Начальный каркас: прошивка ESP32 для зоны "Гроубокс"

Реализованы sensor-1 (DHT22, телеметрия temperature/humidity) и
реле-актуаторы light-1/pump-1/fan-1 (turn_on/turn_off/set_level) по
протоколу MQTT платформы home_automatization (devices/{id}/telemetry|commands|ack).

growbox/.gitignore

@@ -0,0 +1,3 @@
+config.h
+build/
+*.bin

growbox/README.md

@@ -0,0 +1,68 @@
+# growbox (ESP32-контроллер)
+
+Прошивка для реального ESP32, обслуживающая зону "Гроубокс" платформы
+[home_automatization](../../home_automatization). Одна плата владеет четырьмя
+устройствами: `sensor-1` (DHT22) и три реле-актуатора — `light-1`, `pump-1`,
+`fan-1`.
+
+## Протокол (MQTT, mosquitto из docker-compose платформы, порт 1883)
+
+- `devices/{device_id}/telemetry` — публикует контроллер, JSON
+  `{"device_id","zone_id","sensor_type","value","timestamp"}`, timestamp —
+  RFC3339 UTC. `sensor-1` шлёт по одному сообщению на `temperature` и
+  `humidity` раз в `TELEMETRY_INTERVAL_MS`.
+- `devices/{device_id}/commands` — подписывается контроллер (wildcard
+  `devices/+/commands`, фильтрует по своим 3 актуаторам), JSON
+  `{"action":"turn_on"|"turn_off"|"set_level","level"?}`.
+- `devices/{device_id}/ack` — публикует контроллер после применения команды,
+  JSON `{"state":{"power":"on"|"off","level"?}}`.
+
+Реального диммирования нет (обычные реле), поэтому `set_level` трактуется как
+порог: `level > 0` включает реле, `level <= 0` выключает.
+
+device_id в конфиге должны совпадать с `devices.external_id`, засеянными в
+Laravel (`DemoGrowboxSeeder` использует `sensor-1`/`fan-1`), а `zone_id` — с
+`zones.id` зоны "Гроубокс" в Postgres.
+
+## Железо
+
+| Назначение      | Пин (по умолчанию) |
+|-----------------|---------------------|
+| DHT22 data      | GPIO4               |
+| Реле — light-1  | GPIO16              |
+| Реле — pump-1   | GPIO17              |
+| Реле — fan-1    | GPIO18              |
+
+Реле-модули по умолчанию считаются активными по LOW (`RELAY_ACTIVE_LOW` в
+`config.h`) — типично для дешёвых китайских модулей на оптопаре. Если ваши
+реле активны по HIGH — поменяйте флаг.
+
+DHT22 требует подтягивающий резистор ~10кОм между data и VCC, если он не
+встроен в конкретный модуль.
+
+## Библиотеки (Arduino Library Manager)
+
+- `PubSubClient` (Nick O'Leary) — MQTT-клиент
+- `ArduinoJson` (Benoit Blanchon, v7) — сериализация/парсинг JSON
+- `DHT sensor library` (Adafruit) + зависимость `Adafruit Unified Sensor`
+- Board support: `esp32` (Espressif Systems) через Boards Manager
+
+## Настройка и прошивка
+
+1. `cp config.h.example config.h`, заполнить Wi-Fi SSID/пароль, IP хоста, на
+   котором поднят `docker compose` платформы (mosquitto слушает `0.0.0.0:1883`
+   — доступен по IP машины в локальной сети), `zone_id` и `device_id`.
+2. Открыть `growbox.ino` в Arduino IDE, выбрать плату (ESP32 Dev Module или
+   конкретную модель), порт.
+3. Прошить. Открыть Serial Monitor на 115200 бод — там лог подключения к
+   Wi-Fi/NTP/MQTT и каждой публикации телеметрии/команды.
+
+## Проверка end-to-end
+
+При работающем `docker compose` в `home_automatization` и засеянных
+Postgres-данных (зона + `sensor-1`/`light-1`/`pump-1`/`fan-1`):
+
+- телеметрия должна доходить до ClickHouse через ingest-service;
+- команда через Laravel UI (или напрямую через `grpcurl` в
+  device-control-service) должна прийти на плату и вызвать щелчок реле, а
+  затем ack — обновить `reported_state`/`last_seen` в Redis device shadow.

