将 XIAO ESP32C3 应用 Home Assistant 实现屋内无摄像头监控
本文将指导您在自己的Home Assistant环境中安装ESPHome服务。通过使用XIAO ESP32C3的WiFi功能，您将能够以非常平滑的方式连接您的XIAO与Home Assistant作为您的家庭终端的一部分。
此外，我们将结合目前最流行的24GHz毫米波人体静态存在模块Lite，构建一个具有人体存在检测的Home Assistant。
开始
截至2023年7月31日，之前导致雷达完全死亡的问题现在已经修复，所以请更新这个教程物种的库文件和配置器以正常工作。
如果您想跟随本教程完成所有内容，则需要准备以下内容。
| XIAO ESP32C3 | 24GHz毫米波人体静态检测 存在感模块 Lite |
|---|---|
 |  |
该项目的最终目标是在Home Assistant中部署24GHz毫米波人体静态存在模块Lite。
我们为24GHz毫米波人体静态存在模块Lite编写了完整的配置文件和库，以方便您在此项目中快速部署传感器到Home Assistant。
本教程的内容大致包括以下步骤。
- 选择您的HomeAssistant环境
- [在HomeAssistant中安装和配置]ESPHome(#install-and-configure-esphome-in-home-assistant)
- 配置XIAO ESP32C3和ESPHome连接
- 配置家庭辅助面板
当然，如果你对XIAO ESP32C3如何在Home Assistant中使用Grove感兴趣，可以直接阅读本章。
本教程的内容大致包括以下步骤。
选择您的Home Assistant环境
在这个例程中，我们不会详细说明如何安装Home Assistant环境，我们将假设您已经有一个可用的Home Assistant设备。
如果你想学习如何安装Home Assistant，那么你可以参考官方教程。我们强烈建议您使用x86设备安装Home Assistant，因为这是使用Supervised安装Home Assistant最用户友好的方式。
根据上表，安装Home Assistant OS和Home Assistant Supervised是最合适的，这将为你省去很多麻烦。如果您在Docker上使用OpenWRT运行Home Assistant(例如使用LinkStar H68K)，请不要担心，我们还将为您提供如何做到这一点的详细参考。
我们也写了如何安装Home Assistant的一些Seeed工作室的产品，请参阅他们。
在Home Assistant中安装ESPHome
第一步.安装ESPHome
- 场景1:在Home Assistant OS下安装ESPHome(带有插件商店)
如果你安装了Home Assistant操作系统，它有一个插件商店，这使得安装ESPHome容易得多。
在插件商店中，你可以搜索并安装ESPHome。
- 场景2:ESPHome安装在OpenWRT Docker/Docker下的Home Assistant下(没有插件存储)
由于我们正在安装家庭助手容器，我们不能简单地通过插件商店下载ESPHome服务，因此需要妥协。 我们需要下载ESPHome图像。
esphome / esphome:latest
在创建容器的页面上，我们需要做一些简单的设置。
容器名称:容器名称
Docker镜像:选择刚下载的esphome镜像
网络:选择主机模式
环境变量(-e):环境变量
一旦您填写了以上内容，保存并申请。您将看到容器已经创建。你还需要启动它。
为了达到在Home Assistant中下载ESPHome的效果，我们需要修改Home Assistant下的配置文件。
到 Home Assistant处理器.
