aircon/daemon/burrow-aircond.c

   1 /*
   2  *      A MQTT Gateway Daemon for the Air Conditioning Controller
   3  *
   4  *      (c) 2019 Martin Mares <mj@ucw.cz>
   5  */
   6
   7 #include <ucw/lib.h>
   8 #include <ucw/log.h>
   9 #include <ucw/opt.h>
  10 #include <ucw/strtonum.h>
  11 #include <ucw/stkstring.h>
  12
  13 #include <errno.h>
  14 #include <stdio.h>
  15 #include <stdarg.h>
  16 #include <stdlib.h>
  17 #include <string.h>
  18 #include <syslog.h>
  19 #include <time.h>
  20 #include <unistd.h>
  21
  22 #include <modbus.h>
  23 #include <mosquitto.h>
  24
  25 #include "../firmware/registers.h"
  26
  27 /*** MQTT ***/
  28
  29 static struct mosquitto *mosq;
  30 static bool mqtt_connected;
  31
  32 static void mqtt_error(const char *operation, int err, bool teardown)
  33 {
  34         msg(L_ERROR, "Mosquitto: %s failed: error %d", operation, err);
  35
  36         if (teardown) {
  37                 mosquitto_destroy(mosq);
  38                 mosq = NULL;
  39                 mqtt_connected = false;
  40         } else if (err == MOSQ_ERR_NO_CONN || err == MOSQ_ERR_CONN_REFUSED || err == MOSQ_ERR_CONN_LOST) {
  41                 mqtt_connected = false;
  42         }
  43 }
  44
  45 static void mqtt_publish(const char *topic, const char *fmt, ...)
  46 {
  47         va_list args;
  48         va_start(args, fmt);
  49
  50         if (mqtt_connected) {
  51                 char m[256];
  52                 int l = vsnprintf(m, sizeof(m), fmt, args);
  53                 int err = mosquitto_publish(mosq, NULL, topic, l, m, 0, true);
  54                 if (err != MOSQ_ERR_SUCCESS)
  55                         mqtt_error("publish", err, false);
  56         }
  57
  58         va_end(args);
  59 }
  60
  61 static void mqtt_log_callback(struct mosquitto *mosq UNUSED, void *obj UNUSED, int level UNUSED, const char *message UNUSED)
  62 {
  63         // msg(L_INFO, "MQTT(%d): %s", level, message);
  64 }
  65
  66 static void mqtt_msg_callback(struct mosquitto *mosq UNUSED, void *obj UNUSED, const struct mosquitto_message *m);
  67
  68 static bool mqtt_connect(void)
  69 {
  70         int err;
  71
  72         if (mqtt_connected)
  73                 return true;
  74
  75         if (!mosq) {
  76                 mosq = mosquitto_new("aircond", 1, NULL);
  77                 if (!mosq)
  78                         die("Mosquitto: initialization failed");
  79
  80                 mosquitto_log_callback_set(mosq, mqtt_log_callback);
  81                 mosquitto_message_callback_set(mosq, mqtt_msg_callback);
  82
  83                 err = mosquitto_will_set(mosq, "status/aircon", 4, "dead", 0, true);
  84                 if (err != MOSQ_ERR_SUCCESS) {
  85                         mqtt_error("will_set", err, true);
  86                         return false;
  87                 }
  88
  89                 err = mosquitto_connect(mosq, "127.0.0.1", 1883, 60);
  90                 if (err != MOSQ_ERR_SUCCESS) {
  91                         mqtt_error("connect", err, true);
  92                         return false;
  93                 }
  94         } else {
  95                 err = mosquitto_reconnect(mosq);
  96                 if (err != MOSQ_ERR_SUCCESS) {
  97                         mqtt_error("reconnect", err, false);
  98                         return false;
  99                 }
 100         }
 101
 102         err = mosquitto_subscribe(mosq, NULL, "burrow/air/#", 1);
 103         if (err != MOSQ_ERR_SUCCESS) {
 104                 mqtt_error("subscribe", err, false);
 105                 return false;
 106         }
 107
 108         mqtt_connected = true;
 109
 110         mqtt_publish("status/aircon", "ok");
 111
 112         return mqtt_connected;
 113 }
 114
 115 /*** MODBUS ***/
 116
 117 static modbus_t *modbus;
 118 static bool mb_is_open;
 119
 120 static void mb_error(const char *operation, bool need_close)
 121 {
 122         msg(L_ERROR, "MODBUS: %s failed: %s", operation, modbus_strerror(errno));
 123
 124         if (need_close && modbus) {
 125                 if (mb_is_open) {
 126                         modbus_close(modbus);
 127                         mb_is_open = false;
 128                 }
 129                 modbus_free(modbus);
 130                 modbus = NULL;
 131         }
 132 }
 133
 134 static bool mb_connect(void)
 135 {
 136         if (modbus)
 137                 return true;
 138
 139         modbus = modbus_new_rtu("/dev/modbus-aircon", 19200, 'E', 8, 1);
 140         if (!modbus) {
 141                 mb_error("open", true);
 142                 return false;
 143         }
 144
 145         modbus_set_slave(modbus, 42);
 146
 147         if (modbus_connect(modbus) < 0) {
 148                 mb_error("connect", true);
 149                 return false;
