使用 LoRaWAN 设备扩展 Home Assistant（XIAO-ESP32-S3）
介绍
Home Assistant 是一个开源智能家居平台系统，用户可以轻松地将自己的物联网设备连接到系统中进行统一管理。然而，Home Assistant 的主要特点不仅仅是实现各种传感设备的查看，而是实现跨平台设备的自动联动，只有这样的智能家居平台才足以具有活力。
将 LoRaWAN 传感器添加到 Home Assistant
Arduino 程序代码
- 硬件
如下所示，将 XIAO 安装到扩展板上，同时将 E5 模块连接到板子的 GND、3V3、SDA-4 和 SL-5 引脚
- 软件
对以下代码进行一定的修改，例如修改 LoRa 通信模块的 AppKEY 和其他必要信息，以便能够接入 LoRaWAN，然后通过命令：AT+CMSGHEX 修改我们要发送的数据。例如，我在这里通过模拟温度和湿度来发送数据
# include <Arduino.h>
static char recv_buf[512];
static bool is_exist = false;
static bool is_join = false;
static int led = 0;
int temp = 25;
int humi = 56;
static int at_send_check_response(char *p_ack, int timeout_ms, char*p_cmd, ...)
{
int ch;
int num = 0;
int index = 0;
int startMillis = 0;
va_list args;
memset(recv_buf, 0, sizeof(recv_buf));
va_start(args, p_cmd);
Serial1.printf(p_cmd, args);
Serial.printf(p_cmd, args);
va_end(args);
delay(200);
startMillis = millis();
if (p_ack == NULL)
{
return 0;
}
do
{
while (Serial1.available() > 0)
{
ch = Serial1.read();
recv_buf[index++] = ch;
Serial.print((char)ch);
delay(2);
}
if (strstr(recv_buf, p_ack) != NULL)
{
return 1;
}
} while (millis() - startMillis < timeout_ms);
return 0;
}
static void recv_prase(char *p_msg)
{
if (p_msg == NULL)
{
return;
}
char*p_start = NULL;
int data = 0;
int rssi = 0;
int snr = 0;
p_start = strstr(p_msg, "RX");
if (p_start && (1 == sscanf(p_start, "RX: \"%d\"\r\n", &data)))
{
Serial.println(data);
Serial.print("led :");
led = !!data;
Serial.print(led);
if (led)
{
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
}
else
{
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
}
}
p_start = strstr(p_msg, "RSSI");
if (p_start && (1 == sscanf(p_start, "RSSI %d,", &rssi)))
{
Serial.print("rssi:");
Serial.print(rssi);
}
p_start = strstr(p_msg, "SNR");
if (p_start && (1 == sscanf(p_start, "SNR %d", &snr)))
{
Serial.print("snr :");
Serial.print(snr);
}
}
void setup() {
Serial.begin(115200); // 初始化串口通信
Serial1.begin(9600, SERIAL_8N1, 44, 43);
if (at_send_check_response("+AT: OK", 100, "AT\r\n"))
{
is_exist = true;
// 发送 AT+ID 命令
if (at_send_check_response("+ID:", 1000, "AT+ID\r\n")) {
// 命令发送成功并收到响应
// 返回的数据可以在 recv_buf 中找到
Serial.print("接收到的 ID 数据: ");
Serial.println(recv_buf);
} else {
// 命令发送失败或未收到响应。
Serial.println("获取 ID 数据失败。");
}
// 其他命令
at_send_check_response("+MODE: LWOTAA", 1000, "AT+MODE=LWOTAA\r\n");
at_send_check_response("+DR: EU868", 1000, "AT+DR=EU868\r\n");
at_send_check_response("+CH: NUM", 1000, "AT+CH=NUM,0-2\r\n");
at_send_check_response("+KEY: APPKEY", 1000, "AT+KEY=APPKEY,\"XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX\"\r\n");
at_send_check_response("+CLASS: C", 1000, "AT+CLASS=A\r\n");
at_send_check_response("+PORT: 8", 1000, "AT+PORT=8\r\n");
delay(200);
is_join = true;
}
else
{
is_exist = false;
Serial.print("未找到 E5 模块。\r\n");
}
}
void loop() {
if (is_exist)
{
int ret = 0;
if (is_join)
{
ret = at_send_check_response("+JOIN: Network joined", 12000, "AT+JOIN\r\n");
if (ret)
{
is_join = false;
}
else
{
at_send_check_response("+ID: AppEui", 1000, "AT+ID\r\n");
Serial.print("加入失败！\r\n\r\n");
delay(5000);
}
}
else
{
char cmd[128];
sprintf(cmd, "AT+CMSGHEX=\"%04X%04X\"\r\n", (int)temp, (int)humi);
ret = at_send_check_response("Done", 5000, cmd);
if (ret)
{
recv_prase(recv_buf);
}
else
{
Serial.print("发送失败！\r\n\r\n");
}
delay(30000);
}
}
else
{
delay(1000);
}
temp++;
humi++;
}
ChirpStack 配置
在 ChirpStack 中创建一个新的设备配置文件，并在有效载荷编解码器中填入以下代码：
function decodeUplink(input, port) {
var decoded = {
temp: 0,
humi: 0
};
var bytes = input['bytes']
bytes = bytes2HexString(bytes)
decoded.temp = parseInt(bytes.slice(0, 4), 16);
decoded.humi = parseInt(bytes.slice(-4), 16);
let messages = [
{
type: 'temp',
measurementId: 4097,
measurementValue: decoded.temp
},
{
type: 'humi',
measurementId: 4098,
measurementValue: decoded.humi
}
];
var result = {};
result.messages = messages;
return { data: result };
}
/**
* Convert to an 8-digit binary number with 0s in front of the number
* @param arr
* @returns {string}
*/
function toBinary (arr) {
let binaryData = arr.map((item) => {
let data = parseInt(item, 16)
.toString(2)
let dataLength = data.length
if (data.length !== 8) {
for (let i = 0; i < 8 - dataLength; i++) {
data = `0` + data
}
}
return data
})
let ret = binaryData.toString()
.replace(/,/g, '')
return ret
}
function bytes2HexString (arrBytes) {
var str = ''
for (var i = 0; i < arrBytes.length; i++) {
var tmp
var num = arrBytes[i]
if (num < 0) {
tmp = (255 + num + 1).toString(16)
} else {
tmp = num.toString(16)
}
if (tmp.length === 1) {
tmp = '0' + tmp
}
str += tmp
}
return str
}
然后点击 Submit。
如下图所示，接收到了相关数据，表明数据发送成功
Home Assistant 配置
按照以下教程完成 Home Assistant 集成的安装：SenseCAP Integration for Home Assistant。等待几分钟后，我们可以看到设备 XIAO-ESP32-S3 已被识别，该设备中有两个实体，即温度和湿度，这正是我们刚才发送的两个数据。并且已经在 Home Assistant 中被识别为相应的传感器实体。
将设备添加到概览后，我们已经完成了将 XIAO 添加到 Home Assistant 的所有流程。
讨论
Home Assistant 是一个非常强大的智能家居开源系统，我们可以将各种设备连接到这个平台，智能家居生态变得越来越大，你可以想象使用 XIAO 可以控制 Apple HomePod？通过本教程，我们已经将 XIAO 连接到了 Home Assistant，这只是一个开始。同样，我们可以将关键传感器连接到 Home Assistant 来实现更多有趣的功能，整个智能家居生态将变得越来越大。
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