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 <unistd.h>
  20
  21 #include <modbus.h>
  22 #include <mosquitto.h>
  23
  24 #include "../firmware/registers.h"
  25
  26 /*** MQTT ***/
  27
  28 static struct mosquitto *mosq;
  29 static bool mqtt_connected;
  30
  31 static void mqtt_error(const char *operation, int err, bool teardown)
  32 {
  33         msg(L_ERROR, "Mosquitto: %s failed: error %d", operation, err);
  34
  35         if (teardown) {
  36                 mosquitto_destroy(mosq);
  37                 mosq = NULL;
  38                 mqtt_connected = false;
  39         } else if (err == MOSQ_ERR_NO_CONN || err == MOSQ_ERR_CONN_REFUSED || err == MOSQ_ERR_CONN_LOST) {
  40                 mqtt_connected = false;
  41         }
  42 }
  43
  44 static void mqtt_publish(const char *topic, const char *fmt, ...)
  45 {
  46         va_list args;
  47         va_start(args, fmt);
  48
  49         if (mqtt_connected) {
  50                 char m[256];
  51                 int l = vsnprintf(m, sizeof(m), fmt, args);
  52                 int err = mosquitto_publish(mosq, NULL, topic, l, m, 0, true);
  53                 if (err != MOSQ_ERR_SUCCESS)
  54                         mqtt_error("publish", err, false);
  55         }
  56
  57         va_end(args);
  58 }
  59
  60 static void mqtt_log_callback(struct mosquitto *mosq UNUSED, void *obj UNUSED, int level, const char *message)
  61 {
  62         // msg(L_INFO, "MQTT(%d): %s", level, message);
  63 }
  64
  65 static void mqtt_msg_callback(struct mosquitto *mosq UNUSED, void *obj UNUSED, const struct mosquitto_message *m);
  66
  67 static bool mqtt_connect(void)
  68 {
  69         int err;
  70
  71         if (mqtt_connected)
  72                 return true;
  73
  74         if (!mosq) {
  75                 mosq = mosquitto_new("aircond", 1, NULL);
  76                 if (!mosq)
  77                         die("Mosquitto: initialization failed");
  78
  79                 mosquitto_log_callback_set(mosq, mqtt_log_callback);
  80                 mosquitto_message_callback_set(mosq, mqtt_msg_callback);
  81
  82                 err = mosquitto_will_set(mosq, "status/aircon", 4, "dead", 0, true);
  83                 if (err != MOSQ_ERR_SUCCESS) {
  84                         mqtt_error("will_set", err, true);
  85                         return false;
  86                 }
  87
  88                 err = mosquitto_connect(mosq, "127.0.0.1", 1883, 60);
  89                 if (err != MOSQ_ERR_SUCCESS) {
  90                         mqtt_error("connect", err, true);
  91                         return false;
  92                 }
  93         } else {
  94                 err = mosquitto_reconnect(mosq);
  95                 if (err != MOSQ_ERR_SUCCESS) {
  96                         mqtt_error("reconnect", err, false);
  97                         return false;
  98                 }
  99         }
 100
 101         err = mosquitto_subscribe(mosq, NULL, "burrow/air/#", 1);
 102         if (err != MOSQ_ERR_SUCCESS) {
 103                 mqtt_error("subscribe", err, false);
 104                 return false;
 105         }
 106
 107         mqtt_connected = true;
 108
 109         mqtt_publish("status/aircon", "ok");
 110
 111         return mqtt_connected;
 112 }
 113
 114 /*** MODBUS ***/
 115
 116 static modbus_t *modbus;
 117 static bool mb_is_open;
 118
 119 static void mb_error(const char *operation)
 120 {
 121         msg(L_ERROR, "MODBUS: %s failed: %s", operation, modbus_strerror(errno));
 122
 123         if (modbus) {
 124                 if (mb_is_open) {
 125                         modbus_close(modbus);
 126                         mb_is_open = false;
 127                 }
 128                 modbus_free(modbus);
 129                 modbus = NULL;
 130         }
 131 }
 132
 133 static bool mb_connect(void)
 134 {
 135         if (modbus)
 136                 return true;
 137
 138         // FIXME: Find the right device. Reconnect if needed.