 150         }
 151
 152         mb_is_open = true;
 153         return true;
 154 }
 155
 156 /*** Main loop ***/
 157
 158 static void scan_temperatures(time_t now)
 159 {
 160         static const char * const temp_names[] = {
 161                 "inside-intake",
 162                 "inside-exhaust",
 163                 "outside-intake",
 164                 "outside-exhaust",
 165                 "mixed",
 166         };
 167
 168         u16 regs[5];
 169         if (modbus_read_input_registers(modbus, AIRCON_IREG_TEMP_FROM_INSIDE, 5, regs) < 0) {
 170                 mb_error("read", true);
 171                 return;
 172         }
 173
 174         for (uint i=0; i<5; i++) {
 175                 if (regs[i] != 0x8000) {
 176                         int t = regs[i];
 177                         if (t >= 0x8000)
 178                                 t -= 0x10000;
 179                         mqtt_publish(stk_printf("burrow/air/%s", temp_names[i]), "%.3f %llu", t / 100., (unsigned long long) now);
 180                 }
 181         }
 182 }
 183
 184 static void mqtt_msg_callback(struct mosquitto *mosq UNUSED, void *obj UNUSED, const struct mosquitto_message *m)
 185 {
 186         char val[256];
 187         if (m->payloadlen >= sizeof(val) - 1) {
 188                 msg(L_ERROR, "Invalid value for topic %s", m->topic);
 189                 return;
 190         }
 191         memcpy(val, m->payload, m->payloadlen);
 192         val[m->payloadlen] = 0;
 193         msg(L_DEBUG, "MQTT < %s %s", m->topic, val);
 194
 195         if (!strcmp(m->topic, "burrow/air/bypass")) {
 196                 uint x;
 197                 const char *err;
 198                 if ((err = str_to_uint(&x, val, NULL, 10 | STN_WHOLE)) || x >= 2) {
 199                         msg(L_ERROR, "Received invalid bypass setting %s: %s", val, err);
 200                         return;
 201                 }
 202                 if (modbus_write_bit(modbus, AIRCON_COIL_EXCHANGER_BYPASS, x) < 0)
 203                         mb_error("coil write", false);
 204         } else if (!strcmp(m->topic, "burrow/air/exchanger-fan")) {
 205                 uint x;
 206                 const char *err;
 207                 if ((err = str_to_uint(&x, val, NULL, 10 | STN_WHOLE)) || x >= 256) {
 208                         msg(L_ERROR, "Received invalid exchanger fan setting %s: %s", val, err);
 209                         return;
 210                 }
 211                 if (modbus_write_register(modbus, AIRCON_HREG_EXCHANGER_FAN, x) < 0)
 212                         mb_error("fan register write", false);
 213         } else if (!strcmp(m->topic, "burrow/air/aircon-remote")) {
 214                 if (strlen(val) != 1) {
 215                         msg(L_ERROR, "Received invalid aircon remote command %s", val);
 216                         return;
 217                 }
 218                 if (modbus_write_register(modbus, AIRCON_HREG_REMOTE_CONTROL, val[0]) < 0)
 219                         mb_error("remote control register write", false);
 220         }
 221 }
 222
 223 static int use_daemon;
 224 static int use_debug;
 225
 226 static struct opt_section options = {
 227         OPT_ITEMS {
 228                 OPT_HELP("A daemon for controlling the air conditioning controller via MQTT"),
 229                 OPT_HELP(""),
 230                 OPT_HELP("Options:"),
 231                 OPT_BOOL('d', "debug", use_debug, 0, "\tLog debugging messages"),
 232                 OPT_BOOL(0, "daemon", use_daemon, 0, "\tDaemonize"),
 233                 OPT_HELP_OPTION,
 234                 OPT_CONF_OPTIONS,
 235                 OPT_END
 236         }
 237 };
 238
 239 int main(int argc UNUSED, char **argv)
 240 {
 241         log_init(argv[0]);
 242         opt_parse(&options, argv+1);
 243
 244         if (use_daemon) {
 245                 struct log_stream *ls = log_new_syslog("daemon", LOG_PID);
 246                 log_set_default_stream(ls);
 247         }
 248         if (!use_debug)
 249                 log_default_stream()->levels &= ~(1U << L_DEBUG);
 250
 251         mosquitto_lib_init();
 252
 253         time_t next_run = 0;
 254         for (;;) {
 255                 if (!mqtt_connect() || !mb_connect()) {
 256                         sleep(5);
 257                         continue;
 258                 }
 259
 260                 time_t now = time(NULL);
 261                 if (now < next_run) {
 262                         int err = mosquitto_loop(mosq, (next_run - now) * 1000, 1);
 263                         if (err != MOSQ_ERR_SUCCESS)
 264                                 mqtt_error("loop", err, false);
 265                         continue;
 266                 }
 267
 268                 next_run = now + 10;
 269                 scan_temperatures(now);
 270         }
 271 }