Mosquitto Broker este un add-on din HOME ASSISTANT prin care se instalează broker-ul de MQTT. Nu este folosit pentru comunicarea HA cu broker-ul, scopul acestui add-on este doar de a crea broker-ul, la care se poate conecta orice client, HA fiind un client. Pentru a conecta HA la broker se folosește integrarea MQTT.

După ce Home Assistant este conectat la broker (add-on) prin integrare, folosește MQTT pentru a expune entități pentru a fi folosite de alte integrări sau de a adăuga entități primite de la alte integrări.

În principal poți expune entități într-un anumit topic și te poți abona la anumite topic-uri pentru a primi update-uri despre entități.

Configurare Add-on Mosquitto Broker

După ce se instalează se merge la Configuration și se adaugă în config username-ul și parola cu care te vei putea conecta la Broker, în secțiunea Options:

logins:

  – username: Choose_username

    password: Choose_password

Acest username trebuie să existe și în HA, deci trebuie creat contul înainte în HA.

Se salvează setările și apoi se pun porturile în secțiunea Network. Se salvează și aceste setări. Pe urma se merge la tab-ul Info unde se bifează doar Start on boot și Watchdog. Apoi se da Start (se verifica în tab-ul de logs să nu fie erori după pornire).

Mod funcționare Home Assistant cu MQTT

Home Assistant permite adăugarea de entități printr-un mesaj MQTT discovery, de un anumit format, pe un topic la care HA este abonat să asculte. Pe baza acestor informații primite în mesaje, HA știe să-și creeze entitățile. Pentru acest lucru este necesar ca HA să aibă o comunicare setata cu add-on-ul de broker cat și să permită Discovery la device-uri.

Configurare integrare MQTT

Pentru a expune entitățile de HA în Mosquitto Broker este nevoie de un client de MQTT. Pentru acest lucru în HA exista integrarea MQTT. Se instalează integrarea MQTT și se configurează astfel:

Broker: core-mosquitto

• În cazul în care nu funcționează numele container-ului sau broker-ul se află pe altă mașina poți pune adresa IP a acestuia

Port: 1883

Username: username-ul setat la configurarea add-on-ului

Password: parola setata la configurarea add-on-ului

În următorul ecran la MQTT Options se setează următoarele lucruri:

• se bifează Enable Discovery. Acest lucru permite HA să adauge entitățile noi pe baza mesajelor MQTT discovery trimise la Broker de alte integrări.
• se bifează Enable birth message. Acest lucru înseamnă ca la conectarea la Broker, HA va trimite un mesaj standard de început prin care anunța ca este online. Folosit de alte integrări să știe când HA este up and running. Acest mesaj de Birth se va publica în topicul dorit, default fiind /homeassistant/status, dar pentru când există mai multe mașini cu Home Assistant în rețea (master/slaves) este posibil să configureze alt topic.
• Birth message paylod: online
• QoS: nimic
• Se setează Birth message retain
• se bifează Will message retain. Acest lucru înseamnă ca la deconectare se va publica mesajul de la Will message paylod pe topic-ul Will message topic. Acest mesaj are rolul de a anunța alți clienți ca HA-ul este offline
• Configurările de la Will se fac similar cu cele de la Birth cu mențiunea ca la payload este valoarea

Configurarea mesajele de Birth și Will sunt trimise de Home Assistant către Broker pentru a-l instrui ce să facă dacă de ex HA se deconectează brusc de la Broker. În acest caz Broker-ul a primit instrucțiunea de Will (pe ce topic și ce să publice) și știe că dacă dispare brusc HA-ul (se deconectează) să publice payload-ul pe topic-ul specificat. Astfel dacă a picat brusc un HA ceilalți clienți vor fi anunțați de Broker de acest lucru.

Mesajele de Birth și Will prefer să le pun retained pentru că nu se pierd când se restarteaza Broker-ul. Ele oricum sunt configurate iar când se conectează HA la broker, dar dacă s-ar reseta doar Broker-ul (nu și HA) atunci nu ar mai știi instrucțiunile de Birth și Will până nu se restartează și HA-ul, ca să le retransmită.

Work hard, play hard, be Smart!

În acest articol vom discuta despre MQTT broker & client și cum ajută acesta în Home Assistant.

