米家蓝牙器件接入HA的较佳方案：蓝牙网关+TTL+MQTT，ex榉树锁

XCray · 发表于 2020-5-23 19:11:06

本帖最后由 XCray 于 2021-8-24 12:47 编辑

2121年8月补充：
这个只是较佳方案，不是最佳。。。
看我的签名贴，用esp32直接接收解密蓝牙消息，无论从原理还是效果上看，都比这个方案更好。

另，本贴所述方案已被n大在esphome里实现，比arduino自己编译的固件更便于维护管理，建议参阅相关帖子。

~~~~~~~~~~~~~~~以下是2020年11月份发的内容~~~~~~~~~~~
偶然间看到几个神贴：《小米智能门锁状态信息接入hass的非典型方法》https://bbs.hassbian.com/thread-8444-1-1.html《小米万能遥控器里的秘密-米家蓝牙传感器及门锁接入homeassistant》https://post.smzdm.com/p/a4wmp04x/
《米家智能门锁接入开源智能家居系统》https://github.com/killadm/LOCK2MQTT
深受感动！
我自己一直对门锁通过蓝牙网关联网这种方案非常痛恨（最大的原因是所有自动化都只能云端执行，时延太大以至于没啥实际价值）。蓝牙网关没有局域网接口，一直耿耿于怀。
看到这几位大神的文章，突然受到启发：
- 我用的虽然是榉树送的蓝牙网关，应该也有TTL、也可以输出我想要的一些消息吧？
- 我用的虽然不是米家自己品牌的门锁，可是榉树也支持米家app，消息格式是否也一致？
- 虽然我不想再增加ESP8266的开发版，可是手上有树莓派、NanoPi、群晖、USB串口卡，找个连TTL转发mqtt的东西很容易啊

该出手时就出手！
先把榉树网关拆开，简直就是想要啥有啥！妥妥的TTL接口，针脚都是现成的！

翻出来串口卡，一番折腾，终于在虚拟机Win7的超级终端（还是从XP现提取的）里看到了可爱的串口吐出来的消息！
！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
！！等等！这些消息和 jstormx 的《小米智能门锁状态信息接入hass的非典型方法》帖子里说的不一样啊！！
！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
格式问题先放下，不能老开着电脑啊，先把TTL连到NanoPi上！
其实想先连树莓派来着，但树莓派的串口和蓝牙冲突而我又不想把蓝牙废掉，想了想，先连到NanoPi上吧。
NanoPi上虽然也有UART，但是没有焊接针脚，再说NanoPi现在是主路由，轻易不能停工。
好在NanoPi上的USB口空出来了，好在有USB串口卡，插到NanoPi上，直接认出/dev/ttyUSB0。
找了个测试脚本，简单修改一下，直接输出了榉树网关从TTL输出的消息。脚本内容：

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*
import serial
import time
ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 115200)

if ser.isOpen == False:
  ser.open()                # 打开串口
try:
  while True:
    size = ser.inWaiting()               # 获得缓冲区字符
    if size != 0:
      response = ser.read(size)        # 读取内容并显示
      print (response)

      ser.flushInput()                 # 清空接收缓存区
      time.sleep(0.1)                  # 软件延时
except KeyboardInterrupt:
  ser.close()

登录/注册后可看大图

接下来一边研读小米IoT开发平台上的文档，一边用上面的小程序记录消息，然后结合分析
1. 榉树门锁的消息格式，和小米文档不太一致，和米家门锁也有明显差异
2. 有了格式，就可以挑选出需要的内容，通过mqtt协议发出来供hass使用了。

登录/注册后可看大图

6楼有重大进展。实现了榉树智能锁、花花草草传感器的本地接入——最大的好处就是没有时延、不依赖云端。顺便说一嘴，上面这段代码来自pyserial官方样例，但非常弱，会占用一个CPU内核几乎100%的时间。后来找到了高手给的合理的方法，CPU占用不到1%。

28楼有优化后的脚本，更稳定、更合理。

35楼增加了“米家蓝牙温湿度计2”的适配代码，就是方方、小小的那个。

后来，禁不住诱惑，迁移到了esp8266，我用的是最小巧的esp01-s模块，塞到榉树网关里很轻松，3v3的供电都是现成的。
这里有如何修改代码、如何编译、烧写的详细步骤：
https://bbs.hassbian.com/thread-10218-1-1.html

再后来，了解到了强大方便的ESP Home，也可以实现这个应用：
https://bbs.hassbian.com/thread-10250-1-1.html
如果C++的功力有，这应该是最佳方案了。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
20200716补充：
改进后的固件（硬件连接不变）：
https://bbs.hassbian.com/thread-10434-1-1.html
【全新改版】蓝牙网关-TTL-MQTT-HA，适应米家所有蓝牙设备，支持多个蓝牙网关（每个网关搭配一个ESP模块）

可以适用于所有米家蓝牙设备的版本（只要可以连蓝牙网关，就直接可以用）。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
20201103补充：
这个方案存在一个重大缺陷：
小米蓝牙网关的设计：只有在完成云端通讯之后，才会从TTL接口输出我们想要的消息！这样，网络状况不佳时，时延、丢消息也就依然存在；在外网中断的情况下，TTL接口完全没有有效消息输出！
正在探索新的解决方案，大家尽情期待吧~~

s2233 · 发表于 2020-5-23 20:31:47

一看标题也只有帮顶的份。。。

XCray · 发表于 2020-5-23 21:29:14

本帖最后由 XCray 于 2020-5-24 15:32 编辑

s2233 发表于 2020-5-23 20:31
一看标题也只有帮顶的份。。。

感谢帮顶！
