智能家居 HomeAssistant - 《技术》

https://study.163.com/course/introduction/1006189053.htm

安装树莓派
【选择树莓派的三大理由】
1.
使用人多——各种软件会对它兼容适配
2.
省电——适合724小时开机
3.
性价比高——几百元，足够完成日常的各种学习与自动控制需求

【硬件准备】
l 树莓派3B、3B+、4B
安装树莓派
【选择树莓派的三大理由】
1.
使用人多——各种软件会对它兼容适配
2.
省电——适合724小时开机
3.
性价比高——几百元，足够完成日常的各种学习与自动控制需求

【硬件准备】
l 树莓派3B、3B+、4B
l 一张16G以上tf卡、一个USB口tf卡读写卡器
l 一台Windows或MacOS工作电脑

【操作步骤】

下载树莓派镜像（https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/），解压缩
下载安装etcher（https://etcher.io/）或 Win32DiskImage

Win32DiskImager-0.9.5-binary.rar

使用etcher将镜像写入tf卡或Win32DiskImager
配置打开sshd：在根目录下创建一个空的文件，文件名ssh
配置树莓派的wifi：

wpa_supplicant.conf文件
country=CN
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
ssid=”your_wifi_ssid”
psk=”your_wifi_password”
key_mgmt=WPA-PSK
priority=1
}

启动树莓派，确认树莓派的IP地址
通过ssh登录树莓派

ssh pi@ip地址
输入账号密码： pi/ raspberry

树莓派基础配置
【操作步骤】

查看系统基础信息：

uname -a

修改pi用户密码：passwd 或连接显示器按照提示修改
使用修改时区、打开vnc：raspi-config 或连接显示器按照提示修改
查看网卡信息：ifconfig
修改APT与PIP的配置【参考】

l /etc/apt/sources.list文件
http://blog.sina.com.cn/s/blog_18f51d56c0102ytx7.html （以此为准，下面使用效果并不好）
deb http://mirrors.aliyun.com/raspbian/raspbian/ buster main non-free contrib rpi
deb-src http://mirrors.aliyun.com/raspbian/raspbian/ buster main non-free contrib rpi
l /etc/pip.conf文件
[global]raspi-config
index-url=https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
extra-index-url=https://www.piwheels.org/simple

安装一些常用的基础库

l 安装一些常用的基础库
sudo apt-get install libevent-dev libjpeg-dev build-essential libssl-dev libffi-dev python3-dev libavahi-compat-libdnssd-dev libatlas-base-dev autoconf python3-venv
l VNC Viewer
https://www.realvnc.com/en/connect/download/viewer/

安装Samba和Jupyter Notebook
【操作步骤】
1.
安装、配置、使用Samba
2.
安装、配置、使用Jupyter Notebook

【参考】
l Samba命令
安装：sudo apt-get install samba samba-common
增加用户pi并设置密码：sudo smbpasswd -a pi
重启samba服务：sudo systemctl restart smbd
l Samba配置文件位置
/etc/samba/smb.conf
l 如果打开共享是空的（未显示共享目录）
在Windows的DOS窗口中，运行命令：
net use z: \raspiberryip\pi password /USER:pi
修改其中password为你的password，如果要保持z盘长久映射，在命令中增加：
/PERSISTENT:YES
注：很多windows缺省使用匿名访问共享，而我们的共享是以pi用户共享的，所以就看不到。
使用这个命令，指定使用pi用户访问，将共享的目录映射为windows下的z盘_
l Jupyter Notebook命令
安装：sudo pip3 install jupyter
如果安装pyzmq失败：https://zhuanlan.zhihu.com/p/105215337
如果DO NOT MATCH THE HASHES ： pip install —upgrade jupyter
生成配置文件：jupyter notebook —generate-config
设置访问密码：jupyter notebook password
l 修改Jupyter Notebook的配置（文件位置~/.jupyter/jupyter_notebook_config.py）
在文件中找到下面的4个配置项，去除前面的注释符号（#），并修改等号后的值为下面的值。
c.NotebookApp.ip = ‘0.0.0.0’
c.NotebookApp.open_browser = False
c.NotebookApp.port = 8888
c.NotebookApp.notebook_dir = ‘/home/pi/‘