MQTT este un protocol de mesaje, contruit peste TCP/IP, folosit în IoT în comunicarea dintre dispozitive. Pe scurt, modul de comunicare constă în 2 funcții principale pentru un dispozitiv:

• publică un mesaj – își anunță starea și își expune funcțiile suportate prin publicarea unui mesaj (payload) pe un anumit canal unic (topic);
• primește un mesaj – își actualizează starea, funcție de payload-ul primit pe topicul lui.

Avantajele acestui protocol sunt (nu te speria dacă nu-ți sunt clare):

• consumul redus de lățime de bandă pentru a trimite informații;
• oferă o comunicare bidirecțională între dispozitive;
• suportă milioane de dispozitive conectate simultan;
• siguranța trimiterii mesajele dpdv erori apărute în acest proces, pe 3 nivele diferite, în funcție de necesități (QoS);
• conexiuni persistente
• securitate – mesajele se pot trimite criptat TLS sau folosind metode de autentificare gen Oauth.

Structura client/broker, ai nevoie de:

• un client care să se conecteze la broker și să trimită informații pe anumite topicuri sau să asculte pe anumite topicuri. Exemplu de clienți Home Assistant prin integrarea MQTT, addon-ul Zigbee2mqtt, Z-Wave JS to MQTT etc.;
• un server care să gestioneze mesajele primite de la client, funcție de topicuri. Se poate folosi un server public MQTT sau cu ajutorul addon-ului open source Mosquitto Broker din HomeAssistant.

Exemplu

Să presupunem că avem un Broker MQTT la care se conectează 3 clienți MQTT (Zigbee2MQTT, Z-Wave JS to MQTT și Home Assistant) și device-urile fizice pe care vrem să le controlăm din HomeAssistant.

Să discutăm pe imaginea de mai sus și să vedem fiecare lucru ce rol are:

• la mijloc avem MQTT Broker care primește, stochează și transmite mesaje. Broker-ul se poate instala ca addon din HAHome Assistant;
• în stânga Zigbee2Mqtt care permite comunicarea dintre device-urile zigbee (în cazul nostru un termometru și un bec) și Broker. Are rol de client MQTT și se poate instala ca addon din HA. Pentru a face comunicarea cu device-urile zigbee pe frecvența de ~2,4 GHz este nevoie și de partea hardware, un stick USB gen Conbee II, Sonoff Dongle Plus 3.0, CC2531 etc.;
• sus Z-WaveJsToMQTT care permite comunicarea dintre device-urile z-wave (în cazul nostru un senzor de mișcare și o priză) și Broker. Are rol de client MQTT și se poate instala ca addon din HA. Pentru a face comunicarea cu device-urile z-wave pe frecvența de ~868 MHz este nevoie și de partea hardware, un stick USB gen Aeotec Gen5+ etc.;
• și în final, în dreapta avem Home Assistant pe care-l facem client de MQTT prin integrarea MQTT care este built-in.

Cum comunica toate acestea între ele folosind MQTT, să discutăm despre priza z-wave:

• addon-ul Z-Wave JS to MQTT comunică cu priza prin stick-ul USB și îi permite să se înregistreze. În timpul înregistrării priza comunică addon-ului toate feature-urile pe care le suportă (on/off, consum etc.);
• addon-ul Z-Wave JS to MQTT compune un mesaj prin care trimite la Broker, pe un topic nou (ex: zwave/priza), toate datele primite de la priză și încă un mesaj de tip MQTT Discovery pe un al doilea topic;
• HA ascultă mesajele de la Broker (prin integrarea MQTT) și primește acel mesaj MQTT Discovery, care instruiește HA să creeze entități noi cu proprietățile prizei și care este topicul la care să facă subscribe HA pentru a afla sau publica schimbările de stare pentru priză;
• mergem în HA la entitatea de priză prin care controlăm on/off și ii ziceam să fie ON;
• HA va publica mesajul în topicul la care a fost instruit mai sus sa publice schimbările de stare pentru priză;
• addon-ul Z-Wave JS to MQTT ascultă pe topicul de stare pentru priză, va primi comanda de ON și o va trimite mai departe la priza prin stick.

Cam așa se plimbă datele, prezentate într-un format minimalist. Ce m-a ajuta pe mine să urmaresc ușor ce se întâmplă în Broker-ul de MQTT este aplicația MQTT Explorer, care este de fapt un client MQTT care prezintă vizual topic-urile existente.

Faptul că addon-ul Z-Wave JS to MQTT poate funcționa și fără MQTT, că există și alte addon-uri pe care le puteți folosi în Home Assistant etc. nu fac subiectul acestui articol.