Trợ lý tại nhà Modbus: 4 điều bạn có thể xây dựng

Home Assistant là một nền tảng tự động hóa nhà nguồn mở được thiết kế để đặt quyền kiểm soát cục bộ và quyền riêng tư lên hàng đầu. Được hỗ trợ bởi cộng đồng những người đam mê DIY trên toàn thế giới, nó trao quyền cho người dùng kiểm soát tất cả các thiết bị nhà thông minh của họ từ một nền tảng thống nhất duy nhất.

Sức mạnh của Home Assistant nằm ở tính linh hoạt và khả năng tương thích rộng rãi. Nó có thể kết nối với vô số thiết bị thông minh từ các nhà sản xuất khác nhau, tập hợp tất cả chúng lại dưới một mái nhà. Khả năng tương thích này mở rộng đến hơn một nghìn thiết bị khác nhau, từ đèn và công tắc đến cảm biến, chuông cửa và thậm chí cả máy hút bụi.

Một khía cạnh quan trọng khác của Home Assistant là khả năng tự động hóa các tác vụ thông thường. Nó có thể kích hoạt các hành động dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau, chẳng hạn như thời gian trong ngày, trạng thái của thiết bị hoặc thậm chí là vị trí của điện thoại thông minh. Ví dụ: có thể thiết lập thói quen “chúc ngủ ngon” bằng cách tắt tất cả đèn, khóa cửa và đặt bộ điều chỉnh nhiệt độ ở nhiệt độ dễ chịu khi ngủ.

Modbus là gì?

Modbus là một giao thức truyền thông được phát triển vào cuối những năm 1970 để sử dụng với bộ điều khiển logic khả trình (PLC). Trong những năm qua, nó đã trở thành một giao thức truyền thông tiêu chuẩn thực tế trong ngành, cho phép liên lạc giữa nhiều loại thiết bị khác nhau được kết nối với cùng một mạng.

Về cốt lõi, Modbus là một giao thức truyền thông nối tiếp đơn giản và mạnh mẽ, hoạt động trên mô hình máy khách-máy chủ. Máy khách (hoặc chủ) gửi yêu cầu đến máy chủ (hoặc nô lệ), sau đó máy chủ sẽ xử lý yêu cầu và trả về phản hồi. Mô hình này đặc biệt phù hợp với các ứng dụng công nghiệp, nơi nhiều thiết bị cần giao tiếp với nhau một cách đáng tin cậy.

Một trong những lý do khiến Modbus vẫn được ưa chuộng trong nhiều năm qua là tính dễ sử dụng và khả năng thích ứng của nó. Nó sử dụng mô hình dữ liệu đơn giản, dễ đọc và có thể chạy trên nhiều loại lớp vật lý khác nhau, bao gồm RS-485, RS-422, RS-232 và Ethernet. Đây cũng là một giao thức mở, có sẵn miễn phí, nghĩa là bất kỳ ai cũng có thể triển khai nó mà không phải trả phí cấp phép.

4 Ưu điểm của Modbus và Home Assistant

#1: Giám sát năng lượng

Một trường hợp sử dụng phổ biến để tích hợp Modbus với Home Assistant là giám sát năng lượng. Với sự phổ biến của công nghệ nhà thông minh, ngày càng nhiều chủ nhà đang tìm cách giám sát và giảm mức sử dụng năng lượng của mình. Đây là nơi Modbus xuất hiện.

Bằng cách tích hợp đồng hồ đo năng lượng hỗ trợ Modbus với Home Assistant, bạn có thể theo dõi mức tiêu thụ năng lượng của ngôi nhà theo thời gian thực. Người dùng có thể biết thiết bị nào đang sử dụng nhiều năng lượng nhất khi cho phép họ đưa ra quyết định sáng suốt hơn về việc sử dụng năng lượng của mình.

#2: Điều khiển HVAC

Một trường hợp sử dụng phổ biến khác cho Modbus trong thiết lập Home Assistant là điều khiển hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC). Nhiều hệ thống HVAC hiện đại đi kèm với giao diện Modbus, cho phép tích hợp dễ dàng với các hệ thống tự động hóa gia đình.

Với Home Assistant và Modbus, người dùng có thể điều khiển hệ thống HVAC của mình một cách chi tiết hơn. Họ có thể đặt nhiệt độ khác nhau cho các phòng khác nhau, lên lịch thay đổi nhiệt độ dựa trên thời gian trong ngày hoặc thậm chí tự động hóa hệ thống HVAC dựa trên thời tiết bên ngoài.

#3: Hệ thống chiếu sáng

Điều khiển ánh sáng là một lĩnh vực khác mà Modbus có thể tỏa sáng trong thiết lập Home Assistant. Nhiều hệ thống chiếu sáng thương mại và công nghiệp sử dụng Modbus để điều khiển và giám sát. Với phần cứng phù hợp, bạn có thể tích hợp các hệ thống này với Home Assistant, cho phép bạn toàn quyền kiểm soát hệ thống chiếu sáng trong nhà.

