自宅状況の見える化（M5Stack版）

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。
• 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

1. スマートメーター通信
   • 状態遷移
     　　　　
   • 接続状態の動作
     • 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）

       • 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](https://www.rohm.co.jp/products/wireless-communication/specified-low-power-radio-modules/bp35c0-product)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
            - 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。
        - 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。
            - 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

1. 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。
2. 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。
3. 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
4. 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。
5. 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。