安装HomeAssistant
1.
常见安装方式
n 在系统python环境中安装
n 在python虚拟环境中安装
n docker
n hass.io
n hassbian
2.
安装依赖关系

组件	依赖的python库
homeassistant（core）	aiohttp/astral/bcrypt/pyyaml/pytz/requests/voluptuous/……
http	aiohttp_cors
api
frontend	home-assistant-frontend
recorder	sqlalchemy
zeroconf	zeroconf
bitcoin	blockchain
……	……

3.
安装HomeAssistant
命令：sudo pip3 install homeassistant
执行内容：下载并安装上表中蓝色部分
4.
启动HomeAssistant
命令：hass
执行内容：
如果没有配置文件，生成配置目录与缺省配置文件
加载配置文件中的组件（以及其依赖的组件），安装对应依赖的python库
5.
检查
进程：ps -ef|grep hass
网络：netstat -an|grep 8123
配置目录与配置文件：/home/pi/.homeassistant/
错误日志文件：/home/pi/.homeassistant/home-assistant.log
浏览器访问：http://xx.xx.xx.xx:8123/

HomeAssistant配置、文件结构、升级
1.
第一次进入HomeAssistant界面
添加用户、设置地理位置
2.
当前用户配置
3.
前端配置组件（集成配置）——配置区域（zone）
4.
使用配置文件配置组件——配置比特币行情
5.
配置目录结构与内容

文件或目录	内容
configuration.yaml	用户编辑的配置文件
home-assistant.log	运行日志（每次重启会清空）
home-assistant_v2.db	数据库
.storage目录	前端配置的各种内容
deps目录	自动安装的各种python依赖包

6.
升级HomeAssistant
命令：sudo pip3 install homeassistant —upgrade

【参考】
l yaml格式
https://www.hachina.io/docs/335.html
l 比特币配置
sensor:
- platform: bitcoin
display_options:
- exchangerate
- trade_volume_btc

HomeAssistant自启动
【操作步骤】
1.
自启动配置文件
2.
设置自启动
3.
查看日志输出
4.
手动控制服务
5.
同样操作，设置Jupyter-notebook的自启动

【参考】
l /etc/systemd/system/home-assistant@pi.service文件
[Unit]
Description=Home Assistant
After=network.target
[Service]
Type=simple
User=%i
ExecStart=/usr/local/bin/hass
[Install]
WantedBy=multi-user.target
l /etc/systemd/system/jupyter-notebook@pi.service文件
[Unit]
Description=Jupyter Notebook
[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/local/bin/jupyter-notebook
User=%i
[Install]
WantedBy=multi-user.target
l 自启动服务相关命令（以home-assistant@pi服务为例）
重载服务配置： sudo systemctl —system daemon-reload
将服务加入自启动： sudo systemctl enable home-assistant@pi
将服务移除自启动： sudo systemctl disable home-assistant@pi
手工启动服务： sudo systemctl start home-assistant@pi
手工停止服务： sudo systemctl stop home-assistant@pi
手工重启服务： sudo systemctl restart home-assistant@pi
查看服务输出： sudo journalctl -f -u home-assistant@pi
l 增加一些快捷命令
mkdir ~/bin/
echo sudo systemctl restart home-assistant@pi > ~/bin/ha-restart
echo sudo systemctl start home-assistant@pi

~/bin/ha-start
echo sudo systemctl stop home-assistant@pi > ~/bin/ha-stop
echo sudo journalctl -fu home-assistant@pi > ~/bin/ha-log
chmod +x ~/bin/ha-
l 一张16G以上tf卡、一个USB口tf卡读写卡器

l 一台Windows或MacOS工作电脑

【操作步骤】
1.
下载树莓派镜像（https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/），解压缩
2.
下载安装etcher（https://etcher.io/）
3.
使用etcher将镜像写入tf卡
4.
配置打开sshd，配置树莓派的wifi
wpasupplicant.conf文件
country=CN
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
ssid=”your_wifi_ssid”
psk=”your_wifi_password”
key_mgmt=WPA-PSK
priority=1
}
5.
启动树莓派，确认树莓派的IP地址
6.
通过ssh登录树莓派
MacOS和linux上连接命令：ssh 树莓派IP地址
Windows上使用putty软件连接