Hãy tưởng tượng bạn có thể điều khiển tất cả đèn trong một văn phòng lớn từ một bảng điều khiển duy nhất hoặc tự động hóa hệ thống chiếu sáng dựa trên thời gian trong ngày, vị trí của mọi người hoặc thậm chí là độ sáng bên ngoài. Tất cả điều này đều có thể thực hiện được (tùy thuộc vào các thiết bị cụ thể có sẵn) với Home Assistant và Modbus.

#4: Tự động hóa an ninh gia đình

Cuối cùng, Modbus cũng có thể được sử dụng cho các hệ thống bảo mật. Mặc dù không phổ biến như các trường hợp sử dụng khác đã đề cập nhưng một số hệ thống và thiết bị bảo mật sử dụng Modbus để liên lạc. Việc tích hợp các thiết bị này với Home Assistant có thể mang đến cho người dùng một hệ thống bảo mật toàn diện và dễ tiếp cận hơn.

Chẳng hạn, người dùng có thể thiết lập Trợ lý gia đình để gửi thông báo bất cứ khi nào hệ thống bảo mật phát hiện có hành vi xâm nhập. Hoặc, họ có thể tự động hóa hệ thống an ninh để tự trang bị bất cứ khi nào họ rời khỏi nhà.

Modbus với Trợ lý tại nhà: Cân nhắc về bảo mật

Mặc dù việc tích hợp Modbus với Home Assistant có thể rất hiệu quả nhưng điều quan trọng là phải xem xét tính bảo mật để bảo vệ người dùng cuối khỏi những tổn hại có thể xảy ra.

Xác thực và Ủy quyền

Modbus không có hỗ trợ tích hợp cho xác thực, vì vậy bạn có thể tùy ý triển khai tính năng này trong thiết lập của mình. Một cách để thực hiện điều này là sử dụng cổng bảo mật hoặc tường lửa có thể cung cấp dịch vụ xác thực và ủy quyền. Bằng cách này, chỉ những thiết bị được ủy quyền mới có thể truy cập mạng Modbus và liên lạc với thiết bị của bạn.

Encryption

Một lần nữa, Modbus không hỗ trợ mã hóa nguyên bản, vì vậy mọi dữ liệu được gửi qua mạng Modbus sẽ được gửi ở dạng văn bản thuần túy. Điều này có khả năng tiết lộ thông tin nhạy cảm cho bất kỳ ai có thể truy cập mạng.

Để giảm thiểu điều này, bạn có thể sử dụng mạng riêng ảo (VPN) hoặc đường hầm an toàn để mã hóa lưu lượng Modbus của mình. Điều này đảm bảo rằng ngay cả khi ai đó có thể truy cập vào mạng của bạn, họ sẽ không thể đọc được dữ liệu của bạn.

An ninh mạng

An ninh mạng là một yếu tố quan trọng khác khi sử dụng Modbus với Home Assistant. Vì Modbus được thiết kế để sử dụng trong các mạng khép kín, đáng tin cậy nên nó không có bất kỳ tính năng bảo mật mạng tích hợp nào.

Để đảm bảo tính bảo mật cho mạng của bạn, bạn nên cách ly mạng Modbus khỏi mạng chính của mình. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng bộ chuyển đổi mạng, bộ định tuyến có hỗ trợ Vlan hoặc tường lửa chuyên dụng. Bằng cách này, ngay cả khi mạng chính của bạn bị xâm phạm, mạng Modbus của bạn vẫn an toàn.

Bảo mật phần mềm và phần mềm

Cũng giống như bất kỳ thiết bị thông minh nào khác, điều cần thiết là luôn cập nhật các thiết bị Modbus và Trợ lý gia đình của bạn với các bản cập nhật chương trình cơ sở và phần mềm mới nhất. Những bản cập nhật này thường chứa các bản vá bảo mật có thể bảo vệ thiết bị của bạn khỏi các lỗ hổng đã biết.

Thường xuyên kiểm tra trang web của nhà sản xuất để biết mọi bản cập nhật và cài đặt chúng càng sớm càng tốt. Bước đơn giản này có thể giúp ích rất nhiều trong việc bảo vệ ngôi nhà thông minh của bạn khỏi các mối đe dọa bảo mật tiềm ẩn.

Tích hợp của bên thứ ba

Khi sử dụng Home Assistant và Modbus, bạn có thể muốn tích hợp các dịch vụ hoặc thiết bị của bên thứ ba. Mặc dù những tích hợp này có thể cung cấp thêm chức năng và sự tiện lợi nhưng chúng cũng có thể gây ra rủi ro bảo mật nếu không được xử lý đúng cách.

