【Follow me第二季第2期】+通过Wi-Fi，利用MQTT协议接入到开源的智能家居平台HA

王嘉辉

【Follow me第二季第2期】+通过Wi-Fi，利用MQTT协议接入到开源的智能家居平台HA [复制链接]

本帖最后由王嘉辉于 2024-9-9 23:32 编辑

此次主要就是想借此次活动来学习HA相关的知识，之前有了解到HA是一个功能非常庞大的物联网平台，但是由于自己的知识储备不足（~~大部分是没有学习的动力，hhh~~），一直没有接触到相关的知识。正好有这次活动，让我能够“被迫”学习HA相关的内容，发现要是实现数据的上传功能也不是很难，但是HA的庞大还需要继续进行探索。这篇就是简单介绍一下在Windows中使用VMware搭建HA的过程，以及怎么在HA中安装MQTT相关的内容和与Arduino R4 WIFI板子进行数据的交互。

首先是在Windows中安装VMware，我用的是VMware PRO 17的版本，这个的安装过程我参考了网上的一篇博客，相关的内容还是很多，大家可以自行去搜索安装。（当然其他版本的VMware应该也是可以的，网上相关的信息较多，大家可以自行尝试）

然后就是安装HomeAssistant，打开官网https://www.home-assistant.io/，按照下图中的顺序，依次点击，就可以下载到最新的版本。

然后打开安装好的VMware开始进行HA平台的搭建。详细的过程大家可以去网上搜索帖子学习搭建，需要注意的两个地方（被坑了一个多小时），第一个是网络类型要选择桥接网络，第二个是要修改虚拟机的固件类型为UEFI。（我是被卡了一个小时，然后找到一篇帖子改了这两项后，就可以用了，具体的原理还没有深究，有懂的大佬可以指点一下）完成虚拟机的创建和配置后，直接一键开机。。。然后就会虚拟机就会打印出当前虚拟机的网络相关的信息，找到ipv4的地址，然后在浏览器中输入ipv4地址:8123就会进入到虚拟机中创建的HA的网页，大概需要等待20分钟的时间（网上的普遍说法，但是我大概等了几分钟的样子）就会进入HA的登陆界面，点击创建账户，输入一些信息，就可以创建属于自己的HA账户。

进入HA网页后，点击设置，选择加载项

点击右下角的加载项商店，搜索Mosquitto进行下载。

下载完后，点击设置->设备与服务->MQTT->配置对MQTT进行一些配置。用户名和密码填写创建HA的用户名和密码即可，也可以添加成员，使用新成员的用户名和密码。其余的可以保持默认不变。完成后，可以在MQTT设置页面进行PUB和SUB的测试。

下图所示，配置两个的主题保持一致，然后开启监听主题的开始监听，在上面发送信息，就会在下面收到。

然后就是怎么把Arduino的数据上传到HA中了，这第一步就是要在HA中创建一个设备。（这一步也难了一个小时，因为网上大部分的方案都是用NAS或者树莓派搭建的HA，使用命令行和修改yaml文件就实现了新建设备的功能，但是我使用虚拟机加网页的形式，没有找到yaml文件，所以找了很多的资料）最终，发现可以开启MQTT的自发现功能，然后向这个代理发送符合规则的PUB就可以添加设备。

下载一个MQTTX（也可以使用其他的相关模拟软件），免费、有中文。然后建立一个新的连接。填入的信息和创建的HA信息保持一致即可。

然后发送一个标准的PUB就可以添加设备到HA中了。topic填写在输入栏上方的topic栏中，信息填写在输入栏中，然后点击右下角的小飞机，就可以了。

topic：homeassistant/sensor/sensorBedroomH/config

{
    "device_class":"humidity",
    "name":"Humidity",
    "state_topic":"homeassistant/sensor/sensorBedroom/state",
    "unit_of_measurement":"%",
    "value_template":"{{ value_json.humidity}}",
    "unique_id":"hum01ae",
    "device":{
        "identifiers":[
            "bedroom01ae"
        ],
        "name":"Bedroom"
    }
}

然后打开HA的网页，设置->设备与服务->MQTT->1个设备就可以看到传感器栏上有一个新的条目信息。说明添加设备成功了。

然后我们开始使用Arduino更新这个条目信息。先安装两个MQTT相关的库。

复制下面的代码，记得更改WIFI和MQTT相关的配置信息，然后下载到板子上，打开串口查看打印信息。并打开HA查看数据是否更新。（数据应该是21.5）

#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <ArduinoJson.h>

// 替换为你的网络信息
const char* ssid = "WIFI名称";
const char* password = "WIFI密码";

// 替换为你的Mosquitto broker信息
const char* mqtt_server = "IPV4地址";
const int mqtt_port = 1883;
const char* mqtt_user = "HA用户名";
const char* mqtt_password = "HA密码";

// 初始化WiFi和MQTT客户端
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);

// 传感器数据发布主题
const char* topic = "homeassistant/sensor/sensorBedroom/state";

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  setup_wifi();
  client.setServer(mqtt_server, mqtt_port);
}

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

  // 假设你有一个温度传感器，获取温度数据
  float temperature = readTemperature();

  StaticJsonDocument<200> jsonDoc;
  jsonDoc["humidity"] = temperature;

  char jsonBuffer[512];
  serializeJson(jsonDoc, jsonBuffer);

  client.publish(topic, jsonBuffer);

  // 每隔5秒发送一次数据
  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("Connected!");
  Serial.print("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

void reconnect() {
  while (!client.connected()) {
    Serial.print("Attempting MQTT connection...");
    if (client.connect("ArduinoClient", mqtt_user, mqtt_password)) {
      Serial.println("connected");
    } else {
      Serial.print("failed, rc=");
      Serial.print(client.state());
      Serial.println(" try again in 5 seconds");
      delay(5000);
    }
  }
}

float readTemperature() {
  // 在这里读取实际传感器的数据
  // 示例中返回一个固定值
  return 21.5;
}

这样就完成了HA的搭建以及Arduino R4 WIFI上传数据到HA平台。

在HA学习过程中遇到很多问题，借助了强大的AI工具，帮助我解决了很多疑惑，大家可以擅用AI工具，帮助自己对代码进行分析以及对问题进行处理。