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Node-RED
Node-RED ist ein Programmiertool dessen Editor per Browser aufgerufen werden kann. Er bietet eine einfache Möglichkeit über Knotenpunkte (nodes) Datenflüsse (flows) zu erstellen.
Seine schlanke Runtime-Umgebung, basierend auf Node.js, läuft auch auf kleiner Hardware (Rpi) wunderbar.
Installation
Node-RED ist auf dem VZ-RaspberryPi-Image nicht vorinstalliert. Die folgende Beschreibung orientiert sich an der englischen Originalanleitung.
sudo apt-get install build-essential python-rpi.gpio sense-hat bash <(curl -sL https://raw.githubusercontent.com/node-red/linux-installers/master/deb/update-nodejs-and-nodered)
Hintergrunddienst
Um Node-RED als Hintergrunddienst einzurichten folgende Befehle nacheinander ausführen:
sudo wget https://raw.githubusercontent.com/node-red/raspbian-deb-package/master/resources/nodered.service -O /lib/systemd/system/nodered.service sudo wget https://raw.githubusercontent.com/node-red/raspbian-deb-package/master/resources/node-red-start -O /usr/bin/node-red-start sudo wget https://raw.githubusercontent.com/node-red/raspbian-deb-package/master/resources/node-red-stop -O /usr/bin/node-red-stop sudo chmod +x /usr/bin/node-red-st* sudo systemctl daemon-reload
Man kann Node-RED nun an der Kommandozeile mit
node-red-start
aufrufen und mit
node-red-stop
beenden.
Um den Dienst beim Boot automatisch zu starten:
sudo systemctl enable nodered.service
Volkszaehler nodes
Es gibt ein paar vorgefertigte nodes für komplexere Abfragen. Zu finden bei Node-Red in der Library und github. Um sie in Node-RED einzubinden sind nacheinander folgende Befehle an der Konsole einzugeben:
npm install node-red-contrib-volkszaehler node-red-stop node-red-start
Editor
Um Node-RED zu programmieren wird über einen Browser der Editor aufgerufen. Es muss die IP-Adresse des RaspberryPi eingefügt werden:
http://IP_des_Rpi:1880/
Einen Flow importiert man indem man den gewünschten Code in der Zwischenablage kopiert. Dann im Editor oben rechts das Menu (3 Querbalken) öffnen, Import, Clipboard. Den Code ins Fenster einfügen und darunter auswählen ob man die nodes im aktuell offenen oder in einen neuen flow einfügen möchte. Mit Import abschließen.
Um die Änderung zu übernehmen die, nun rote, Schaltfläche Deploy betätigen.
Anbindung
Es gibt diverse Möglichkeiten ein- und ausgehende Daten zwischen Volkszähler und Node-RED auszutauschen.
Push-Server einrichten
Für Echtzeitdaten eignet sich zum Beispiel der Push-Server als Datenquelle. Zählerstände und Impulseingänge werden in Leistung umgerechnet. Es werden nur Kanäle ausgeliefert die in der Middleware angelegt sind. Parallelbetrieb mit Push fürs Frontend ist möglich.
Seit Version 2.0 ist der Push-Server ab Haus aktiviert. In älteren Versionen muss er, wie in der Anleitung beschrieben, in Betrieb genommen werden. Die zusätzliche websocket-Ausgabe aktiviert man indem die vorhandene Zeile in der volkszaehler.conf.php geändert wird:
sudo nano /var/www/volkszaehler.org/etc/volkszaehler.conf.php
- volkszaehler.conf.php
$config['push']['routes']['websocket'] = array('/socket');
Danach den Push-Server neu starten:
sudo systemctl restart push-server
Und die Konfiguration des vzlogger prüfen, ggf. nachbessern.
Push-Server empfangen
Zum Empfang der Daten wird der PS wie oben beschrieben eingerichtet und in Node-RED ein websocket-Eingang angelegt.
- flow
[ { "id": "31759474.59a6dc", "type": "tab", "label": "VZ Push-Server" }, { "id": "43923f89.899bf", "type": "websocket in", "z": "31759474.59a6dc", "name": "", "server": "", "client": "aa8ae771.f85958", "x": 170, "y": 68, "wires": [ [ "cf50a51e.ba8148" ] ] }, { "id": "cf50a51e.ba8148", "type": "debug", "z": "31759474.59a6dc", "name": "", "active": true, "console": "false", "complete": "false", "x": 448.88888888888886, "y": 66.66666666666667, "wires": [] }, { "id": "aa8ae771.f85958", "type": "websocket-client", "z": "", "path": "ws://127.0.0.1:8082/socket", "wholemsg": "false" } ]
Push-Server senden
Man kann auch Messwerte / Daten von Node-RED an den Push-Server übermitteln, dazu muss im flow eine json message aufgebaut und versendet werden. Den PS wie oben beschrieben einrichten.