Trước khi tích hợp bất kỳ dịch vụ hoặc thiết bị nào của bên thứ ba, hãy đảm bảo nghiên cứu kỹ lưỡng về nó. Kiểm tra mọi vấn đề bảo mật đã biết và đọc bài đánh giá từ những người dùng khác. Chỉ tích hợp các dịch vụ và thiết bị từ các nguồn có uy tín và luôn đảm bảo rằng chúng đang sử dụng các giao thức liên lạc an toàn.

Tích hợp Modbus với Home Assistant: Cấu hình và thiết lập

Để bắt đầu, bạn cần đảm bảo rằng phần mềm Home Assistant của bạn được cập nhật. Tính năng tích hợp Modbus chỉ được giới thiệu trong Home Assistant 0.117, vì vậy hãy đảm bảo rằng bạn đã cài đặt phiên bản này hoặc mới hơn.

Để bật tích hợp Modbus, bạn cần thêm nó vào tệp config.yaml của Home Assistant. Bạn có thể làm điều này bằng cách chỉnh sửa tệp và thêm các dòng sau:

modbus:

Tên: myhub

loại: tcp

máy chủ: IP_ADDRESS

cổng: 502

Hãy nhớ thay thế IP_ADDRESS bằng địa chỉ IP thực tế của thiết bị Modbus của bạn.

Sau khi thêm tích hợp Modbus, bạn cần định cấu hình cài đặt của nó. Chúng bao gồm tên, loại, máy chủ và cổng của thiết bị. Tên có thể là bất kỳ giá trị nào bạn muốn, trong khi loại đề cập đến loại giao thức Modbus bạn đang sử dụng (tcp hoặc rtu).

Máy chủ là địa chỉ IP của thiết bị Modbus của bạn và cổng thường là 502, mặc dù điều này có thể khác nhau tùy thuộc vào thiết bị của bạn. Sau khi bạn thực hiện những thay đổi này, hãy lưu tệp config.yaml của bạn.

Thêm thực thể Modbus

Bước tiếp theo trong việc tích hợp Modbus với Home Assistant là thêm các thực thể Modbus. Chúng đề cập đến các thiết bị hoặc thành phần khác nhau được kết nối với mạng Modbus của bạn.

Để thêm thiết bị, bạn cần chỉnh sửa lại tệp config.yaml của mình. Lần này, bạn thêm danh mục cảm biến với các dòng sau:

cảm biến:

– nền tảng: modbus

scan_interval: 10 thanh ghi:

– Tên: Nhiệt độ

trung tâm: myhub

đơn vị đo: 'C'

nô lệ: 1

đăng ký: 0

Ví dụ này cho thấy cách thêm cảm biến nhiệt độ vào mạng Modbus của bạn. scan_interval là tần số mà dữ liệu của cảm biến được cập nhật, Slave là ID của thiết bị Modbus, thanh ghi là địa chỉ của dữ liệu trên thiết bị Modbus và unit_of_measurement là đơn vị chứa dữ liệu của cảm biến (ví dụ: độ độ C cho cảm biến nhiệt độ).

Sau khi thêm thiết bị Modbus, nó cần được cấu hình. Đảm bảo cài đặt trên thiết bị của bạn khớp với cài đặt được chỉ định trong tệp config.yaml.

Khởi động lại Trợ lý tại nhà

Sau khi định cấu hình tích hợp Modbus và thêm các thực thể Modbus, bước tiếp theo là khởi động lại Home Assistant. Điều này là cần thiết để những thay đổi có hiệu lực.

Để khởi động lại Home Assistant, hãy điều hướng đến Cấu hình trình đơn, nhấp Kiểm soát máy chủ, và cuối cùng bấm vào Khởi động lại. Đảm bảo cấu hình của bạn hợp lệ trước khi khởi động lại, vì bất kỳ lỗi nào cũng có thể khiến Trợ lý chính không thể khởi động bình thường.

Sau khi Home Assistant khởi động lại, các thiết bị Modbus mà bạn đã thêm sẽ hiển thị trong bảng điều khiển Home Assistant. Bạn có thể tùy chỉnh giao diện và cài đặt của chúng thông qua giao diện người dùng.

Kiểm tra sự tích hợp

Bước cuối cùng trong việc tích hợp Modbus với Home Assistant là kiểm tra khả năng tích hợp. Điều này liên quan đến việc kiểm tra xem các thiết bị Modbus có hoạt động chính xác hay không và dữ liệu đó có được truyền chính xác giữa chúng và Home Assistant hay không.

Để kiểm tra thiết bị Modbus, hãy điều hướng đến thực thể của thiết bị đó trong bảng điều khiển Home Assistant và kiểm tra xem thiết bị đó có đang hiển thị dữ liệu hay không. Nếu đúng thì tích hợp đang hoạt động bình thường. Nếu không, bạn có thể cần kiểm tra cấu hình của mình và đảm bảo rằng thiết bị đã được bật nguồn và kết nối với mạng.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.iotforall.com/home-assistant-modbus-4-things-you-can-build