OpenHab — Часть 2 — Установка + немного о моей системе

Другие главы:

В продолжение первой части, поговорим о том, с какими устройствами openHab работает у меня дома, для каких еще устройств существует поддержка, и научимся устанавливать систему на Debian системы (Ubuntu, Raspberry Pi и иже с ними).

Материал довольно объемный, поэтому разделю эту публикацию на части. Те, кто знаком с продукцией Xiaomi для умного дома, в принципе, может пропустить первую часть.

Почему Xiaomi

В идеале, умный дом имеет централизованный узел управления всеми электро-потребителями. Такой узел, неизбежно внушительных размеров, как правило устанавливается рядом с электрораспределительным щитком. Таким образом, скажем, выключатель света в комнате не связан с лампой на потолке напрямую. Напротив, низковольтный настенный выключатель лишь подает команду исполнительному устройству в узле управления, и оттуда уже подается 220 на лампу. Несмотря на все преимущества данного подхода, реализация подобного проекта сопряжена с проводкой невероятно большого количества разномастной электропроводки и скрупулезной коммутации миллиона соединений в щитке. Подобную операцию возможно произвести только на этапе строительства или масштабного ремонта помещений.

Некоторое время назад я ремонтировал свой дом. Ремонт был существенно серьёзнее косметического, но все-же далеко не настолько масштабным, чтобы оправдать тотальный передел всей электропроводки. Поиски альтернативных вариантов завершились на продукции компании Xiaomi. На сегодняшний день линейка продукции Xiaomi для умных домой состоит из дистанционно-управляемых настенных выключателей, розеток, массы различных сенсоров и т.п. Настенные выключатели бывают одно и двухклавишными, с нейтралью и без. Есть даже полностью беспроводные — по сути, просто кнопка дистанционного управления с батарейным питанием. Не ставя себе цель приводить здесь полный обзор продукции Xiaomi, коих уже немало написано и заснято в сети, я лучше приведу список свойств и нюансов использования компонентов экосистемы Xiaomi:

Все классические компоненты экосистемы Xiaomi используют протокол ZigBee для связи. С помощью ZigBee компоненты Xiaomi создают самоорганизующуюся и самовосстанавливающуюся ячеистую (mesh) топологию с ретрансляцией и маршрутизацией сообщений.
Компоненты, использующие ZigBee, отличаются низким энергопотреблением. Устройства Xiaomi с батарейным питанием живут от миниатюрных батареек по меньшей мере год, и заблаговременно предупреждают о приближающейся смерти батарейки.
Настенные выключатели Xiaomi, на данный момент, не умеют диммировать. Только вкл и выкл. В моем случае это никогда не было проблемой, благодаря наличию нескольких источников света разной яркости и теплоты в комнате.
Настенные выключатели Xiaomi без нейтрали не совместимы с некоторыми светодиодными лампами, и вызывают периодическое, самопроизвольное вспыхивание оных время от времени. Впрочем, этот недостаток свойствен всем умным выключателям, ставящимся в разрез фазового провода без подключения к нейтрали. Проблема решаема, но о ней стоит знать.
Беспроводной настенный выключатель на батарейке, или проводной, будучи подключенным к питанию, но не нагрузке, могут управлять (чем угодно, на самом то деле) другим настенным выключателем, позволяя, к примеру, реализовать проходной выключатель без необходимости прокладки дополнительной электропроводки. У меня это реализовано в нескольких местах, отлично работает. Подробнее поговори об этом, когда станем учиться писать скрипты.
Для функционирования всего этого дела, нужен шлюз (gateway). Шлюз выступает в роли моста между устройствами ZigBee и внешним миром, через WiFi. По задумке Xiaomi, взаимодействие со шлюзом будет производиться через фирменную аппликацию MiHome, где к шлюзу можно будет присоединить устройства ZigBee, задать их названия и местоположение. Затем, ими можно управлять индивидуально, через MiHome, пользуясь смартфоном как пультом дистанционного управления, либо графически настроить простые сценарии взаимодействия рода «если А — сделай Б, а иначе сделай В».
Все это дело довольно стабильно работает, включая дистанционный контроль через интернет (а не только из локалки), без надобности настраивать домашний раутер, регулярно обновляется и пристойно, хоть и не идеально, выглядит. Что мне не нравится, так это то, что взаимодействие происходит через китайские сервера, что не внушает ни надежности в долгосрочной перспективе, ни ощущения полного контроля над своей собственностью. Кроме того, стандартные возможности задания сценариев взаимодействия, хоть и удовлетворят 80% потребностей, все же напрочь лишены каких-либо продвинутых инструкций, вроде циклов и т.п.
К счастью, инженеры Xiaomi решили не выделываться и оставили возможность осуществлять коммуникацию со шлюзом из локальной сети, напрямую, по специальному протоколу связи. Именно этой возможностью пользуются все системы умных домой, поддерживающие интеграцию экосистемы Xiaomi.
Следует упомянуть, что описанные способы взаимодействия со шлюзом не взаимоисключающи, и могут использоваться параллельно. Это может иметь определенный смысл во время настройки openHab (или подобных систем), однако делать это на постоянной основе я не вижу смысла. В моей системе шлюз не имеет доступа к интернету и работает совершенно автономно.
Помните, что отключая шлюз от интернета, вы теряете возможность связи с ним через MiHome, и не сможете отключить уже настроенные сценарии, если таковые были, и они продолжат отрабатываться.
Помимо выключателей, Xiaomi предлагают всевозможные сенсоры, такие как датчики задымления и утечки бытового газа, датчики протечки воды, магнитные датчики открытия дверей (окон), температуры и влажности, движения и т.д. Сенсоры на батарейном питании (кроме сенсора утечки газа — его потребление слишком велико, для питания от батареек), и работают долго и стабильно. Нужно сказать, что датчик движения не может применяться во всех ситуациях, в связи с аппаратными ограничениями, которые нельзя обойти. Речь идет и том, то раз обнаружив движение, датчик засыпает на несколько минут, игнорируя происходящее. Кроме того, он не регистрирует присутствие, а только движение. Так что статичная фигура человека перед ним не детектируется. К примеру, с помощью его одного невозможно точно уловить наличие людей в туалете, для автоматического управления светом и вытяжкой. как было задумано. Ну это весьма условный минус, и продиктован целью обеспечить продолжительное время работы датчика от миниатюрной батарейки, а с таким ограничением невозможно производить постоянный анализ данных инфракрасной обстановки в помещении.
С другой стороны, некоторые датчики, вроде датчика открытия двери, будучи по сути лишь контактом (геркон — магнит), легко переделываются под свои нужды. Я расскажу о такой переделке в одной из будущих статей цикла.
Кроме того, интересного функционала можно легко и просто добиться с помощью софта. Простейший пример: есть у меня вентиль с мотором на 220, для дистанционного перекрытия главной водяной магистрали, идущей в дом. По идее он управляется специальным включателем, подающим фазу на один из двух управляющих проводов. Я использовал для этой цели обычный двухклавишный выключатель. А для управления оным написан скрипт, который понимает команды «дать воду» и «перекрыть нафиг!», и уже сам разбирается что там делать с фазой. Скрипт, естественно, написан в openHab, и я не уверен, что подобное можно реализоваться средствами MiHome. Выключатель уже полтора года стоит в труднодоступном месте и исправно работает. Это я к тому, что вся система в целом, и в интеграции с openHab чрезвычайно стабильна.
Некоторые девайсы Xiaomi, например, светильники, работают сразу через WiFi — будучи всегда запитанными от сети, они могут позволить себе эту роскошь. openHab отлично работает и с ними тоже.

На основании вышесказанного, я остановился на продукции Xiaomi. Многие устройства у меня работают уже по 2 года, и, я полагаю, будут исправно служить еще долго. Проблем с какими либо устройствами, будь то выключатели или сенсоры, не было никаких.

Что я использую c openHab кроме девайсов Xiaomi

Мой умный дом все еще в процессе активной, хоть и не быстротечной эволюции. На данный момент, из покупных устройств, в openHab интегрирован AV ресивер и драйвер для светодиодной подсветки в гостиной. Такие устройства как датчики свежести воздуха (CO2), Wi-Fi адаптеры для систем кондиционирования, адаптер для считывания показаний умного электросчетчика и т.п. — самодельные и работают по протоколу MQTT. Подробно про эти устройства я также расскажу с будущих статьях цикла. Устройства просты в изготовлении, дешевы, легки в программировании и необычайно гибки в конфигурации и использовании.

