MQTT KNX V2

Описание

KNX-устройства в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board

За работу с KNX-устройствами в контроллерах Wiren Board отвечает установленный с завода сервис wb-mqtt-knx, который может работать в двух режимах:

1. Сетевой мост, который обрабатывает, передаёт и принимает KNX телеграммы в MQTT в специальном формате. Оставлен для обратной совместимости, новые функции в этот режим внедрятся не будут.
2. Контроллер групповых объектов. Это набор виртуальных устройств для работы с групповыми объектами KNX и предварительной обработкой типов данных.

Сетевой мост

В режиме сетевого моста сервис пересылает телеграммы из MQTT в KNX и обратно.

Чтобы отправить групповую телеграмму в KNX необходимо отправить подготовленное сообщение в MQTT топик:

mosquitto_pub -t '/devices/knx/controls/data/on' -m "g:${DstAddr} ${APCI} ${Data}"

Все сообщения из KNX будут доставлены в MQTT топик /devices/knx/controls/data в виде:

i:${SrcAddr} g:${DstAddr} ${APCI} ${Data}

• SrcAddr — Индивидуальный адрес KNX устройства отправителя в формате n/n/n или n/n.
• DstAddr — Групповой адрес KNX в формате n/n/n или n/n.
• APCI — Тип сообщения: строка или 4х-битное число.
• Data — Сообщение в виде байт, разделенных пробелами. Первый байт сообщения должен иметь длину не более 6 бит.

При отправке сообщений для полей Data допускаются форматы: 0xAA, 0XAA, 0b10101010, 0B10101010, 170

Поддерживаемые типы сообщений (APCI):

• GroupValueRead
• GroupValueResponse
• GroupValueWrite

Контроллер групповых объектов

Описание

В общем случае в KNX принята такая иерархия:

• Каждое KNX-устройство состоит из элементов, которые называются Точками данных (Data Point): реле переключателя, кнопка выключателя, сенсор в датчике и т.п.
• Эти точки данных называются Групповыми объектами (Group Object) и к ним привязаны групповые адреса.
• Каждый групповой адрес имеет определённый логический тип данных, который содержит как минимум одно поле данных.

Чтобы представить групповой адрес в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board, нужно создать контрол MQTT-устройства с таким же типом, как и сам адрес. После этого вы сможете работать с групповым адресом как с обычным контролом виртуального устройства: писать и читать из него текст, биты, целые знаковые и беззнаковые числа, числа с плавающей точкой.

Таким образом несколько групповых адресов можно объединять в одно или несколько произвольных MQTT-устройств.

Каждый контрол MQTT-устройства может работать в двух режимах:

1. MQTT — данные представляются в виде готовых к обработке значений и публикуются в контролы нужного типа: value, switch и т.п., доступные типы контролов смотрите в Wiren Board MQTT Conventions.
2. JSON — данные преобразовываются в JSON-сообщения, которые в виде текста помещаются в контрол.

Мы рекомендуем использовать первый режим, но он пока не поддерживает некоторые специфичные типы групповых адресов, применяемых в KNX. Если вы столкнулись с типом, которого нет в списке режима MQTT — используйте режим JSON, так вы будете получать JSON-сообщения, которые можно с помощью wb-rules разбирать, обрабатывать и формировать ответ.

Настройка

Для настройки Контроллера групповых адресов вы можете импортировать готовый проект из ETS, или настроить всё мышкой в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board.

Уровень «Администратор»

Для изменения настроек контроллера вам нужен уровень доступа Администратор, который можно выставить в разделе Настройки → Права доступа.

После завершения настроек рекомендуем поставить уровень доступа Пользователь или Оператор — это поможет не совершить случайных ошибок при ежедневной работе с веб-интерфейсом.

Пример настройки KNX-устройства в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board

Подготовка:

1. Перейдите Settings → Configs → KNX Group Object Configuration
2. Установите флажок Enable the KNX Gateway Device: knx/data
3. Нажмите на кнопку Save, чтобы сохранить настройки.

Создание MQTT-устройства для организации групповых объектов:

1. Нажмите на кнопку + Device
2. В появившемся новом устройстве укажите Device ID и опционально название Title
3. Добавьте контролы устройства и потом сохраните настройки нажатием на кнопку Save.

Добавление контрола для групповых объектов:

1. Выберите в спискеList of Devices нужное устройство.
2. Нажмите на кнопку + Control
3. Укажите Control ID и опционально название Title
4. Впишите групповой адрес Group Address в одном из форматов: 1/2/34, 1/234, 1234.
5. Выберите из выпадающего списка Data point type тип точки данных группового объекта.
6. Укажите интервал чтения группового объекта в READ poll interval for Devices (ms). 0 — отключает опрос.
7. Задайте максимальное время отклика от группового объекта: READ poll timeout for Devices (ms). Если время ответа на запрос вышло, генерируется ошибка в топик meta/error. 0 — не генерировать ошибку.
8. Если групповой объект предназначен только для чтения, установите флажок Read only
9. Создайте нужные контролы, а в конце сохраните настройки нажатием на кнопку Save.

Преобразование KNX данных в значение контрола

Преобразование учитывает тип точки данных группового объекта. Если в состав типа точки данных входит несколько полей, то на каждое поле создаётся свой контрол.

Топики для приёма и отправки DataPoint типов содержащих только одно поле данных:

• /devices/<knx_device_id>/controls/<knx_device_control_id>
• /devices/<knx_device_id>/controls/<knx_device_control_id>/on

Топики для приёма и отправки DataPoint типов содержащих несколько полей данных:

• /devices/<knx_device_id>/controls/<knx_device_control_id>_<datapoint_field>
• /devices/<knx_device_id>/controls/<knx_device_control_id>_<datapoint_field>/on

где:

• knx_device_id — имя виртуальной группы групповых объектов;
• knx_device_control_id — имя группового объекта;
• datapoint_field — имя поля из DataPoint типа.