我们去Home Assistant的终点站
在终端输入以下命令。
vi configuration.yaml
将以下内容添加到configuration.yaml的末尾。
# Example configuration.yaml entry
panel_iframe:
esphome:
title: "ESPHome"
url: "http://192.168.100.1:6052"
icon: mdi:chip
在Home Assistant容器shell中输入 exit 退出docker容器。完成后，我们重新启动Home Assistant容器。
创建一个新的浏览器页面，输入地址http://homeassistant:8123/ ，并输入您的Home Assistant帐户，您将看到ESPHome出现在左侧的工具栏中。
配置XIAO ESP32C3与ESPHome连接
步骤 2.硬件准备
我们教程的目标是能够在Home Assistant仪表板中查看24GHz毫米波人体静态存在模块Lite的数据信息。
通过主板连接设备和计算机。接线图如下表所示。
 | ||
| XIAO ESP32C3 | 24GHz毫米波人体静态检测 存在感模块 Lite | |
| 5V | --> | 5V |
| GND | --> | GND |
| D2 | --> | RX |
| D3 | --> | TX |
步骤 3：将 XIAO ESP32C3 和 Home Assistant 保持在同一局域网中
我相信您的 Home Assistant 已经完成了联网工作，比如通过网线连接您的设备。接下来，您只需要启用一个本地网络（例如 WiFi），以便 XIAO ESP32C3 也能连接到该网络。
下面我将以 LinkStar H68K 为例，目标是让 XIAO 连接到 LinkStar H68K 的热点。
在 OpenWRT 的 Network 标签页中，选择 Wireless --> ADD。
在 Device Configuration 中的 Transmit Power 设置为 auto。
对于 Interface Configuration 的设置，请按照以下说明填写。
- 一般设置
- 模式：根据 LinkStar 访问互联网的方式选择。如果是通过有线连接，则选择 Client，如果是连接到 WiFi，则选择 Access Point。
- ESSID: 输入您的 WiFi 名称，请尽量避免使用空格或特殊字符。
- 网络: 勾选 lan.
- 无线安全
- 加密：WPA2-PSK
- 密钥：输入您想设置的 WiFi 密码。
填写完以上信息后，点击右下角的 Save and Apply 并等待片刻，LinkStar 会启动一个热点。
当没有设备连接到这个热点时，热点会显示为没有信号。
一切就绪后，让我们返回到 Home Assistant 页面。
点击 NEW DEVICE。然后点击 Continue。
在弹出的新窗口中，请输入您希望设置的应用名称，以及在 LinkStar 中设置的热点名称和密码（或者您自己的 WiFi）。确保 XIAO ESP32C3 和 Home Assistant 在 同一局域网 下。
然后点击 Next。
在设备类型中，选择 ESP32-C3。
然后点击 Next。
Click on the Encryption key and save it in a secure location, we will use this key in a later step.
然后点击 SKIP。
步骤 4：修改 XIAO ESP32C3 配置文件（yaml）
接下来，我们点击刚刚创建的设备标签，在左下角找到 EDIT 按钮。
请注意，我们需要修改这个 yaml 文件。我们将要修改的内容分为两部分，对应于下图中的 ① 和 ② 两个部分。
- 在 ① 部分，除了您已经配置的设备名称外，请不要更改其他内容，其他配置请参考以下代码。
# part 1:
substitutions:
name: "xiao-esp32c3"
friendly_name: "XIAO ESP32C3"
esphome:
name: "${name}"
friendly_name: "${friendly_name}"
name_add_mac_suffix: true
project:
name: "seeedstudio.mmwave_kit"
version: "2.0"
platformio_options:
board_build.flash_mode: dio
board_build.mcu: esp32c3
external_components:
- source: github://limengdu/mmwave-kit-external-components@main
refresh: 0s
esp32:
board: esp32-c3-devkitm-1
variant: esp32c3
framework:
type: esp-idf
# Enable logging
logger:
hardware_uart: USB_SERIAL_JTAG
level: DEBUG
- 在 ② 部分，复制以下代码并粘贴到
captive_portal:后面。
Click here to preview the full code
# 设置蓝牙 LE（仅适用于 ESP32），允许用户
# 向设备提供 Wi-Fi 凭据。
esp32_improv:
authorizer: none
# 通过串行客户端设置 improv 进行 Wi-Fi 配置。
# 如果您的设备有 USB 端口，方便用户在首次使用时添加凭据。
# improv_serial: # 注释掉，直到 improv 与 usb-jtag 在 idf 上兼容
uart:
id: uart_bus
baud_rate: 115200
rx_pin: 4
tx_pin: 5
parity: NONE
stop_bits: 1
seeed_mr24hpc1:
id: my_seeed_mr24hpc1
text_sensor:
- platform: seeed_mr24hpc1