- json message
{"data":[{"uuid":"2e56fe60-e265-11e6-8bbc-a77e71764858","tuples":[[1493509724073, 5]]}]}
Port und URL entsprechen der Standard-Konfiguration.
http://raspberrypi:5582
- flow
[ { "id": "a52bdd79.748458", "type": "tab", "label": "VZ PUSH API" }, { "id": "a2f3574c.06053", "type": "inject", "z": "a52bdd79.748458", "name": "inject payload", "topic": "", "payload": "5", "payloadType": "str", "repeat": "", "crontab": "", "once": false, "x": 130, "y": 60, "wires": [ [ "45bf027.c2e227c" ] ] }, { "id": "dc5ea65a.931598", "type": "http request", "z": "a52bdd79.748458", "name": "volkszaehler push", "method": "POST", "ret": "obj", "url": "http://raspberrypi:5582", "tls": "", "x": 250, "y": 180, "wires": [ [ "22152e74.71cf62" ] ] }, { "id": "22152e74.71cf62", "type": "debug", "z": "a52bdd79.748458", "name": "", "active": true, "console": "false", "complete": "true", "x": 410, "y": 180, "wires": [] }, { "id": "f576d4aa.c8506", "type": "json", "z": "a52bdd79.748458", "name": "", "x": 310, "y": 120, "wires": [ [ "dc5ea65a.931598" ] ] }, { "id": "45bf027.c2e227c", "type": "change", "z": "a52bdd79.748458", "name": "set uuid / timestamp", "rules": [ { "t": "set", "p": "uuid", "pt": "msg", "to": "2e56fe60-e265-11e6-8bbc-a77e71764858", "tot": "str" }, { "t": "set", "p": "timestamp", "pt": "msg", "to": "", "tot": "date" } ], "action": "", "property": "", "from": "", "to": "", "reg": false, "x": 340, "y": 60, "wires": [ [ "27e38142.be7c6e" ] ] }, { "id": "27e38142.be7c6e", "type": "template", "z": "a52bdd79.748458", "name": "push data", "field": "payload", "fieldType": "msg", "format": "json", "syntax": "mustache", "template": "{\"data\":[{\"uuid\":\"{{uuid}}\",\"tuples\":[[{{timestamp}}, {{payload}}]]}]}", "x": 180, "y": 120, "wires": [ [ "f576d4aa.c8506" ] ] } ]
vzlogger empfangen
Die Echtzeitdaten des vzloggers können auch direkt an Node-RED übergeben werden. Es werden für alle channel (auch „api“: „null“) die Rohdaten (Zählerstände, Impulse) ausgegeben.
Dazu die vzlogger.conf erweitern:
sudo nano /etc/vzlogger.conf
- vzlogger.conf
"push": [ { "url": "http://127.0.0.1:1880/vzpush" } ],
In Node-RED wird ein http-Input mit http-Response angelegt:
- flow
[ { "id": "501f06e2.822648", "type": "http in", "z": "b4a68325.c47d9", "name": "", "url": "/vzpush", "method": "post", "swaggerDoc": "", "x": 125, "y": 132, "wires": [ [ "aca936f6.646be8", "72ead14f.819f1" ] ] }, { "id": "aca936f6.646be8", "type": "debug", "z": "b4a68325.c47d9", "name": "", "active": false, "console": "false", "complete": "true", "x": 323, "y": 192, "wires": [] }, { "id": "72ead14f.819f1", "type": "http response", "z": "b4a68325.c47d9", "name": "", "x": 322, "y": 133, "wires": [] } ]
API: POST data
Um Messwerte / Daten von Node-RED an die Middleware zu übermitteln muss die URL entprechend (siehe reference) aufgebaut werden.