 139         modbus = modbus_new_rtu("/dev/ttyUSB1", 19200, 'E', 8, 1);
 140         if (!modbus) {
 141                 mb_error("open");
 142                 return false;
 143         }
 144
 145         modbus_set_slave(modbus, 42);
 146
 147         if (modbus_connect(modbus) < 0) {
 148                 mb_error("connect");
 149                 return false;
 150         }
 151
 152         mb_is_open = true;
 153 }
 154
 155 /*** Main loop ***/
 156
 157 static void scan_temperatures(time_t now)
 158 {
 159         static const char * const temp_names[] = {
 160                 "inside-intake",
 161                 "inside-exhaust",
 162                 "outside-intake",
 163                 "outside-exhaust",
 164                 "mixed",
 165         };
 166
 167         u16 regs[5];
 168         if (modbus_read_input_registers(modbus, AIRCON_IREG_TEMP_FROM_INSIDE, 5, regs) < 0) {
 169                 mb_error("read");
 170                 return;
 171         }
 172
 173         for (uint i=0; i<5; i++) {
 174                 if (regs[i] != 0x8000) {
 175                         int t = regs[i];
 176                         if (t >= 0x8000)
 177                                 t -= 0x10000;
 178                         mqtt_publish(stk_printf("burrow/air/%s", temp_names[i]), "%.3f %llu", t / 100., (unsigned long long) now);
 179                 }
 180         }
 181 }
 182
 183 static void mqtt_msg_callback(struct mosquitto *mosq UNUSED, void *obj UNUSED, const struct mosquitto_message *m)
 184 {
 185         char val[256];
 186         if (m->payloadlen >= sizeof(val) - 1) {
 187                 msg(L_ERROR, "Invalid value for topic %s", m->topic);
 188                 return;
 189         }
 190         memcpy(val, m->payload, m->payloadlen);
 191         val[m->payloadlen] = 0;
 192         msg(L_DEBUG, "MQTT < %s %s", m->topic, val);
 193
 194         if (!strcmp(m->topic, "burrow/air/bypass")) {
 195                 uint x;
 196                 const char *err;
 197                 if ((err = str_to_uint(&x, val, NULL, 10 | STN_WHOLE)) || x >= 2) {
 198                         msg(L_ERROR, "Received invalid bypass setting %s: %s", val, err);
 199                         return;
 200                 }
 201                 if (modbus_write_bit(modbus, AIRCON_COIL_EXCHANGER_BYPASS, x) < 0)
 202                         msg(L_ERROR, "Modbus write failed: %s", modbus_strerror(errno));
 203         } else if (!strcmp(m->topic, "burrow/air/exchanger-fan")) {
 204                 uint x;
 205                 const char *err;
 206                 if ((err = str_to_uint(&x, val, NULL, 10 | STN_WHOLE)) || x >= 256) {
 207                         msg(L_ERROR, "Received invalid exchanger fan setting %s: %s", val, err);
 208                         return;
 209                 }
 210                 if (modbus_write_register(modbus, AIRCON_HREG_EXCHANGER_FAN, x) < 0)
 211                         msg(L_ERROR, "Modbus write failed: %s", modbus_strerror(errno));
 212         }
 213 }
 214
 215 static int use_daemon;
 216 static int use_debug;
 217
 218 static struct opt_section options = {
 219         OPT_ITEMS {
 220                 OPT_HELP("A daemon for controlling the air conditioning controller via MQTT"),
 221                 OPT_HELP(""),
 222                 OPT_HELP("Options:"),
 223                 OPT_BOOL('d', "debug", use_debug, 0, "\tLog debugging messages"),
 224                 OPT_BOOL(0, "daemon", use_daemon, 0, "\tDaemonize"),
 225                 OPT_HELP_OPTION,
 226                 OPT_CONF_OPTIONS,
 227                 OPT_END
 228         }
 229 };
 230
 231 int main(int argc UNUSED, char **argv)
 232 {
 233         log_init(argv[0]);
 234         opt_parse(&options, argv+1);
 235
 236         if (use_daemon) {
 237                 struct log_stream *ls = log_new_syslog("daemon", LOG_PID);
 238                 log_set_default_stream(ls);
 239         }
 240         if (!use_debug)
 241                 log_default_stream()->levels &= ~(1U << L_DEBUG);
 242
 243         mosquitto_lib_init();
 244
 245         time_t next_run = 0;
 246         for (;;) {
 247                 if (!mqtt_connect() || !mb_connect()) {
 248                         sleep(5);
 249                         continue;
 250                 }
 251
 252                 time_t now = time(NULL);
 253                 if (now < next_run) {
 254                         int err = mosquitto_loop(mosq, (next_run - now) * 1000, 1);
 255                         if (err != MOSQ_ERR_SUCCESS)
 256                                 mqtt_error("loop", err, false);
 257                         continue;
 258                 }
 259
 260                 next_run = now + 10;
 261                 scan_temperatures(now);
 262         }
 263 }