А какие еще устройства поддерживает openHab

На сегодняшний день в той или иной мере openHab поддерживает более полутора тысяч умных устройств от КУЧИ разных производителей. Я просто дам ссылку на официальный список — ВОТ ОН! Там можно покопаться, поискать и подробнее прочитать про поддерживаемый функционал конкретного устройства. Как видите, там и телевизоры, и светильники, и пылесосы и тд и тп. Пожалуй, непросто будет назвать устройство, которое совсем не поддерживается и никак нельзя подключить.

Устанавливаем openHab (Ubuntu)

Как я уже упоминал, openHab оптимизирован под маломощные системы вроде Raspberry Pi, и действительно неплохо бегает — я сам, ради интереса, проверял, с год назад. Но поскольку у меня есть полноценный сервер на Ubuntu, я буду использовать его в качестве примера. Я предполагаю, что у читателя есть минимальные знания о работе с командной строкой Ubuntu, а также, что компьютер, на который производится установка подключен к интернету.

По сути установка очень проста и сводится к рутинному запуску последовательности команд, расписанных в официальной документации (здесь и здесь).

Поскольку openHab написан на Java, именно с этого и начнем установку. Разумеется, если у вас уже установлены пакеты Java, этот этап можно пропустить.

Разработчики openHab рекомендуют 8 версию платформы Zulu Java, поэтому будем ставить ее. Кроме того, обратите внимание, что для процессоров ARM нужно в любом случает ставить 32-битную версию Java.

Начать установку, я бы рекомендовал с конфигурирования статичного IP адреса для вашего сервера, если это не было сделано раньше. В последних версиях Ubuntu это делается путем редактирования файла /etc/netplan/01-netcfg.yaml:

sudo nano /etc/netplan/01-netcfg.yaml

Итоговый вид примерно такой:

network:
   version: 2
   renderer: networkd
   ethernets:
     ens3:
       dhcp4: no
       addresses:
         - 192.168.121.199/24
       gateway4: 192.168.121.1
       nameservers:
           addresses: [8.8.8.8, 1.1.1.1]

Понятное дело, что адреса указаны для примера, и в вашем случае будут другими. Применяем изменения командой:

sudo netplan apply

Теперь ставим Java. Выполняем следующие команды от супер-пользователя, для того чтобы добавить репозиторий Zulu Java:

sudo apt-key adv --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv-keys 0xB1998361219BD9C9

sudo apt-add-repository 'deb http://repos.azulsystems.com/ubuntu stable main'

sudo apt-get update

Теперь можно установить Java:

 sudo apt-get install zulu-8

Далее, добавляем репозитории openHab:

wget -qO - 'https://bintray.com/user/downloadSubjectPublicKey?username=openhab' | sudo apt-key add - 

sudo apt-get install apt-transport-https 

echo 'deb https://dl.bintray.com/openhab/apt-repo2 stable main' | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/openhab2.list 

sudo apt-get update

Устанавливаем openHab и дополнения:

sudo apt-get install openhab2
 
sudo apt-get install openhab2-addons

Запускаем openHab и добавляем его в системные службы, запускающиеся автоматом при старте операционной системы:

 sudo /etc/init.d/openhab2 start

 sudo /etc/init.d/openhab2 status

 sudo update-rc.d openhab2 defaults

Комманда «sudo /etc/init.d/openhab2 status» выводит статус работы сервиса openHab и в случае проблем, искать источник бед следует отсюда:

Первый запуск openHab на слабом компьютере может занять до 15ти минут. В это время происходит первоначальная конфигурация и генерация сертификатов безопасности. Это нормально и последующие старты будут быстрыми. На моем сервере первый запуск занял буквально несколько секунд. Когда система полностью загрузится, станет доступным веб-интерфейс по адресу http://IP-адрес-сервера:8080:

На этом установка закончена. Закончена и эта публикация. В следующей мы начнем учиться конфигурировать систему, определять объекты и взаимодействовать с ними. К примеру, я покажу насколько просто использовать всю гибкость openHab, и, к примеру, одним кликом выключить весь свет в доме, даже если это светильники и системы разных производителей и моделей.