RS-485 умный дом без облаков: Pi + MySQL напрямую

Если вся автоматика — у тебя дома, зачем тащить MQTT, брокеры, Home Assistant и прочие «облака в миниатюре»? Это лишние точки отказа. Проще и надёжнее — писать данные сразу в MySQL и брать команды оттуда же.

Вот как собрать рабочую систему: Raspberry Pi → USB-to-RS485 (FT232RL+SN75176) → шина RS-485 → ESP32/Arduino с HW-097.

1. Аппаратная часть

• Raspberry Pi (любая модель с USB)
• USB-to-RS485 адаптер на FT232RL + SN75176 (с автоматическим управлением направлением)
• HW-097 — на каждом узле (ESP32/Arduino)
• Общий GND по всей шине — обязательно!
• Терминация 120 Ом на концах (если линия >10 м)

2. Настройка MySQL на Raspberry Pi

sudo apt update
sudo apt install mariadb-server python3-pymysql
sudo mysql_secure_installation

Создаём базу и таблицы:

sudo mysql -u root -p

CREATE DATABASE smart_home;
USE smart_home;

-- Таблица для данных с датчиков
CREATE TABLE sensor_data (
  id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  device_id VARCHAR(20) NOT NULL,
  temperature FLOAT,
  humidity FLOAT,
  timestamp DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

-- Таблица команд для устройств
CREATE TABLE commands (
  id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  device_id VARCHAR(20) NOT NULL,
  command VARCHAR(100) NOT NULL,
  status ENUM('pending', 'sent', 'error') DEFAULT 'pending',
  created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

3. Python-скрипт: опрос шины + запись в БД + отправка команд

Скрипт делает две вещи:

1. Раз в 10 секунд опрашивает датчики по RS-485 и пишет в sensor_data
2. Проверяет, есть ли новые команды в commands — и отправляет их в шину

# smart_rs485.py
import serial
import pymysql
import time
import json
import re

# Настройки
SERIAL_PORT = '/dev/ttyUSB0'
BAUD_RATE = 9600
DB_CONFIG = {
    'host': 'localhost',
    'user': 'smartuser',
    'password': 'strongpass',
    'database': 'smart_home',
    'charset': 'utf8mb4'
}

# Инициализация
ser = serial.Serial(SERIAL_PORT, BAUD_RATE, timeout=1)

def db_connect():
    return pymysql.connect(**DB_CONFIG)

def send_to_device(device_id, cmd):
    """Отправляем команду в шину: формат: 'ID:CMD'"""
    msg = f"{device_id}:{cmd}\n"
    ser.write(msg.encode())
    print(f"→ Отправлено: {msg.strip()}")

def read_from_device(timeout=0.5):
    """Ждём ответ до timeout, возвращаем строку"""
    start = time.time()
    buffer = b''
    while time.time() - start < timeout:
        if ser.in_waiting:
            buffer += ser.read(ser.in_waiting)
        else:
            time.sleep(0.01)
    return buffer.decode().strip()

def process_sensor_data(device_id, raw):
    """Парсим строку вида 'T23.5H45.2'"""
    temp_match = re.search(r'T([+-]?\d+\.?\d*)', raw)
    hum_match = re.search(r'H(\d+\.?\d*)', raw)
    temp = float(temp_match.group(1)) if temp_match else None
    hum = float(hum_match.group(1)) if hum_match else None
    return temp, hum

def main():
    while True:
        try:
            # === 1. Проверяем и отправляем команды ===
            conn = db_connect()
            with conn.cursor() as cursor:
                cursor.execute(
                    "SELECT id, device_id, command FROM commands WHERE status = 'pending' LIMIT 1"
                )
                cmd_row = cursor.fetchone()
                if cmd_row:
                    cmd_id, dev_id, cmd_text = cmd_row
                    send_to_device(dev_id, cmd_text)
                    # Ждём короткий ответ (можно упростить до "OK")
                    time.sleep(0.1)
                    response = read_from_device()
                    status = 'sent' if 'OK' in response else 'error'
                    cursor.execute(
                        "UPDATE commands SET status = %s WHERE id = %s",
                        (status, cmd_id)
                    )
                    conn.commit()
                    print(f"← Ответ: {response} → {status}")

            conn.close()

            # === 2. Опрашиваем датчики (пример: device 'S01') ===
            send_to_device('S01', 'READ')
            time.sleep(0.1)
            raw_data = read_from_device()
            if raw_data:
                temp, hum = process_sensor_data('S01', raw_data)
                if temp is not None:
                    conn = db_connect()
                    with conn.cursor() as cursor:
                        cursor.execute(
                            "INSERT INTO sensor_data (device_id, temperature, humidity) VALUES (%s, %s, %s)",
                            ('S01', temp, hum)
                        )
                        conn.commit()
                    conn.close()
                    print(f"💾 Записано: T={temp}, H={hum}")

            time.sleep(10)  # Пауза между циклами

        except Exception as e:
            print(f"❌ Ошибка: {e}")
            time.sleep(5)

if __name__ == "__main__":
    main()

4. Как добавлять команды?

Просто вставь в таблицу commands:

INSERT INTO commands (device_id, command) VALUES ('BLINDS_SOUTH', 'OPEN');

Скрипт сам найдёт её, отправит в шину, и пометит как sent или error.

5. Запуск в фоне

# Создаём пользователя (без пароля в коде!)
sudo mysql -u root -p
CREATE USER 'smartuser'@'localhost' IDENTIFIED BY 'strongpass';
GRANT INSERT, SELECT, UPDATE ON smart_home.* TO 'smartuser'@'localhost';

# Добавляем в автозапуск (systemd)
sudo nano /etc/systemd/system/smart-rs485.service

Содержимое файла:

[Unit]
Description=Smart Home RS485 Gateway
After=multi-user.target

[Service]
Type=simple
User=pi
WorkingDirectory=/home/pi
ExecStart=/usr/bin/python3 /home/pi/smart_rs485.py
Restart=always
RestartSec=10

[Install]
WantedBy=multi-user.target

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable smart-rs485.service
sudo systemctl start smart-rs485.service

Заключение

Теперь у тебя:

• Надёжная проводная шина RS-485
• Нет зависимости от Wi-Fi, MQTT, Node-RED
• Все данные в локальной MySQL — можно строить графики, делать отчёты, подключать веб-интерфейс (только для отображения!)
• Команды управляются через SQL — легко интегрировать даже с простым PHP-скриптом

Придется докупить USB-to-RS485 адаптер на FT232RL + SN75176. HW-097? Пусть живёт на ESP32 в подвале — там, где он и нужен.