电能表改造并接入HA

一、简介

本次的改造目标是从普通电能表中采集电流、电压、电度等数据，并通过 Wi-Fi 接入智能家居系统中。

DDSU666 是一款单相电能表，适用于家庭环境，可以采集电流、电压等信息，也可以统计电度。大致可分为带通讯版和不带通讯版，本次改造所使用的必须为带通讯的版本。
另外， DDSU666 还分一个带按键的新版，还有一个不带按键的旧版，本例中使用的旧版。

ESP8266 是一款强大的 MCU，支持 Wi-Fi、蓝牙、串口、GPIO 等等。

HomeAssistant 是一个开源的智能家居平台。

大部分代码来自于 liwei19920307 的项目 ESP485，GitHub地址：https://github.com/liwei19920307/ESP485/

关于实现原理、软件配置等，在 ESP485 项目中原作者已经作了非常详尽的解释，在本文中仅做简要提及。本文将侧重于对我在实践中踩过的的坑进行总结，对 ESP485 项目文档中未提及的部分进行补充。

二、差异

在 ESP485 项目中，原作者使用的 ESP32，而本例中使用的是 ESP8266，并且原作者使用的是新款 DDSU666，而本例中使用的是旧款。

三、所需材料

• DDSU666 电能表（带通讯）
• RS485 转 TTL 模块
• ESP8266
• 220v 转 5v 降压模块
• TTL 转 USB 模块

四、改造步骤

1、接线

将电能表与 ESP8266 通过 RS485 转 TTL 模块连接起来，将 ESP8266 的 D1 和 D2 分别作为 RX 和 TX（此处与原作者不同）。

之所以使用 ESP8266 的 D1 和 D2 而不直接使用硬件自带的 RX 和 TX ，是因为我在实际测试中，使用 RX 和 TX 时存在似乎可以正常发送数据，但无法接收数据的问题。

另外，新旧款的电能表在接入 220v 家用电时，接线端口也不同。新款的电能表为下端火线入、零线入，上端为火线出、零线出；而旧款的电能表下端为火线入、火线出，上端为零线入、零线出。接线方式一定要注意！我就因为参考了新款电表的接线图而导致家里跳闸！！

2、设置电能表通讯协议

DDSU666 支持的通讯协议有两种，一种是 DLT645，另一种是 Modbus，我们这里需要使用 Modbus 协议。如果很不巧你买到的电能表当前使用的协议不是 Modbus，那么你需要将电能表设置为 Modbus 协议。新款的 DDSU666 似乎可以通过按键来切换通讯协议，而旧款由于没有按键，需要我们通过 RS485 发送指令来切换协议。

切换协议的方法，可以参考此教程，也可以参考电能表的说明书，下载地址：
http://im.chint.com/Upload/File/20210811160117.pdf

简而言之就是，观察电能表的屏幕，屏幕上会轮播很多页，其中一页就是当前电能表所使用的协议类型，如果一页显示了 DLT645，那么紧接着的后两页为电能表的通讯地址，抄下通讯地址备用，紧接着第三页为通讯所使用的波特率，对应关系见下表。

屏幕显示	波特率
baud-0	1200bps
baud-1	2400bps
baud-2	4800bps
baud-3	9600bps

注意！下面所提到的要点是说明书和上文提到的教程中所没有的！感谢 bnnyygy 写一篇帖子，对我帮助很大。

首先将 RS485 转 TTL，再由 TTL 转 USB 连接上电脑，然后打开串口调试工具，设置正确的波特率，8 个数据位，无校验位，2 个停止位，这个地方容易出错，我怀疑不同电能表可能不太一样，如果你使用 2 个停止位没效果的话，可以试试改成 1 个停止位。

参照说明书， DL/T 645-2007 协议切换到 ModBus-RTU 通讯协议的数据帧如下：
FE FE FE FE 68 xx xx xx xx xx xx 68 14 0E 33 33 35 3D 35 33 33 33 33 33 33 33 33 33 CS 16
其中：xx xx xx xx xx xx 为表通讯地址；CS 为校验码。

需要注意的是，在填入通讯地址时，要将之前抄下来的地址反过来写，比如：我的电能表通讯地址是 20 12 01 00 46 41，所以在代入到指令中应当写为 41 46 00 01 12 20

另外，关于校验码的生成，我们需要截取 68 xx xx 到最后一个 33 之间的数据，从而生成校验码。举个例子，我将表的通讯地址代入后，数据帧如下：
FE FE FE FE 68 41 46 00 01 12 20 68 14 0E 33 33 35 3D 35 33 33 33 33 33 33 33 33 33 CS 16
那么，我需要生成校验码的一段为：
68 41 46 00 01 12 20 68 14 0E 33 33 35 3D 35 33 33 33 33 33 33 33 33 33
通过在线生成校验和的工具，计算出的校验和为：
0484
取后一字节，即：84
代入到数据帧中：
FE FE FE FE 68 41 46 00 01 12 20 68 14 0E 33 33 35 3D 35 33 33 33 33 33 33 33 33 33 84 16

建议使用我提供的链接来计算校验和，因为我试过其他的在线生成校验和的网站，有的网站生成出来的结果不正确，应该是算法略有不同。

将数据帧发送出去，此时观察电能表屏幕，应当可以看到通讯协议变为了 Modbus。

下一页出现的数字为 Modbus 协议下的地址，抄下备用，再下一页出现的为波特率，此时波特率可能跟上次的不一样，对应上文中的表格，记下波特率，再下一页是另外的串口参数，类似于 8n2 这样的，注意，这里不同的电能表可能有区别，在上文中提到的教程里，别人家的电能表显示的 8n1，这里的 8 代表 8 个数据位，n 代表无校验位，1 或者 2 代表停止位。

3、烧录程序

大部分内容跟 ESP485 项目中提供的内容相同，需要修改的地方节选如下，对应参数如有不同自行修改：

esphome:
  name: chnt-ddsu666
  platform: ESP8266
  board: nodemcuv2

uart:
  id: esp485_uart
  rx_pin: D1
  tx_pin: D2
  baud_rate: 9600
  data_bits: 8
  parity: NONE
  stop_bits: 2

五、大功告成

通过 IP 地址访问 ESP8266，可以看到数据已经成功采集。

打开 HomeAssistant 的页面，可以看到通知，HA 已经自动发现了新设备，按照提示添加进来即可。