growbox/config.h.example

@@ -0,0 +1,33 @@
+// Скопировать в config.h и заполнить своими значениями.
+// config.h в .gitignore — секреты (Wi-Fi, адрес брокера) в репозиторий не попадают.
+#pragma once
+
+// --- Wi-Fi ---
+#define WIFI_SSID     "your-wifi-ssid"
+#define WIFI_PASSWORD "your-wifi-password"
+
+// --- MQTT (mosquitto из home_automatization/docker-compose.yml, порт 1883, без auth в dev) ---
+#define MQTT_BROKER_HOST "192.168.1.100"
+#define MQTT_BROKER_PORT 1883
+#define MQTT_CLIENT_ID   "growbox-esp32"
+
+// --- Зона и устройства ---
+// zone_id — id зоны "Гроубокс" в Postgres (laravel-app, таблица zones).
+// device_id должны совпадать с devices.external_id, засеянными в Laravel.
+#define ZONE_ID          "1"
+#define DEVICE_ID_SENSOR "sensor-1"
+#define DEVICE_ID_LIGHT  "light-1"
+#define DEVICE_ID_PUMP   "pump-1"
+#define DEVICE_ID_FAN    "fan-1"
+
+// --- Пины (ESP32 DevKitC) ---
+#define PIN_DHT22       4
+#define PIN_RELAY_LIGHT 16
+#define PIN_RELAY_PUMP  17
+#define PIN_RELAY_FAN   18
+
+// Большинство дешёвых реле-модулей активны по LOW (сигнал LOW = реле включено).
+#define RELAY_ACTIVE_LOW true
+
+// --- Телеметрия ---
+#define TELEMETRY_INTERVAL_MS 30000UL

growbox/devices.cpp

@@ -0,0 +1,72 @@
+#include "devices.h"
+
+#include "config.h"
+
+struct Actuator {
+  const char* deviceId;
+  uint8_t pin;
+  bool on;
+};
+
+static Actuator actuators[] = {
+    {DEVICE_ID_LIGHT, PIN_RELAY_LIGHT, false},
+    {DEVICE_ID_PUMP, PIN_RELAY_PUMP, false},
+    {DEVICE_ID_FAN, PIN_RELAY_FAN, false},
+};
+static const size_t actuatorCount = sizeof(actuators) / sizeof(actuators[0]);
+
+static void relayWrite(uint8_t pin, bool on) {
+  bool level = RELAY_ACTIVE_LOW ? !on : on;
+  digitalWrite(pin, level ? HIGH : LOW);
+}
+
+void devicesBegin() {
+  for (size_t i = 0; i < actuatorCount; i++) {
+    pinMode(actuators[i].pin, OUTPUT);
+    relayWrite(actuators[i].pin, false);
+  }
+}
+
+static Actuator* findActuator(const String& deviceId) {
+  for (size_t i = 0; i < actuatorCount; i++) {
+    if (deviceId == actuators[i].deviceId) {
+      return &actuators[i];
+    }
+  }
+  return nullptr;
+}
+
+// Реального диммирования у нас нет (обычные реле on/off), поэтому
+// set_level трактуется как порог: level > 0 включает реле, level <= 0
+// выключает. Ack всегда содержит и power, и level, чтобы отражать
+// реальное состояние железа.
+bool devicesApplyCommand(const String& deviceId, const String& action, double level, JsonDocument& outState) {
+  Actuator* actuator = findActuator(deviceId);
+  if (actuator == nullptr) {
+    return false;
+  }
+
+  if (action == "turn_on") {
+    actuator->on = true;
+  } else if (action == "turn_off") {
+    actuator->on = false;
+  } else if (action == "set_level") {
+    actuator->on = level > 0;
+    outState["level"] = level;
+  } else {
+    Serial.print("[devices] unknown action for ");
+    Serial.print(deviceId);
+    Serial.print(": ");
+    Serial.println(action);
+    return false;
+  }
+
+  relayWrite(actuator->pin, actuator->on);
+  outState["power"] = actuator->on ? "on" : "off";
+
+  Serial.print("[devices] ");
+  Serial.print(deviceId);
+  Serial.print(" -> ");
+  Serial.println(actuator->on ? "on" : "off");
+  return true;
+}

growbox/devices.h

@@ -0,0 +1,14 @@
+#pragma once
+
+#include <Arduino.h>
+#include <ArduinoJson.h>
+
+// Инициализирует пины реле (light/pump/fan), выключает всё при старте.
+void devicesBegin();
+
+// Применяет команду {"action": "turn_on"|"turn_off"|"set_level", "level"?}
+// к устройству deviceId, если это одно из известных реле-актуаторов этой
+// платы (light-1/pump-1/fan-1 из config.h). Заполняет outState фактическим
+// применённым состоянием для последующей публикации в devices/{id}/ack.
+// Возвращает false, если deviceId этой плате не принадлежит.
+bool devicesApplyCommand(const String& deviceId, const String& action, double level, JsonDocument& outState);

