IoBroker от 0 до 100

Небольшое введение

Сразу оговорюсь, что ковыряние в таких системах - моё хобби в свободное от основной деятельности время. Поэтому прошу отнестись с определенной скидкой к критике данного материала. 
А если вы гуру системы и заметили ошибки, или есть пожелания - смело дополняйте материал.

ioBroker - OpenSource проект, который разрабатывается сообществом информатиков. Каждый интересующийся темой умных домов может присоединиться к проекту и разрабатывать приложения. Есть и обширный форум для конечных пользователей, в котором активно обсуждаются новые идеи, проблемы и пожелания клиентов.

ioBroker полностью разработан на Node.js, интуитивно понятен, гибко подстраивается под новые условия, легко дополняется. Любой владеющий JavaScript может самостоятельно расширять возможности системы.

Ещё одно незаменимое преимущество - создание кластера из работающих, как одно целое, нескольких серверов (Multihost). Когда система разрастётся настолько, что Raspberry перестанет справляться - то достаточно инсталлировать вторую Raspberry, чтобы распределить текущие задания между ними.

Ну и самая, возможно, яркая отличительная черта ioBroker - визуализация. Посредством Drag & Drop можно разрабатывать сложные и красивые изображения-визуализации для дома.

Выбор платформы

ioBroker работает на любом оборудовании и операционных системах, на которых запускается Node.js (ARM, x86, Windows, Linux, OSX). При этом не имеет значения, какой “компьютер” вы используете: Raspberry, Windows-Server, Synology-NAS или MacOS. Каждый пользователь, даже не являясь профессионалом, может использовать ioBroker. Кто не хочет связываться с Linux - может запросто использовать Windows.

Так как ioBroker для каждого нового драйвера запускает новый Node.js-процесс, то главный ограничивающий фактор - объём оперативной памяти. 
Для каждого отдельного драйвера требуется примерно 10-60 Мб, в зависимости от сложности. 

Автор статьи разворачивает ioBroker на Raspberry Pi (она же "малина") 3 поколения. Информации по этой платформе в Интернете достаточно много, в том числе на русском языке. Минимальной рабочей памятью считается 256МБ ОЗУ, но для более-менее комфортной работы желательно не менее 1ГБ.

Сейчас уже выпускаются Raspberry Pi 4 поколения с 2, 4 и даже 8 ГБ ОЗУ. "На вырост" вполне можно взять.

Выбор флэш-карты

Главное: флэшка должна быть не ниже 10 класса (ещё быстрее работают UHS 1-3 класса - U1-U3).

В сети много споров и обзоров на тему лучших карт и производителей, частым советом является SanDisk, как отлично зарекомендовавшая себя с "малинками". Желающие могут углубиться в самостоятельные поиски, тесты и сравнения.

У автора статьи из 8 ГБ памяти занято около 36% и больше 8 гигабайт, скорее всего, брать смысла нет.

Установка ОС

Описана для оригинальной Raspberry Pi версии 3. При развёртывании на клоны, а тем более Windows, ищите соответствующие мануалы. Тем не менее, общий принцип тот же.

1. Для сервера умного дома на ioBroker достаточно облегчённой версии "Raspbian", для Raspberry Pi OS 32-bit Lite. Выбираем этот образ. Он не содержит в себе графической оболочки и рекомендованного ПО.
2. Распаковываем образ, записываем на флэшку (при помощи Rufus или Win32DiskImager).
3. В корне флешки создаём пустой файл с именем 'ssh' (без расширения), это позволит подключиться к малине удаленно по сети, используя протокол ssh, чтобы не подключать монитор.
4. Сканируем сеть/смотрим в dhcp, ищем адрес нашей "малины" и подключаемся через putty на порт 22 (имя пользователя 'pi', пароль 'raspberry').
5. Проводим первоначальную настройку командой 'raspi-config': новый пароль, часовой пояс, русскую локаль.

Установка ioBroker

Для вас есть хорошая новость: это очень простой шаг. Всего один, но крутой скрипт сделает всю грязную работу по установке iob. Запускать его на всякий лучше с правами администратора (тот самый "рут").

