はじめに
- 2年ほど前に、自宅状況の見える化という記事を投稿しています。
- 当該記事はRaspberryPi（実際はNanoPiを使用）ベースだったのですが、今年の１０連休を利用（完成はしなかったんですが）してM5Stackベースで作り直したので、そのご紹介記事となります。
装置の外観
- 表示内容
- IPアドレス（左上）
- 現在日時（右上）
- 上から順に
- BME280センサーから取得した室温、湿度、気圧
- スマートメーターから取得した瞬時電力、積算電力量（正方向、負方向）
- エコキュートから取得した消費電力、タンク残量
- ダイキンエアコンから取得した消費電力、室温、外気温
M5Stack化のメリット・デメリット
- メリット
- QVGAディスプレイによる視認が可能。
- NanoPiには表示機能がない。
- 電源ON/OFFのストレスがない。
- NanoPiの場合、電源OFFの前にssh接続＆シャットダウンを行う必要がある。
- QVGAディスプレイによる視認が可能。
- デメリット
- Pythonに比べて、お手軽さがない。（MicroPythonというものがあるようですが、試したことがありません。）
- Linuxによるマルチプロセスを期待できないので、一つのプログラム内で作り込む必要がある。
- Linuxコマンドが使えない。（curlコマンドなど）
プログラムソース、回路図など
- GitHub(HomeM5)で公開しています。
機能説明
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スマートメーター通信
- 状態遷移
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接続状態の動作
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約
１０ms1msごとにスマートメーターからの受信がないかポーリングする。- EVENT２５受信の取りこぼしは、インターバルが長過ぎた（10msで100byteを超えるデータが受信バッファに溜まってしまう）ためと思われ、修正。（2019/6/23）
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さらに、HardSerialの受信バッファサイズ（デフォルト256byte）を2048byteに拡張。（2019/6/23）
Serial2.setRxBufferSize(2048);
- 受信電文により、処理を振り分ける。
- データ受信（取得コマンド応答の瞬時電力値、３０分毎にスマートメーターから送られてくる積算電力量値）
- イベント受信（EVENTxxは、無線モジュールから送られてくる電文）
- EVENT25…接続完了通知
- 取得コマンド送信可能状態になる。
- EVENT26…切断要求通知
- 切断コマンド（TERM）送信後、接続処理を開始。
- EVENT27…切断成功通知
- 切断コマンド（TERM）送信後、接続処理を開始。
- EVENT28…タイムアウト通知（切断要求に対する応答がなかった）
- 切断コマンド（TERM）送信後、接続処理を開始。
- EVENT29…無線送信禁止通知
- 取得コマンドの送信を止め、EVENT25の受信を待つ
- EVENT25…接続完了通知
- 取得コマンド送信可能なら、約２分毎に瞬時電力取得コマンドをスマートメーターに送信する。
- 切断要求のハンドリングは重要で、定期的にスマートメーターから送られてくるので、うまく再接続処理してやらないと、いつの間にか通信が止まっているという状況になってしまう。
- NanoPi版で時々接続が切れてしまう事象があって、通信ログを追ったところ、1日に１回くらい切断要求が送られてきていたのを無視していた。
- 無線送信禁止状態が解除されない場合がある(2019/6/12 追記)
- EVENT29を受信した後のEVENT25が、時々受信できない。
- そのため、取得コマンドを送れずに瞬時電力値が得られない。
- スマートメーターとの接続は切れてないので、３０分ごとに送られてくる積算電力量は取得できる。
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スマートメータからの受信をMicroSDカードにログを取るようにして稼働させてみたところ、下記の状態になっていることを確認できた。
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正常（EVENT29が来た後、数秒以内にEVENT25）
2019/06/10 18:06:08 EV29 2019/06/10 18:06:08 RXUDP 2019/06/10 18:06:09 RXUDP 2019/06/10 18:06:09 RXUDP 2019/06/10 18:06:09 RXUDP 2019/06/10 18:06:09 EV25 -
異常（EVENT29が来た後、ずっとEVENT25が来ない）
2019/06/12 08:32:38 EV29 2019/06/12 08:32:42 RXUDP 2019/06/12 08:32:43 RXUDP
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- 状態遷移
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ネットワーク
- 起動時にEthernetがLink状態ならEthernetモジュール（WIZ850io）を使用し、それ以外はM5Stack内蔵のWiFiを使用。
- Echonet通信とNTP取得では、EthernetUDP（または、WiFiUDP）を使用。
- InfluxDB送信は、EthernetClient（または、WiFiClient）を使用。
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BME280センサー
- 起動直後は、気圧が異常な値（極端に小さい値）になることが多かったので、９００hPaを超えるまで繰り返し取得するように。
- 約２分毎にライブラリ（BME280_Light）経由で計測値を取得。
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Echonet通信（エコキュート、ダイキンエアコン）
- 起動時に受信タスクを起動し、UDPポート３６１０でEchonetパケットの受信を待つ。
- 約２分毎に取得要求コマンドを、エコキュートとダイキンエアコンに送信
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NTP取得
- 起動時にNTPサーバーに時刻取得を行う。
- 以降は、millis()値を定期的に取得し、増分（ms）を加算していく。
- 「NTP」ボタンが押されたら、NTPサーバーへの再取得を行う。
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InfluxDB送信
- 上記の各計測値（スマートメーターの瞬時電力、積算電力量、BME２８０センサー値、エコキュート値、ダイキンエアコン値）の取得タイミングで、InfluxDBサーバに計測値を送信する。
今回、ハマったところ
- InfluxDB送信で、NanoPi版ではcurlコマンドを使用していたので同様にしようと、libcurlの導入を試みたりしました。（これだけで三日くらい費やしている。）
- ふと思い立って、誰かがライブラリを提供しているんじゃないかと検索したところ、ESP8266_Influx_DBに行き着きました。
- コードを読んでHttpClientを使えば良いことがわかりました。
- そのまま当該ライブラリを使ってもよかったんですが、なるべく有線LANでネットワーク接続したかったので、参考にして自作しています。