growbox/growbox.ino

@@ -0,0 +1,28 @@
+// Контроллер зоны "Гроубокс" для платформы home_automatization.
+// Одна плата ESP32 владеет четырьмя устройствами зоны:
+//   sensor-1 (DHT22, телеметрия temperature/humidity)
+//   light-1, pump-1, fan-1 (реле, turn_on/turn_off/set_level)
+// Протокол общения с device-control-service/ingest-service описан в README.md.
+#include "config.h"
+#include "devices.h"
+#include "mqtt_link.h"
+#include "net.h"
+#include "telemetry.h"
+#include "time_sync.h"
+
+void setup() {
+  Serial.begin(115200);
+
+  devicesBegin();
+  netBegin();
+  timeSyncBegin();
+  mqttBegin();
+  telemetryBegin();
+}
+
+void loop() {
+  netEnsureConnected();
+  mqttEnsureConnected();
+  mqttLoop();
+  telemetryTick();
+}

growbox/mqtt_link.cpp

@@ -0,0 +1,99 @@
+#include "mqtt_link.h"
+
+#include <ArduinoJson.h>
+#include <PubSubClient.h>
+#include <WiFi.h>
+
+#include "config.h"
+#include "devices.h"
+#include "time_sync.h"
+
+static WiFiClient wifiClient;
+static PubSubClient mqttClient(wifiClient);
+
+// devices/{device_id}/commands -> device_id, или "" если топик не подходит.
+static String deviceIdFromCommandTopic(const String& topic) {
+  if (!topic.startsWith("devices/") || !topic.endsWith("/commands")) {
+    return "";
+  }
+  return topic.substring(8, topic.length() - 9);  // strip "devices/" and "/commands"
+}
+
+static void publishAck(const String& deviceId, JsonDocument& state) {
+  JsonDocument ackDoc;
+  ackDoc["state"] = state.as<JsonObject>();
+
+  char buf[256];
+  size_t len = serializeJson(ackDoc, buf, sizeof(buf));
+
+  String topic = "devices/" + deviceId + "/ack";
+  mqttClient.publish(topic.c_str(), (const uint8_t*)buf, len, false);
+}
+
+static void onMessage(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
+  String deviceId = deviceIdFromCommandTopic(String(topic));
+  if (deviceId.isEmpty()) {
+    return;
+  }
+
+  JsonDocument cmd;
+  DeserializationError err = deserializeJson(cmd, payload, length);
+  if (err) {
+    Serial.print("[mqtt] invalid command payload on ");
+    Serial.println(topic);
+    return;
+  }
+
+  String action = cmd["action"] | "";
+  double level = cmd["level"] | 0.0;
+  if (action.isEmpty()) {
+    Serial.print("[mqtt] command missing action on ");
+    Serial.println(topic);
+    return;
+  }
+
+  JsonDocument state;
+  if (devicesApplyCommand(deviceId, action, level, state)) {
+    publishAck(deviceId, state);
+  }
+}
+
+void mqttBegin() {
+  mqttClient.setServer(MQTT_BROKER_HOST, MQTT_BROKER_PORT);
+  mqttClient.setCallback(onMessage);
+}
+
+void mqttEnsureConnected() {
+  if (mqttClient.connected()) {
+    return;
+  }
+
+  Serial.print("[mqtt] connecting to ");
+  Serial.print(MQTT_BROKER_HOST);
+  if (mqttClient.connect(MQTT_CLIENT_ID)) {
+    Serial.println(" connected");
+    mqttClient.subscribe("devices/+/commands", 1);
+  } else {
+    Serial.print(" failed, rc=");
+    Serial.println(mqttClient.state());
+  }
+}
+
+void mqttLoop() {
+  mqttClient.loop();
+}
+
+void mqttPublishTelemetry(const String& deviceId, const String& sensorType, double value) {
+  JsonDocument doc;
+  doc["device_id"] = deviceId;
+  doc["zone_id"] = ZONE_ID;
+  doc["sensor_type"] = sensorType;
+  doc["value"] = value;
+  doc["timestamp"] = nowRFC3339();
+
+  char buf[256];
+  size_t len = serializeJson(doc, buf, sizeof(buf));
+
+  String topic = "devices/" + deviceId + "/telemetry";
+  mqttClient.publish(topic.c_str(), (const uint8_t*)buf, len, false);
+}

growbox/mqtt_link.h

@@ -0,0 +1,12 @@
+#pragma once
+
+#include <Arduino.h>
+
+// Подключение к mosquitto, подписка на devices/+/commands, диспетчеризация
+// команд в devices.cpp и публикация ack. См. протокол в README.md.
+void mqttBegin();
+void mqttEnsureConnected();
+void mqttLoop();
+
+// Публикует одно показание телеметрии в devices/{deviceId}/telemetry.
+void mqttPublishTelemetry(const String& deviceId, const String& sensorType, double value);