【参考】
l putty下载地址
https://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/latest.html

注：对于网络不好，或者希望偷懒的用户，可以直接使用HAChina的镜像文件，其中已经安装好了HomeAssistant、NodeRed、JupyterNotebook、Samba等软件，可以直接使用。
地址：https://www.hachina.io/8408.html

树莓派基础配置
【操作步骤】
1.
查看系统基础信息
2.
修改pi用户密码
3.
使用raspi-config修改时区、打开vnc
4.
修改APT与PIP的配置
5.
安装一些常用的基础库

【参考】
l /etc/apt/sources.list文件
deb http://mirrors.aliyun.com/raspbian/raspbian/ buster main non-free contrib rpi
deb-src http://mirrors.aliyun.com/raspbian/raspbian/ buster main non-free contrib rpi
l /etc/pip.conf文件
[global]
index-url=https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
extra-index-url=https://www.piwheels.org/simple
l 安装一些常用的基础库
sudo apt-get install libevent-dev libjpeg-dev build-essential libssl-dev libffi-dev python3-dev libavahi-compat-libdnssd-dev libatlas-base-dev autoconf python3-venv
l VNC Viewer
https://www.realvnc.com/en/connect/download/viewer/

安装Samba和Jupyter Notebook
【操作步骤】
1.
安装、配置、使用Samba
2.
安装、配置、使用Jupyter Notebook

【参考】
l Samba命令
安装：sudo apt-get install samba samba-common
增加用户pi并设置密码：sudo smbpasswd -a pi
重启samba服务：sudo systemctl restart smbd
l Samba配置文件位置
/etc/samba/smb.conf
l 如果打开共享是空的（未显示共享目录）
在Windows的DOS窗口中，运行命令：
net use z: \raspiberry_ip\pi password /USER:pi
修改其中password为你的password，如果要保持z盘长久映射，在命令中增加：
/PERSISTENT:YES
注：很多windows缺省使用匿名访问共享，而我们的共享是以pi用户共享的，所以就看不到。
使用这个命令，指定使用pi用户访问，将共享的目录映射为windows下的z盘_
l Jupyter Notebook命令
安装：sudo pip3 install jupyter
如果安装pyzmq失败：https://zhuanlan.zhihu.com/p/105215337
生成配置文件：jupyter notebook —generate-config
设置访问密码：jupyter notebook password
l 修改Jupyter Notebook的配置（文件位置~/.jupyter/jupyter_notebook_config.py）
在文件中找到下面的4个配置项，去除前面的注释符号（#），并修改等号后的值为下面的值。
c.NotebookApp.ip = ‘0.0.0.0’
c.NotebookApp.open_browser = False
c.NotebookApp.port = 8888
c.NotebookApp.notebook_dir = ‘/home/pi/‘

安装HomeAssistant
1.
常见安装方式
n 在系统python环境中安装
n 在python虚拟环境中安装
n docker
n hass.io
n hassbian
2.
安装依赖关系

组件	依赖的python库
homeassistant（core）	aiohttp/astral/bcrypt/pyyaml/pytz/requests/voluptuous/……
http	aiohttp_cors
api
frontend	home-assistant-frontend
recorder	sqlalchemy
zeroconf	zeroconf
bitcoin	blockchain
……	……

文件或目录	内容
configuration.yaml	用户编辑的配置文件
home-assistant.log	运行日志（每次重启会清空）
home-assistant_v2.db	数据库
.storage目录	前端配置的各种内容
deps目录	自动安装的各种python依赖包

~/bin/ha-start
echo sudo systemctl stop home-assistant@pi > ~/bin/ha-stop
echo sudo journalctl -fu home-assistant@pi > ~/bin/ha-log
chmod +x ~/bin/ha-