Что нужно было решить
Создать полноценную систему контроля микроклимата: от физических датчиков и устойчивого канала телеметрии до живой веб-консоли, статистики и голосового доступа к показаниям.
Проекты / IoT, телеметрия и измерительные системы
EnviroHub — мониторинг качества воздуха и edge-платформа
Измерительная платформа на ESP32-S3 с физическими датчиками, MQTT 5/TLS, Edge Gateway и живой операторской консолью. Умный дом, Алиса и Яндекс Станция получают те же показания.
Архитектура / тракт данных
От датчика до Алисы: один тракт данных
Телеметрия собирается один раз и используется операторской консолью и умным домом Яндекса. Для интеграции с Алисой не нужен второй MQTT-брокер или отдельный коллектор данных.
- 01 ESP32-S3 Датчики и версионированная телеметрия
- 02 MQTT 5 / TLS Шифрованная передача и контроль доступности
- 03 EDGE GATEWAY Проверка, хранение и store-and-forward
- 04 HTTPS BRIDGE Исходящая идемпотентная синхронизация
- 05 SITE READ MODEL Санитизированная публичная проекция
- 06 ЯНДЕКС УМНЫЙ ДОМ Провайдер только для чтения и OAuth 2.0
- 07 АЛИСА / ЯНДЕКС СТАНЦИЯ Показания в приложении и голосовые ответы
До чего довели проект
Работает полный вертикальный контур ESP32-S3 → MQTT 5/TLS → EnviroHub Edge Gateway → исходящий HTTPS Public Bridge → сайт. В консоли доступны реальные температура, влажность и атмосферное давление, диагностика тракта, история и статистика; те же величины отображаются в «Доме с Алисой» и доступны голосом через Яндекс Станцию. Не введённые или неисправные каналы честно показываются как недоступные.
Материалы проекта
Фотографии и рабочие материалы
Инженерный контекст
Какие ограничения были важны
Домашняя сеть остаётся закрытой для входящих подключений: Edge Gateway сам передаёт разрешённую публичную проекцию на сайт по HTTPS
Каждая агрегированная запись сначала сохраняется на обычную FAT microSD, затем публикуется по MQTT и удаляется из очереди только после application ACK
Операторская консоль, статистика и интеграция «Умный дом / Алиса / Яндекс Станция» читают одну санитизированную site read model без второго MQTT-брокера и отдельной копии телеметрии
Система различает нормальное значение, ошибку датчика, устаревшие данные и потерю связи; отсутствующие каналы не заменяются синтетическими числами
Сделано
Что входило в работу
прошивка ESP-IDF для ESP32-S3, I2C-датчиков, SNTP, microSD и MQTT 5/TLS
версионированный контракт телеметрии, ACL, Last Will, application ACK и store-and-forward
изолированный EnviroHub Edge Gateway на Raspberry Pi с Mosquitto, SQLite/WAL и systemd supervision
исходящий HTTPS Public Bridge с идемпотентной доставкой и отдельной публичной проекцией
двуязычная операторская консоль с живыми значениями, графиками, статистикой, диагностикой и PIN-защитой команд
read-only интеграция с Яндекс Умным домом: Алиса и Яндекс Станция сообщают температуру, влажность и атмосферное давление
воспроизводимые тесты отключения брокера, перезагрузки Edge Gateway, накопления на microSD и replay
Подробности
Инженерное описание проекта
Архитектура потока данных
ESP32-S3 опрашивает физические датчики, формирует агрегированную телеметрию и передаёт её локальному MQTT-брокеру по TLS. EnviroHub Edge Gateway проверяет контракт, сохраняет данные в SQLite и только после фиксации отправляет application ACK устройству.
Публичная часть отделена от домашнего контура. Edge Gateway инициирует исходящие HTTPS-запросы к vlasovlab.ru, а сайт хранит только разрешённую проекцию для консоли и внешних интеграций. Открывать Raspberry Pi в интернет не требуется.
Сохранность и достоверность
На ESP действует write-before-send: запись с UTC-временем, sequence и CRC32 сначала попадает в читаемый NDJSON/CSV-журнал на FAT microSD. При потере связи очередь воспроизводится oldest-first после восстановления MQTT.
Интерфейс не выдаёт последнее известное число за текущее. Health, freshness и availability проходят отдельную проверку, поэтому неисправный или ещё не подключённый датчик отображается прочерком с понятным статусом.
Умный дом: Алиса и Яндекс Станция
Публичная RU/EN-консоль показывает состояние полного тракта, текущие каналы, временные ряды, суточную сводку и инженерную диагностику. Изменение настроек и команды отделены от просмотра и требуют operator PIN.
Тот же read-only слой использует Яндекс Умный дом. Температура, влажность и атмосферное давление уже доступны в приложении «Дом с Алисой»; Алиса отвечает на голосовые запросы через Яндекс Станцию. Физический CO2-канал уже работает в основном тракте и будет добавлен в Алису после проверки стабильности данных.
Текущая конфигурация
В активном физическом контуре работают внутренний и наружный SHT45, основной барометр BMP390, резервный BMP58x-family и replacement SCD41. Синтетическая телеметрия отключена.
CO2 уже проходит полный тракт от ESP32-S3 до операторской консоли. O2 остаётся единственным ещё не подключённым климатическим каналом и явно отмечен как недоступный.
Контакт
Обсудить вашу инженерную задачу
Свяжитесь с нами по email или задайте вопрос по телефону.