growbox/net.cpp

@@ -0,0 +1,40 @@
+#include "net.h"
+
+#include <Arduino.h>
+#include <WiFi.h>
+
+#include "config.h"
+
+void netBegin() {
+  WiFi.mode(WIFI_STA);
+  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
+
+  Serial.print("[net] connecting to ");
+  Serial.print(WIFI_SSID);
+  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
+    delay(500);
+    Serial.print(".");
+  }
+  Serial.print("\n[net] connected, ip=");
+  Serial.println(WiFi.localIP());
+}
+
+// Вызывается из loop() на каждой итерации — переподключает Wi-Fi,
+// если связь пропала (роутер перезагрузился, слабый сигнал и т.д.).
+void netEnsureConnected() {
+  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
+    return;
+  }
+  Serial.println("[net] connection lost, reconnecting");
+  WiFi.disconnect();
+  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
+
+  unsigned long start = millis();
+  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && millis() - start < 15000) {
+    delay(250);
+  }
+  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
+    Serial.print("[net] reconnected, ip=");
+    Serial.println(WiFi.localIP());
+  }
+}

growbox/net.h

@@ -0,0 +1,5 @@
+#pragma once
+
+// Подключение к Wi-Fi и переподключение при обрыве.
+void netBegin();
+void netEnsureConnected();

growbox/telemetry.cpp

@@ -0,0 +1,42 @@
+#include "telemetry.h"
+
+#include <DHT.h>
+
+#include "config.h"
+#include "mqtt_link.h"
+#include "time_sync.h"
+
+static DHT dht(PIN_DHT22, DHT22);
+static unsigned long lastPublish = 0;
+
+void telemetryBegin() {
+  dht.begin();
+}
+
+void telemetryTick() {
+  unsigned long now = millis();
+  if (now - lastPublish < TELEMETRY_INTERVAL_MS && lastPublish != 0) {
+    return;
+  }
+  // Без синхронизированного времени ingest-service отклонит timestamp
+  // (или он будет ложным), поэтому просто пропускаем цикл и ждём.
+  if (!timeSyncIsReady()) {
+    return;
+  }
+  lastPublish = now;
+
+  float humidity = dht.readHumidity();
+  float temperature = dht.readTemperature();
+  if (isnan(humidity) || isnan(temperature)) {
+    Serial.println("[telemetry] DHT22 read failed, skipping this cycle");
+    return;
+  }
+
+  mqttPublishTelemetry(DEVICE_ID_SENSOR, "temperature", temperature);
+  mqttPublishTelemetry(DEVICE_ID_SENSOR, "humidity", humidity);
+
+  Serial.print("[telemetry] temperature=");
+  Serial.print(temperature);
+  Serial.print(" humidity=");
+  Serial.println(humidity);
+}

growbox/telemetry.h

@@ -0,0 +1,8 @@
+#pragma once
+
+// Инициализация DHT22.
+void telemetryBegin();
+
+// Вызывать на каждой итерации loop(): сама решает, пора ли публиковать
+// очередное показание (см. TELEMETRY_INTERVAL_MS в config.h).
+void telemetryTick();

growbox/time_sync.cpp

@@ -0,0 +1,47 @@
+#include "time_sync.h"
+
+#include <time.h>
+
+static bool timeReady = false;
+
+void timeSyncBegin() {
+  // UTC, без летнего времени — платформа хранит и парсит время в UTC.
+  configTime(0, 0, "pool.ntp.org", "time.nist.gov");
+
+  Serial.print("[time] syncing via NTP");
+  time_t now = time(nullptr);
+  unsigned long start = millis();
+  // 8 * 3600 — грубая нижняя граница правдоподобного unix-времени,
+  // пока NTP не ответит time() возвращает эпоху около 0.
+  while (now < 8 * 3600 && millis() - start < 15000) {
+    delay(250);
+    Serial.print(".");
+    now = time(nullptr);
+  }
+  Serial.println();
+
+  timeReady = now >= 8 * 3600;
+  if (timeReady) {
+    Serial.println("[time] synced");
+  } else {
+    Serial.println("[time] sync timed out, will retry in background");
+  }
+}
+
+bool timeSyncIsReady() {
+  if (!timeReady) {
+    time_t now = time(nullptr);
+    timeReady = now >= 8 * 3600;
+  }
+  return timeReady;
+}
+
+String nowRFC3339() {
+  time_t now = time(nullptr);
+  struct tm tmStruct;
+  gmtime_r(&now, &tmStruct);
+
+  char buf[21];
+  strftime(buf, sizeof(buf), "%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ", &tmStruct);
+  return String(buf);
+}

growbox/time_sync.h

@@ -0,0 +1,11 @@
+#pragma once
+
+#include <Arduino.h>
+
+// ingest-service требует валидный RFC3339 timestamp в телеметрии, поэтому
+// время синхронизируется по NTP один раз при старте (см. README).
+void timeSyncBegin();
+bool timeSyncIsReady();
+
+// Текущее UTC время в формате RFC3339, например "2026-08-11T12:34:56Z".
+String nowRFC3339();