当前位置：首页 > news >正文

从 Home Assistant 到 JetLinks：构建双层智能家居与社区管理平台实训全景

news 2025/10/12 7:24:49

时间：2025年10月
关键词：JetLinks、Home Assistant、MQTT、物模型、规则引擎、Pegasus智能家居、鸿蒙小车

一、项目背景

在当前物联网（IoT）教学与产业融合趋势下，许多高校正尝试将智能家居控制与社区级物联网平台结合，构建从“设备端 → 家庭端 → 社区端”的多层实训体系。
本项目以两套实验设备为基础：

🧩 Pegasus智能家居开发套件 —— 基于 OpenHarmony 的 IoT 入门平台；
⚙️ 玄武 F103 嵌入式实验仪 —— 以 STM32F103ZET6 为核心的智能家居实验平台。

学生通过编程与系统集成，可以亲手实现：

智能家居数据采集与远程控制；
家庭自动化控制（Home Assistant 层）；
社区级设备管理与大数据分析（JetLinks 平台层）。

二、系统总体架构

整个系统采用三层架构：

┌───────────────────────────────┐
│          JetLinks 平台层（社区级） │
│  - 物模型定义 / 规则引擎 / OTA升级 │
│  - 统一管理多个 Home Assistant 实例 │
└──────────────▲────────────────┘│ MQTT▼
┌───────────────────────────────┐
│     Home Assistant 家庭层（控制中心）│
│  - 设备联动自动化 / 场景控制        │
│  - Button控制、状态可视化          │
└──────────────▲────────────────┘│ MQTT▼
┌───────────────────────────────┐
│ Pegasus / 玄武 嵌入式设备层（终端）│
│  - 温湿度采集 / 电机控制 / 红外检测 │
│  - 执行前进、后退、左转、右转动作  │
└───────────────────────────────┘

三者通过独立的 Mosquitto MQTT Broker 实现数据交换。
这样不仅保持模块解耦，还便于学生分组调试与扩展。

三、设备与功能设计

1️⃣ Pegasus 智能家居开发套件 → 模拟鸿蒙小车

功能模块	对应板卡	实现内容
温湿度采集	环境监测板（DHT11）	采集温湿度上报 Home Assistant
运动控制	通用底板 + 智能红绿灯板（LED）	模拟小车前进/后退/转向（LED亮度表示角度）
显示输出	OLED 显示板	显示当前方向与速度
通信模块	WiFi SoC Pegasus(H1386JVV100)	通过 MQTT 与 Home Assistant 通信

Home Assistant 中放置 4 个 Button：

Forward（前进）
Backward（后退）
Left（左转）
Right（右转）

点击后通过 MQTT topic 发送控制指令给 Pegasus，实现动作模拟。

2️⃣ JetLinks 平台 → 社区与多家庭集控层

JetLinks 在本系统中承担“云管平台”的角色，具备三大核心功能：

✅ （1）物模型（Thing Model）

定义每类设备的数据结构，包括：

属性（Properties）：温度、湿度、方向、角度；
功能（Functions）：前进、后退、左转、右转；
事件（Events）：如“超温报警”。

示例定义（JSON）：

{"properties": [{ "id": "temperature", "name": "温度", "valueType": {"type": "double"} },{ "id": "humidity", "name": "湿度", "valueType": {"type": "double"} },{ "id": "direction", "name": "方向", "valueType": {"type": "string"} }],"functions": [{ "id": "moveForward", "name": "前进" },{ "id": "moveBackward", "name": "后退" },{ "id": "turnLeft", "name": "左转" },{ "id": "turnRight", "name": "右转" }]
}

JetLinks 会根据物模型自动生成交互 API，使设备、规则引擎、可视化面板保持统一语义。

✅ （2）规则引擎（Rule Engine）

相当于平台内的“自动逻辑控制中心”。

举例：

当温度 > 40℃ 时，自动下发“停止前进”指令；
当湿度低于 20% 时，通过 MQTT 通知 HA 弹出警报。

规则流程图：

[设备属性上报]↓
[条件判断：temperature > 40]↓
[动作：执行函数 stopMove()]

配置示例（JavaScript表达式）：

return input.temperature > 40;

✅ （3）OTA（远程升级）

JetLinks 支持上传 .bin 固件，对 Pegasus 或 STM32 设备进行远程升级。

典型流程：

上传固件 → 创建OTA任务 → 推送设备 → 设备下载并更新 → 上报结果

设备端订阅：

/device/tempCar001/firmware/update

上报：

{"progress": 100, "status": "success"}

四、通信协议设计

为简化教学，使用 JetLinks 官方 MQTT 协议（jetlinks-official-protocol）。

Topic 示例：

类型	Topic	示例
属性上报	`/report/property/{deviceId}`	`/report/property/tempCar001`
功能执行	`/invoke/function/{deviceId}`	`/invoke/function/tempCar001`

Payload 示例：

{"deviceId": "tempCar001","messageType": "REPORT_PROPERTY","body": { "temperature": 25.5, "humidity": 60 }
}

JetLinks 自动解析 body 并映射到物模型属性。
若设备发的数据结构不同，也可通过“脚本协议”手动解析。

五、Home Assistant 控制界面配置

MQTT Button 定义

在 configuration.yaml 中添加：

mqtt:button:- name: "Forward"command_topic: "car001/move/forward"- name: "Backward"command_topic: "car001/move/backward"- name: "Left"command_topic: "car001/move/left"- name: "Right"command_topic: "car001/move/right"

Pegasus 小车端订阅这些 Topic，接收到指令后执行对应动作。
如左转可附带角度值：

{"action":"left","angle":45}

六、整合运行步骤

步骤	操作内容	工具/位置
1	安装 Mosquitto MQTT Broker	Ubuntu/Windows
2	部署 Home Assistant（Core 安装）	Python 虚拟环境
3	启动 JetLinks（使用 Docker）	`http://localhost:9000`
4	Pegasus 编写 MQTT 客户端	OpenHarmony IDE
5	在 JetLinks 创建产品、定义物模型	Web 控制台
6	在 HA 创建 4 个按钮、配置 MQTT	`configuration.yaml`
7	启动设备上报数据、测试控制	MQTTX 或 HA 面板查看
8	JetLinks 开启规则引擎、OTA 实验	平台操作

七、方案对比：双层 vs 三层结构

方案	层次结构	优点	缺点	推荐场景
A：Home Assistant + 设备	二层	简单、快速实现	无集中管理、数据分散	小型实验或家庭应用
B：JetLinks + HA + 设备	三层	可管多户、可升级、可数据分析	架构复杂一点	校企实训、社区级项目