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
根据小米IoT开发者平台上的文档和实际消息来看，榉树使用的是小米已经废弃的和自己定制的格式，没有权威文档的话，只能慢慢猜。目前基本可以确定的是：
1. "eid":4110,"edata":"00" 表示门开着
"eid":4110,"edata":"01" 表示门关着但没有上提反锁
"eid":4110,"edata":"02" 表示门关着且已经上提反锁
2. "eid":5 表示锁事件，小米文档说的已废弃部分。但后面的edata格式和小米已废弃部分的说明也不一致。大概可以明确的是：
- 开头两个字节表示“操作”和“操作方式”，具体含义分别为：

操作：
0x00：门外开锁 #貌似榉树只用了这一个
0x01：门外上锁
0x02：门内反锁
0x03：解除反锁
0x04：门内开锁
0x05：门内上锁
0xFF：异常

操作方式：
0x00：蓝牙
0x01：密码
0x02：指纹
0x03：钥匙
0x04：转盘
0x05：NFC
0x10：人工反锁
0x20：自动反锁
0xFF：异常

按照小米文档，后面跟的应该是4个字节的key，这部分似乎可以区分不同的人、不同的指纹/密码/手机等，但明显和小米文档不大一致。

电量和其他内容还没看到对应的消息

huang7dede · 发表于 2020-5-23 21:43:23

没有门锁,,但按论坛折腾精神,帮顶支持...........

yuzi40277738 · 发表于 2020-5-23 21:43:55

关键没有锁啊

XCray · 发表于 2020-5-24 14:47:55

感谢楼上两位帮顶的朋友！
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
折腾了一天，基本达到了可用的程度。
效果：这是在前端显示的状态数据：

点开门锁，进一步显示更新时间（属性）：

点开开门动作，显示详细信息，KeyID可以识别出每个人、每种开锁手段（哪个指纹、哪个密码等）：

结合小米文档说明，总结我的观察结果，榉树蓝牙网关的TTL输出的关于榉树智能锁的消息没几条，主要是：
1、状态报告，差不多每分钟一次，eid为4110，edata有00、01、02三种，分别对应开门、关门未上提、关门且已上提；
2、开门动作报告，eid为5（小米说已废弃），edata长度10个字节：
  - 前面两个为操作和操作方式，我已经观察到0000、0001、0002，分别对应手机蓝牙开锁、密码开锁和指纹开锁，和小米文档一致。
  - 接下来4个字节为Key ID，可以识别出每个人、每种开锁手段（哪个指纹、哪个密码等），以及异常事件等。可以展开加以应用。
  - 最后4个字节为时间戳，逆序。上面途中的开锁时间就是用这个时间戳转换来的。
小米文档中说的其他事件，比如门内开门、上提等等，都没有看到有对应的消息。
电池电量也没有看到对应消息。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
这样，正常开锁后，第一时间就可以在局域网内获取到开锁事件，观察不到延迟，比通过云端服务器执行的自动化强多了。解决了我长久以来一直感到别扭的时延问题。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
额外收获：
家里还有两个花花草草传感器，也可以通过这个方法加以集成了。只是花花草草的事件消息更多，还没来得及分析。

XCray · 发表于 2020-5-24 14:54:18

本帖最后由 XCray 于 2020-6-7 20:11 编辑

python脚本：

uart2mqtt.py (3.33 KB, 下载次数: 24)

注：28楼有优化后的脚本，比这个更稳定、更合理

当然，最好配成开机自启动项目。
hass上配套的yaml：

sensor:
  - platform: mqtt
    name: Jvshu
    icon: 'mdi:lock'
    state_topic: 'mqttlock/state'
    json_attributes_topic: 'mqttlock/attr'
  - platform: mqtt
    name: doorOpera
    icon: 'mdi:lock-smart'
    state_topic: 'mqttlock/opra'
    json_attributes_topic: 'mqttlock/opattr'
homeassistant:
  customize:
    sensor.Jvshu:
      friendly_name: 门锁状态
    sensor.doorOpera:
      friendly_name: 开门动作
group:
  zelkova_lock:
    name: 榉树门锁
    entities:
      - sensor.Jvshu
      - sensor.doorOpera

hass上的自动化就不展开了，玩hass的应该都熟悉。

XCray · 发表于 2020-5-25 10:09:49

花花草草检测仪也可以通过这种方法集成到hass了！
hass原生的集成方法要求有蓝牙4.x才行，很多时候跑hass的平台还真不一定有蓝牙，比如群晖、路由器等。
花花草草上报的事件可以观察到的有如下几种：
"eid":4100——温度，单位是0.1摄氏度
"eid":4103——光照
"eid":4104——土壤湿度
"eid":4105——土壤肥力

这儿eid其实是10进制的（小米文档为十六进制，转换后能对上），而后面的edata是实际数据，为十六进制逆序。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
对了，哪位知道 group 卡片右上角那个讨厌的开关如何去掉？根本没有任何意义

s2233 · 发表于 2020-5-25 19:04:53

本帖最后由 s2233 于 2020-5-25 19:12 编辑

用group? 旧版本States ui?
应该是加
control: hidden

记不太清了

group:
  zelkova_lock:
    name: 榉树门锁
    entities:
      - sensor.Jvshu
      - sensor.doorOpera
    control: hidden

dawn98 · 发表于 2020-5-25 19:23:20

感谢分享

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