heart_beat:
name: "心跳"
product_model:
name: "产品型号"
product_id:
name: "产品 ID"
hardware_model:
name: "硬件型号"
hardware_version:
name: "硬件版本"
keep_away:
name: "主动报告接近"
motion_status:
name: "运动信息"
custom_mode_end:
name: "自定义模式状态"
binary_sensor:
- platform: seeed_mr24hpc1
has_target:
name: "存在信息"
sensor:
- platform: seeed_mr24hpc1
custom_presence_of_detection:
name: "静态距离"
movement_signs:
name: "人体运动参数"
custom_motion_distance:
name: "运动距离"
custom_spatial_static_value:
name: "存在能量"
custom_spatial_motion_value:
name: "运动能量"
custom_motion_speed:
name: "运动速度"
custom_mode_num:
name: "当前自定义模式"
switch:
- platform: seeed_mr24hpc1
underlying_open_function:
name: "底层开启功能信息输出开关"
button:
- platform: seeed_mr24hpc1
restart:
name: "模块重启"
custom_set_end:
name: "自定义模式设置结束"
select:
- platform: seeed_mr24hpc1
scene_mode:
name: "场景模式"
unman_time:
name: "进入无人状态的时间（标准功能）"
existence_boundary:
name: "存在边界"
motion_boundary:
name: "运动边界"
number:
- platform: seeed_mr24hpc1
sensitivity:
name: "灵敏度"
custom_mode:
name: "自定义模式"
existence_threshold:
name: "存在能量阈值"
motion_threshold:
name: "运动能量阈值"
motion_trigger:
name: "运动触发时间"
motion_to_rest:
name: "运动到静止时间"
custom_unman_time:
name: "进入无人状态时间（底层开启功能）"
然后，请点击右上角的 Save 按钮。
第五步：上传固件到 XIAO ESP32C3
- 方法一：直接编译并上传
如果您使用的是 x86 设备并且能够看到 XIAO 出现在设备端口中，那么您可以直接编译并将程序上传到 XIAO。
将 XIAO 连接到您的设备。
点击设备栏右下角的三个点，选择 安装。
点击 插入到运行 ESPHome 仪表盘的计算机。
选择连接的端口。
现在，它将下载所有必要的板卡包并将 ESPHome 固件刷入 XIAO ESP32C3。如果刷写成功，您将看到以下输出。
如果在连接 XIAO 到设备后无法找到端口，您可以尝试使用第二种方法。
- 方法二：使用主机上传已编译的固件
像 LinkStar H68K 这样的软路由不支持识别外部 MCU 设备，我们需要先下载已编译的固件，然后通过另一台 PC 上传固件。
点击右上角的 安装 按钮。然后选择最后一个项 手动下载。
选择 现代格式。
然后，它将花费较长时间进行下载和编译，请耐心等待。准备好后，固件将自动下载到您的计算机。
要将固件上传到 XIAO ESP32C3，有几种选择，我们展示了两种方法：
- 选项 1：使用 ESPhome Web 工具 工具 上传。
确保已安装正确的驱动程序。以下是 ESP 设备常用芯片的驱动程序。
CP2102 驱动程序： Windows & Mac
在 Chrome 或 Edge 浏览器中打开 ESPhome Web 工具。
点击 连接。
在弹出的窗口中选择 XIAO ESP32 的串口。
点击 安装，然后选择从上述步骤下载的 .bin 文件。
- 选项 2：使用 esphome-flasher 工具 工具。
如果在安装驱动程序并更换浏览器后仍然无法使用方法一上传固件，您可以尝试使用方法二。请参考官方教程，了解具体的安装方法和操作说明。
如果您希望查看 XIAO ESP32C3 的日志消息，您也可以通过该软件的 View Logs 按钮来查看。
上传完成后，您可以断开 XIAO ESP32C3 与 PC 的连接（除非您需要查看日志），然后单独为 XIAO 提供电源。
如果一切顺利，XIAO ESP32C3 将搜索并连接到您为其设置的 Wi-Fi。
就像我一样，我使用 LinkStar H68K 的网络。您可以在网络选项中找到它，并看到 LinkStar H68K 分配给它的 IP 地址。
通常，此时在 Home Assistant 中，设备的状态也会从离线变为在线。
配置 Home Assistant 面板
第六步：连接 XIAO ESP32C3
如果您的局域网中没有太多 Home Assistant 设备，Home Assistant 可以自动搜索并将您的 ESP 设备添加到设备标签中。您可以在 设置 中的 设备与服务 标签页中看到此设备。
如果它没有自动搜索，您也可以通过 IP 地址连接到 XIAO ESP32C3。
点击 添加集成 并搜索 esphome。
然后输入 XIAO ESP32C3 的 IP 地址，端口号为 6053，然后点击 提交。
如果输入的 IP 地址和端口号正确，您将看到提示输入加密密钥，这个密钥是我们在 第4步 中保存的。
然后点击 提交。
此时，设备添加的步骤已经成功完成。
第七步：24GHz mmWave 模块 Lite 功能概述
为了帮助您快速了解该套件的完整功能和如何使用这些功能，您需要仔细阅读这一部分。如果您想要更详细的信息，我们建议您花时间阅读 产品用户手册.