http://raspberrypi/middleware.php/data/{{uuid}}.json?ts={{timestamp}}&value={{payload}}
- flow
[ { "id": "21388036.bc1008", "type": "tab", "label": "VZ POST DATA API" }, { "id": "79f9406a.27692", "type": "http request", "z": "21388036.bc1008", "name": "volkszaehler post", "method": "POST", "ret": "obj", "url": "", "tls": "", "x": 290, "y": 180, "wires": [ [ "e53a25c.9e06ed8" ] ] }, { "id": "d2b54935.931dc8", "type": "template", "z": "21388036.bc1008", "name": "post data url", "field": "url", "fieldType": "msg", "format": "handlebars", "syntax": "mustache", "template": "http://raspberrypi/middleware.php/data/{{uuid}}.json?ts={{timestamp}}&value={{payload}}", "x": 190, "y": 120, "wires": [ [ "1b77eb63.f8877d" ] ] }, { "id": "849e6d1b.13cc6", "type": "json", "z": "21388036.bc1008", "name": "", "x": 530, "y": 120, "wires": [ [ "79f9406a.27692" ] ] }, { "id": "e53a25c.9e06ed8", "type": "debug", "z": "21388036.bc1008", "name": "post response", "active": false, "console": "false", "complete": "true", "x": 480, "y": 180, "wires": [] }, { "id": "1b77eb63.f8877d", "type": "change", "z": "21388036.bc1008", "name": "", "rules": [ { "t": "delete", "p": "payload", "pt": "msg" } ], "action": "", "property": "", "from": "", "to": "", "reg": false, "x": 370, "y": 120, "wires": [ [ "849e6d1b.13cc6" ] ] }, { "id": "1bb3941d.e36834", "type": "inject", "z": "21388036.bc1008", "name": "inject payload", "topic": "", "payload": "6", "payloadType": "str", "repeat": "", "crontab": "", "once": false, "x": 130, "y": 60, "wires": [ [ "9546ba4c.706278" ] ] }, { "id": "9546ba4c.706278", "type": "change", "z": "21388036.bc1008", "name": "set uuid / timestamp", "rules": [ { "t": "set", "p": "uuid", "pt": "msg", "to": "2e56fe60-e265-11e6-8bbc-a77e71764858", "tot": "str" }, { "t": "set", "p": "timestamp", "pt": "msg", "to": "", "tot": "date" } ], "action": "", "property": "", "from": "", "to": "", "reg": false, "x": 340, "y": 60, "wires": [ [ "d2b54935.931dc8" ] ] } ]
API: GET data
Um Parameter / Daten aus Node-RED von der Middleware zu erhalten können wir auf die fertigen VZ-nodes zurück greifen.
- flow
[ { "id": "de7c28c5.414368", "type": "uri", "z": "815188ba.c35718", "name": "", "middleware": "792445ef.949aec", "context": "data", "format": "json", "x": 158, "y": 171, "wires": [ [ "4af40d51.a7c234" ] ] }, { "id": "8911848d.d34a38", "type": "inject", "z": "815188ba.c35718", "name": "", "topic": "", "payload": "true", "payloadType": "bool", "repeat": "", "crontab": "", "once": false, "onceDelay": 0.1, "x": 104, "y": 78, "wires": [ [ "e6c60ef.b5cfdf" ] ] }, { "id": "e6c60ef.b5cfdf", "type": "template", "z": "815188ba.c35718", "name": "UUID", "field": "uuid", "fieldType": "msg", "format": "handlebars", "syntax": "plain", "template": "c673b290-fdac-11e0-a470-1d9351203a00", "output": "str", "x": 247, "y": 79, "wires": [ [ "de7c28c5.414368" ] ] }, { "id": "4af40d51.a7c234", "type": "http request", "z": "815188ba.c35718", "name": "", "method": "GET", "ret": "txt", "url": "", "x": 340, "y": 172, "wires": [ [ "69c762a4.50c69c" ] ] }, { "id": "69c762a4.50c69c", "type": "debug", "z": "815188ba.c35718", "name": "", "active": true, "tosidebar": true, "console": false, "tostatus": false, "complete": "false", "x": 305, "y": 255, "wires": [] }, { "id": "792445ef.949aec", "type": "middleware", "z": "", "middleware": "https://demo.volkszaehler.org/middleware.php" } ]
Beispielanwendungen
TP-Link HS110
Die HS110 von TP-Link ist eine Funksteckdose mit WLAN, Schaltaktor und Leistungsmessung. Man kann sie wowohl steuern als auch auslesen.
Zur Konfiguration ist leider die Kasa-App nötig, man kommt aber auch ohne die Cloud zurecht.
https://www.photovoltaikforum.com/thread/173831-shelly-plus-1pm-mit-volkszähler-verbinden/?postID=2618376#post2618376
Heizungssystem über eBus auslesen
EBus ist ein serieller Bus der beispielsweise von Vaillant verwendet wird. Er kann mit passender Hardware gelesen werden um z.B. Temperaturwerte einer Therme zu loggen.
- Hardware als Bausatz oder Fertiglösung
- eBUS daemon zum Auswerten des Protokolls.
- Konfiguration und Beispiel für Node-RED.
- Das Zusatpaket node-red-contrib-ui ist erforderlich.
Temperatur / Lufteuchtigkeit mit ESP8266 per MQTT
Verschiedene Temperatur / Luftfeuchte Sensoren können am ESP8266 angeschlossen werden. Die Messwerte werden per MQTT verteilt. Node-RED empfängt die Messwerte und sendet diese an den Volkszaehler.
- ESP8266 Sensor Node (Arduno Sketch)
InfluxDB per MQTT
Daten vom Push-Server im MQTT-Protokoll an InfluxDB weiterleiten:
Node-RED Library: Push Volkszaehler Readings to Influxdb via MQTT
Stromzähler per Modbus
Messwerte von Schaltaktor per MQTT
Messwerte von Modulwechselrichtern an Shelly 2.5 Funkaktoren erfasst und per MQTT an Volkszähler weitergereicht:
https://www.photovoltaikforum.com/thread/142674-shelly-mqtt-integrieren/