Turris Gadgets (MQTT-centered) playground

K čemu je to dobré

• Turris Dongle je prakticky sériová linka a k té se může bez problému připojit pouze jedna aplikace a pokud chceme, aby více aplikací přistupovalo ke Gadgetům, je třeba něco jako brána (což je právě turris-gadgets_mqtt_gateway.py)
• odstiňuje aplikace od nízkoúrovnějšího rozhraní poskytovaného Donglem a poskytuje zaběhlé (snadno se zapojí do stávající IoT infrastruktury) vyšší-úrovňové rozhraní (je velmi, velmi jednoduché na použití ať už aplikacemi, či ručně)
• pomocí ACL na MQTT brokeru můžeme jednotlivým aplikacím nastavovat oprávnění k určitým zařízením, ať už co mohou ovládat, nebo jaké zprávy od jakých zařízeních mohou příjmat

Více o MQTT

Skvělý seriál o MQTT v angličtině je na blogu HiveMQ.

Adam Hořčica měl na LinuxDays 2014 přednášku o protokolech pro IoT (YouTube), jsou k ní i slajdy.

Instalace mosquitto (MQTT broker) pod OpenWRT / Turris OS

opkg install mosquitto mosquitto-client
/etc/init.d/mosquitto enable
/etc/init.d/mosquitto start

VAROVÁNÍ: Je velmi vhodné mosquitto zabezpečit, obzvlášť, pokud máte router dostupný z internetu!

Poznámka: Je vhodné (ale ne nutné) si zkompilovat novější verzi mosquitta s podporou WebSockets.

Instalace pod OpenWRT / Turris OS

1. Instalace systémových závislostí

   opkg update # Aktualizace seznamu balíků
   opkg install python3-pip git
   

2. Stažení MQTT brány

   cd /opt/
   git clone git://github.com/renekliment/turris-gadgets-mqtt.git
   cd turris-gadgets-mqtt
   

3. Instalace python závislostí

   pip3 install -r requirements.txt
   

4. (volitelné) Instalace MPD python modulu - potřeba pouze pro demo s MPD

   pip3 install python-mpd2
   

Příklad instalace pro standardní distribuci

Zde uvedeno pro Ubuntu 18.04.

apt update

# zde nainstalujte a nastavte bezpečně mosquitto, nebo jiný MQTT broker

apt install python3 python3-pip
pip3 install pipenv

cd /opt
git clone https://github.com/renekliment/turris-gadgets-mqtt.git
cd turris-gadgets-mqtt
cp src/config.template.yaml src/config.yaml

# pro jednoznačné namapování donglu na /dev/ zařízení můžete využít ukázkové udev pravidlo
# vyplňte src/config.yaml dle vašich potřeb

cp src/systemd/turris-gadgets-mqtt.example.service /etc/systemd/system/turris-gadgets-mqtt.service
useradd -r turris-gadgets-mqtt
gpasswd -a turris-gadgets-mqtt dialout
chown -R turris-gadgets-mqtt:nogroup .
systemctl daemon-reload

# spuštění
systemctl start turris-gadgets-mqtt

Nastavení MQTT brány

Zkopírujeme si šablonu konfigurace do finálního souboru cp src/config.template.yaml src/config.yaml.

V souboru src/config.yaml nastavíme:

1. údaje pro připojení k MQTT brokeru (můžeme ponechat výchozí, pokud jsme nic neměnili)
2. sériová čísla Gadgetů - jsou to klíče v poli devices
3. podle potřeb si upravíme příslušné mqttPath

Upozornění: V souborech YAML se nesmí používat tabulátory. Odsazení úrovní se dělá pomocí mezer.

Spuštění Gadgets <---> MQTT brány

VAROVÁNÍ: Skript vždy po spuštění vypne alarm/pípání a oba výstupy (zásuvky / relé), aby se dostal do definovaného stavu.

python3 /opt/turris-gadgets-mqtt/src/turris-gadgets_mqtt_gateway.py

Pokud vše funguje a chceme nechat skript puštěný i po odhlášení z Turrisu:

1. opkg install screen
2. screen -dmS turrisGadgets_over_mqtt python3 /opt/turris-gadgets-mqtt/src/turris-gadgets_mqtt_gateway.py

Testování komunikace s Gadgety

Poslouchání zpráv od Gadgetů: mosquitto_sub -h 192.168.1.1 -t "turrisGadgets/#" -v, kde případně upravíme IP adresu Turrisu, na kterém běží mosquitto a prefix, pod kterým se Gadgety nacházejí. Můžeme pustit jak na Turrisu, tak z kteréhokoliv zařízení, které tento nástroj obsahuje a může se na Turris po síti dostat.

Spínání zásuvek:

mosquitto_pub -h 192.168.1.1 -t turrisGadgets/room/socket/lamp/control -m 1
mosquitto_pub -h 192.168.1.1 -t turrisGadgets/room/socket/lamp/control -m 0

Mezi přepínáním stavu reléových zařízení je třeba pár sekund vyčkat.

Nastavení demo aplikací

Provádí se v příslušných konfiguračních souborech (vždy zkopírujeme šablonové soubory na stejné jméno, jen bez .template). Jedná se o nastavení:

1. údajů pro připojení k MQTT brokeru (můžeme ponechat výchozí, pokud jsme nic neměnili)
2. prefixu, který používáme pro Gadgety (pokud jsme ho změnili v souboru nastavení brány)
3. jiných údajů (pro připojení k MPD, Twitteru, ...; pokud jsou relevantní)
4. pokud jsme provedli změnu cesty komponent, musíme změnu reflektovat i v kódu - např. z room/socket/lamp jsme udělali room/socket/heater