关于仪表板的配置和参数的详细信息，我们在 ESPHome 文档中整理了详细的介绍，请点击链接阅读完整的文档和详细信息。
第八步：配置 Home Assistant 面板
如果您觉得默认的卡片展示数据非常枯燥且不友好，Home Assistant 提供了多种现成的仪表板供您选择。
您可以创建一个适合您个人偏好的仪表板。
例如，将信息输出的控制选项变成一个漂亮的开关。
将人体运动的速度转换成可视化的仪表板展示。
这就是我设计的内容，看起来像是一个智能家居控制中心。
到目前为止，我们已经成功完成了教程的内容。
使用 XIAO ESP32C3 连接 Grove 到 Home Assistant
当然，XIAO ESP32C3 不仅仅支持将 24GHz mmWave 人体静态存在模块 Lite 集成到 Home Assistant，您可以在本文件中找到更多适用于您自己的教程。
让您的创意发挥出来吧！
故障排除
常见问题 1：在使用 ESPhome Web 工具上传固件时出现以下错误，我该如何修复？
回答: 如果上传时出现此提示，断开 XIAO ESP32C3 与 PC 的连接。然后，在按住 BOOT 按钮的同时，将板卡连接到 PC，接着释放 BOOT 按钮，进入引导加载程序模式。此时，只需重新连接并再次上传固件即可。
常见问题 2：按照 esphome flasher 的教程，我在 Linux 下无法安装 esphome flasher？
回答:在执行以下命令时，您需要选择适合您的系统版本，否则会出现错误。例如，如果我的计算机是 Ubuntu 22.04，那么应该执行如下命令。
sudo apt install python3
pip3 install -U \
-f https://extras.wxpython.org/wxPython4/extras/linux/gtk3/ubuntu-22.04/ \
wxPython
pip3 install esphomeflasher
常见问题 3：我填写了正确的 WiFi 和密码，为什么看不到 XIAO ESP32C3 的 IP 地址？
回答: 当遇到此问题时，请检查 XIAO ESP32C3 的天线是否连接到位。如果天线已连接，请确保 XIAO 与 LinkStar 的距离不超过 3 米（除非您已更换了更强大的天线）。如果仍然无法看到 XIAO，可以使用 esphome flasher 软件查看 XIAO 的日志信息，并通过日志检查 XIAO 的连接状态。您可以重新插拔 XIAO 尝试重新搜索 WiFi 并连接。
常见问题 4：我使用 Jlink 刷写固件时，出现了“编程范围 @address 0x08000000 失败（块验证错误）程序失败，无法编程和验证目标”错误，怎么办？
当您使用 Jlink 刷写固件并出现此错误时，可能是以下情况之一。
- 您的传感器完全无法正常工作，无法接收到任何消息。
- 您正在尝试使用无效或不正确的固件。
如果您的雷达最初是正常工作的，请再次检查您使用的是正确的固件！不同的雷达和传感器型号使用不同的固件！通过 UART 升级固件与通过 Jlink 升级固件的方式不同！请停止执行以下步骤。
我已经确认我的产品在异常情况下显示此错误消息
如果您的雷达完全无法工作，那么出现此错误消息可能是正常的。
因为雷达的异常操作已经触发了读写保护机制，通常情况下不允许用户再对产品进行刷写程序，所以我们需要解锁雷达的读写保护机制。
由于解锁读写保护存在较高风险，我们不会在此公开解锁方法，而是将该方法放在 此处的ZIP 文件，供需要的用户使用。一旦异常的雷达被解保护，固件就可以重新更新，以恢复正常工作。
技术支持与产品讨论
感谢您选择我们的产品！我们致力于为您提供不同的支持，确保您使用我们的产品体验顺利。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的需求和偏好。