如何实现不同品牌智能家居之间的互联互通
2019-09-09 18:22    捷易智能家居

智能家居已逐步进入人们的生活,但是众多智能家居系统的互联互通依然难以解决。Home Assistant是一个开源、支持众多厂商产品的智能家居平台。今天,捷易科技就为大家介绍一下Home Assistant的内核结构、系统结构和基于小米网关的智能家居系统控制配置过程,提供了一个解决智能家居产品互联互通问题的可行方案。

 

1.智能家居产品互联互通可行性方案

 

物联网和智能家居的概念已深入人心,众多智能家居厂商推出了基于ZWAVE、ZIGBEE、蓝牙、WIFI、SUB1G等协议的智能家居系统。这些厂商大都自成体系,形成完整的生态系统,但是与各品牌设备之间的相互联动却非常困难。

 

为了解决这一问题,捷易智能家居提出可以利用强大的智能家居平台-Home Assistant(HA)。HA是一个开源、成熟完整的基于Python的智能家居系统,设备支持度高,支持自动化(Automation)、群组化(Group)、UI客制化(Theme)等高度定制化设置。背后又有庞大的社群基础,且不断在更新。它能够将众多品牌的智能家居设备接入到同一个平台下,并实现更高级的自动化控制和多平台的Web界面,让智能家居的整合程度更上一个层次。

 

H A 可运行在树莓派硬件上,支持大部分操作系统,包括macOS、Linux、Windows等。

 

下面,我们基于小米网关的智能家居系统控制配置过程,提供了一个解决智能家居产品互联互通问题的可行方案。

 

2. HA系统结构

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1 家庭自动化系统框架

 

智能家居系统框图如图1所示。家居控制模块负责收集信息和控制设备。家庭自动化模块根据用户配置触发命令,比如用户设置的一键开灯关灯功能。智家居模块根据以前的行为通过自学习自适应方式触发命令,比如根据个人习惯开启相应区域的灯。

 

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2 HA内核结构

 

HA系统的内核结构如图2所示,主要负责家庭自动化系统中的家居控制模块,主要有四个部分:

事件总线:处理事件的触发和监听——HA的核心;

状态机:跟踪事物的状态,并在状态更改时触发状态更改事件;

服务:在事件总线上侦听调用服务事件,并允许其他代码注册服务;

计时器:在事件总线上定时发送一个时间更改事件。

 

HA通过组件进行扩展。组件使用python编写,每个组件负责HA中的特定域。组件可以监听或触发事件、提供服务和维护状态。HA提供了一系列内置组件。

 

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3 控制两个不同厂商灯具的HA全局结构图

 

3显示了基于两个不同品牌灯控系统互联的HA详细结构图,与图1相比,只有智家居系统没实现。

 

4. 基于小米网关的HA系统实现过程

 

Hass.io是Home Assistant特别定制的图形化、简易安装的镜像系统,系统由ResinOS和Docker驱动,简化Home Assistant的配置过程。基于小米网关的HA系统框架如图4所示。将Hass.io安装在树莓派系统中,通过小米网关接收小米的温湿度传感器、人体传感器、无线开关信号,小米网关、Yeelight灯具信息都可由Hass.io系统进行信息交互,通过路由器可使用HA的APP软件进行智能家居控制。

 

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 4 基于小米网关的HA系统结构图

 

使用Etcher软件刷写microSD卡后修改system-connections/resin-sample文件配置WiFi信息(使用有线连接跳过此步),并将microSD卡插入树莓派后通电启动。

 

配置WiFi信息如下:

[connection]

id=resin-wifi

type=wifi

 

[wifi]

hidden=true

mode=infrastructure

ssid=你的WiFi SSID

 

[ipv4]

method=auto

 

[ipv6]

addr-gen-mode=stable-privacy

method=auto

 

[wifi-security]

auth-alg=open

key-mgmt=wpa-psk

psk=你的Wi Fi密码

 

等待树莓派连入内网,大约过几分钟在PC端浏览器中输入

http://hassio.local:8123后如图5所示,就说明初期安装完成。

 

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5 Hass.io配置

 

耐心等待其Hass.io系统联网安装完毕之后,可见如图6所示的HA系统页面。

 

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6 HA系统页面

 

可以看出系统已经接入米家网关,能调取网关的光线传感器、夜灯颜色和亮度、门窗传感器的状态等,也可以控制灯的颜色和开关。

 

小米生态产品众多,不同的产品也需要不同的连接方式。一般采用Zigbee技术的设备需要网关支持,在Home Assistant中只需要接入网关,就可以控制网关下的所有设备。这需要在Home Assistant中添加小米网关的Mac地址和密钥才可以连接。这两项需要在米家App中通过开发者模式获得。

 

修改Hass.io系统中configuration.yaml配置文件,在最后按如下方式添加小米网关和Yeelight灯具信息:

小米网关配置示例:

xiaomi_aqara:

  gateways:

      - mac: xxxxxx

        key: xxxxxx

Yeelight灯具配置示例:

light:

  - platform: yeelight

    devices:

      192.168.0.25:

        name: Living Room

        transition: 1000

        use_music_mode: True #(defaults to False)

        save_on_change: False #(defaults to True)

 

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7 HA灯具控制页面

 

重启后即可如图7所示,在Web界面中进行控制。至此配置过程大致结束。其他品牌的智能家居产品也可通过类似方式加入HA系统。HA也有更多的功能可以二次开发使用,极大地方便了智能家居设备的整合。

 

智能家居产品的互联互通一直是本行业的痛点。捷易智能家居通过介绍HA系统的基本原理和基于小米网关的智能家居系统控制配置过程,给解决互联互通痛点问题提供了很好借鉴,可促进智能家居设备的整合。

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