Команда на запуск скрипта: sudo curl -sL https://iobroker.net/install.sh | bash -

В 4 этапа будут установлены необходимые библиотеки, нода, созданы папки и назначены права.

• 
  Первый этап
• 
  Второй этап
• 
  Третий этап
• 
  Четвёртый этап

Готово! Можно запустить интерфейс администратора iob по адресу http://ip_адрес_нашей_малины:8081

Веб-интерфейс

Запускаем админ-панель, читаем и принимаем лицензионное соглашение.

Откроется панель управления всей системы УД iob.

• 
  Веб-интерфейс

Здесь всё разбито по категориям:

Термин	Описание
Драйверы	Адаптеры, связывающие устройства с системой iob (что-то вроде маркета приложений)
Настройки	Управление уже установленными драйверами (включить/выключить/перезапустить/конфигурировать)
Объекты	Реестр записей, называемых стейтами (от слова state). Через стейты происходит управление всем и вся. Здесь хранятся и стейты-команды для управления (включение, выключение света, или запуск пылесоса), и стейты-статусы (состояние подключения устройства, или данные датчиков)
Категории	Здесь создаются комнаты и функции для устройств, играет роль для комфортной работы с Алисой
Логи	Те самые логи
Скрипты	Пользовательские скрипты для выполнения чего либо (например, включить свет в помещении при обнаружении движения, отправить сообщение в телеграм при срабатывании датчика протечки, проиграть звук на подключенных к малине колонках). Пункт появится после установки драйвера Script Engine!

Устройства

Устройства могут работать по сети Wi-Fi, протоколу ZigBee, z-wave, modbus, RS485 и другие.

Чтобы добавить устройства Sonoff, их предварительно нужно прошить альтернативной прошивкой, например tasmota.
Читаем об этом тут и тут.
Кроме того, для управления ZigBee-устройствами нужен USB-стик. Читаем телеграм чат и сайтик. 

Итак, для использования Zigbee:

1. докупаем стик, подключаем его в "малину";
2. устанавливаем одноименный драйвер - "Zigbee" (установка драйверов описана ниже);
3. В настройках "имя или адрес порта" выбираем /dev/ttyACM0;
4. Чтобы добавить устройства, открываем настройки драйвера ZigBee;
5. Щёлкаем зеленую иконку сопряжения в верхнем правом углу (начнётся процесс поиска устройств).
6. Теперь ищем кнопку на/в корпусе устройства. Скорость и интенсивность нажатия кнопки зависит от устройства, тыркать можно и наугад, пока в логах сопряжения не появится информация об устройстве. У выключателей наоборот - нужно зажать 1 или 2 кнопки (в зависимости от их количества) секунд на 20.

• 
• 

Во вкладке "Устройства" лучше сразу переименовать все добавленные, для удобства в будущем.

Драйверы

Обеспечивают взаимодействие iob с различными устройствами и другими системами ("календарь", "погода", модуль скриптов, mqtt и др.). Устанавливаются по необходимости; сразу перегружать систему "всем" не стоит.

Доступные драйверы собраны на вкладке "Драйвера" в формате "маркета". Сюда же приходят их обновления.

Примеры:

• mihome-vacuum - драйвер для управления пылесосом xiaomi (минуя приложение mihome)
• sonoff - для управления устройствами sonoff
• zigbee - для usb-стика, связывающегося с Zigbee-устройствами.

Чтобы установить драйвер, просто находим нужное название в списке, на его иконке жмем троеточие и плюсик. Установка происходит автоматически.

Во избежание проблем, в это время лучше не сворачивать окно до конца установки.

Следом откроется окно настроек установленного драйвера. Настройки могут потребовать указать:

• IP-адрес и порт устройства
• ID устройства
• авторизацию

После настройки драйвера с ним также можно взаимодействовать через скрипты.

Скрипты

"Сердце" автоматизации процессов и пакетного управления устройствами.