Список поддерживаемых типов точек данных смотрите по ссылке Представление DataPoint типов.

В случае, если у контрола MQTT-устройства выбран режим JSON, то в зависимости от выбранного типа контрола будут приходить сообщения вида:

• 1.001:

  {"switch":true}
  

• 10.001:

  {"Day":0,"Hour":22,"Minutes":1,"Seconds":2}
  

• 21.002:

  {"UserStopped":true,"OwnIA":false,"VerifyMode":true}
  

Дальше вы можете обрабатывать их правилами wb-rules: читаете, обрабатываете, формируете ответное JSON-сообщение и отправляете. Прием и отправка JSON-сообщений не отличается от работы обычными DataPoint типами.

Случаи использования

Структурная схема взаимодействия

Устройства KNX device #1 и KNX device #2 связаны одним групповым адресом и образуют предварительно заданный логический канал по которому передаются определённый тип данных.

Подробнее про KNX флаги групповых объектов можно почитать в статье Flags на сайте knx.org.

Структурная схема взаимодействия KNX MQTT

Пояснения к схеме:

• KNX TP — KNX сеть, витая пара
• KNX device #1, group object #n — Групповой объект n устройства 1, привязанный к групповому адресу GA1, с флагами на чтение и передачу, и типом датапоинта Dpt1. Пример: датчик.
• KNX device #2, group object #m — Групповой объект m устройства 2, привязанный к групповому адресу GA1, с флагами на запись, и типом датапоинта Dpt1. Пример: исполнительное устройство.
• knxd — knxd сервер в контроллере WB
• wb-mqtt-knx — сервис для преобразования групповых объектов в MQTT устройства и контролы
• representation in terms of MQTT — представление групповых объектов терминах MQTT
• Web UI/ wb-rules — пользовательский интерфейс или движок правил
• /Device1/control1 — контрол, связанный с групповым адресом и типом датапоита 1

Передача данных исполнительному устройству при изменении состояния датчика

Как это работает:

1. Датчик при изменении своего состояния посылает исполнительному устройству KNX телеграмму с групповым адресом и APCI командой GroupValueWrite.
2. knxd прослушивает телеграммы на шине и пересылает полученную телеграмму своим клиентам, в числе которых wb-mqtt-knx.
3. wb-mqtt-knx по таблице соответствия, сформированной из файла конфигурации, находит MQTT контрол связанный с групповым адресом и конвертирует KNX данные в значение, публикуемое контролом. Преобразование данных зависит от типа датапоинта.
4. Изменение значения в контроле публикуется в MQTT. Подписчиками, в том числе являются движок правил и пользовательский интерфейс.

Передача данных от датчика к исполнительному устройству

Управление KNX-устройством через пользовательский интерфейс

Вы можете управлять исполнительным KNX-устройством через пользовательский интерфейс, или через wb-rules.

Как это работает:

1. Изменяется значение контрола, посредством публикации значения в топик /devices/Device1/controls/control1/on, что приводит к публикации значения в топик /devices/Device1/controls/control1/.
2. Значение из топика /on преобразуются в данные для KNX телеграммы в зависимости от типа датапоинта, связанного с контролом. # Формируется KNX телеграмма с KNX данными, адресом получателя GA1 и APCI командой GroupWalueWrite. Адрес получателя равен групповому адресу связанному с контролом.
3. KNX телеграмма передаётся всем клиентам knxd и в KNX TP сеть.
4. KNX телеграмму получают устройства 1 и 2. Обработка пакета c командой GroupValueWrite происходит только в групповом объекте m в устройстве 2, из-за того что в нём выставлен флаг W.

Передача данных от интерфейса пользователя к исполнительному устройству

Периодическое чтение группового объекта

Как это работает:

1. После начала работы сервиса и при заданном для контрола периоде опроса отличном от нуля сервис wb-mqtt-knx рассылает телеграммы с запросом на чтение с APCI командой GroupValueRead на соответствующие групповые адреса.
2. Если групповой объект имеет флаг R и групповой адрес, равный запрашиваемому, он отсылает в KNX TP ответ с текущим своим значением и ACPI командой GroupValueResponse.
3. Это телеграмму получает wb-mqtt-knx сервис и отправляет значение в контрол со связанным групповым адресом.
4. Далее значение контрола публикуется в топике /devices/Device1/controls/control1/

Чтение группового объекта

Управление сервисом и просмотр журнала

Обычно сервис запускается автоматически при загрузке контроллера и перезапускается при сохранении файла конфигурации в веб-интерфейсе.

Также можно управлять сервисом в ручном режиме. Для выполнения команд подключитесь к контроллеру по SSH. Доступны команды:

$ systemctl stop wb-mqtt-knx # остановить
$ systemctl start wb-mqtt-knx # запустить
$ systemctl restart wb-mqtt-knx # перезапустить

Для просмотра служебного журнала сервиса:

$ journalctl -u wb-mqtt-knx

Импорт из ETS

Для импорта из инструмента ETS в файл конфигурации для работы с групповыми объектами wb-mqtt-knx.conf, можно воспользоваться консольной утилитой wb-knx-ets-tool, которая идёт в комплекте с wb-mqtt-knx.

Утилита принимает на вход XML файлы экспорта из инструмента ETS версии 5 и 6, использование:

$ wb-knx-ets-tool ETS_CONFIG WB_MQTT_KNX_CONFIG

где:

• ETS_CONFIG — путь к XML файлу экспорта групповых объектов
• WB_MQTT_KNX_CONFIG — путь к файлу конфигурации для работы с групповыми объектами wb-mqtt-knx.conf