_template: '{{ value_json.batt }}'

    - state_topic: "homeassistant/sensor/North-Room-Ray-1/state"
      name: "北卧室窗外光线"
      unit_of_measurement: ""
      value_template: '{{ value_json.batt }}'

    - state_topic: "homeassistant/sensor/North-Room-Ray-2/state"
      name: "北卧室室内光线"
      unit_of_measurement: ""
      value_template: '{{ value_json.batt }}'

    - state_topic: "homeassistant/sensor/South-Room-Ray-1/state"
      name: "南卧室窗外光线"
      unit_of_measurement: ""
      value_template: '{{ value_json.batt }}'

    - state_topic: "homeassistant/sensor/South-Room-Ray-2/state"
      name: "南卧室窗内光线"
      unit_of_measurement: ""
      value_template: '{{ value_json.batt }}'

    - state_topic: "homeassistant/sensor/Kitchen-fire/state"
      name: "可燃气传感器"
      unit_of_measurement: ""
      value_template: '{{ value_json.batt }}'

  binary_sensor:
    - state_topic: "homeassistant/sensor/North-Room-body/state"
      name: "北卧室人体"
      device_class: opening
      value_template: '{{ value.x }}'

    - state_topic: "homeassistant/sensor/South-Room-body/state"
      name: "南卧室人体"
      device_class: opening
      value_template: '{{ value.x }}'

 

在仪表盘里添加各种传感器即可

 

 

 

 

 

本帖最后由 moveing 于 2023-8-8 23:51 编辑

牛了，前端后端都会，全栈选手

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