Чтобы этот блок появился в меню, необходимо установить драйвер "Script Engine". Вам станут доступны сразу 3 способа написания правил:

• JavaScript - стандартным JavaScript-кодом;
• Blockly - создание правил графическими блоками;
• TypeScript - кодом на TypeScript.

Выбирайте удобную среду в зависимости от опыта. При отсутствии навыков программирования отлично подходят блоки.

Для порядка, скрипты лучше сразу сортировать по папкам (освещение, техника, оповещения и т.д):

Резервные (аварийные) копии

В один прекрасный день Ваш сервер вполне может "лечь". Причины самые разные:

• Вышла из строя флэшка;
• Вы неудачно поиграли с новыми драйверами, или обновлениями;
• Случилось какое-то другое воздействие на сервер.

Чтобы быстро и безболезненно восстановить работу умного дома, необходимо иметь резервную копию. По счастью, всё, что минимально нужно сохранить, это из папки по пути /opt/iobroker/iobroker-data скопировать:

• 2 файлика: objects.json и states.json,
• 1 подпапку: zigbee_0, внутри которой лежит файл shepherd.db (если у Вас вообще есть zigbee-устройства).

Если вдруг настало плохо - то:

• меняем/тестируем/форматируем флэшку;
• ставим заново raspbian;
• разворачиваем iob;
• В терминале выполняем команду: iob stop
• архивную копию (файлы objects.json, states.json и папку zigbee_0) закидываем по указанному выше пути.
• снова запускаем ioBroker: iob start

В зависимости от количества драйверов, устройств, модулей, настроек, скриптов (нужное подчеркнуть) потребуется разное время на переустановку, но главное - всё будет идти в автоматическом режиме. 
Если совсем лениво - можно оставить на часок, а после зайти в веб-морду и проверить, всё ли на месте.

За процессами можно наблюдать в htop (следим за процессом npm, нажав F5).

Интеграция с голосовым ассистентом Алиса через драйвер Cloud Iot

Создаём учётную запись ioBroker

Дошли до самого интересного!

• Регистрируемся на сайте, подтверждаем свой почтовый ящик.
• Устанавливаем драйвер "IoT Assistants/Соединение Cloud IoT" (гитхаб)
• Заходим в его настройки:
  • В ассистентах отмечаем "Yandex Алиса";
  • Указываем свой логин и пароль подключения к ioBroker.pro;
  • Жмём "Сохранить" (адаптер перезапустится).

Объединяем аккаунты в приложении Яндекс

Здесь всё совсем легко:

• Открываем приложение Яндекса;
• Переходим в знакомый всем квазар - "Управление устройствами";
• "Добавить устройство" - "ioBroker";
• Связываем аккаунты ioBroker и Алисы с помощью созданного логин/пароля.

Если аккаунты не связались - поменяйте/установите в настройках телефона браузер по умолчанию, и пробуйте снова.

Настройки драйвера "IoT Assistants"

• Открываем iobroker, делаем активную вкладку (если не было раньше) "Категории" и переходим в неё.
• Создаем комнаты, где планируется разместить умные устройства.
• Создаем для них функции: свет, отопление, жалюзи, техника и т.д.
• Открываем "Объекты" в ioBroker, и в каждом нужном нам устройстве выставляем "Функции" и "Комнату".

Снова откроем настройки драйвера "IoT Assistants", во вкладке "устройства Алисы" должны появиться наши объекты:

Интеграция с голосовым ассистентом Алиса через протокол mqtt

https://wiki.yaboard.com/w/Алиса,_IoBroker_и_MQTT

Предугадать в статье все возможные проблемы тяжело; будем считать, что у Вас уже есть минимальное представление о платформе iob, мозги и чуйка. Анализируйте ошибки, используйте поиск ("iobroker алиса"). 

Некоторые ссылки

Часть информации взята здесь:

• Обзорная статья на Хабре 2017 года - вводное описание частично взято отсюда.
• "Драйвер IoT Assistants и Алиса"
• "Алиса и ioBroker"
• "Подключение устройств ioBroker в Алису" (здесь более подробно рассказано о подключении).