# FreeBSD、Home Assistant 与 rtl\_433 * 原文：[FreeBSD, Home Assistant, and rtl\_433](https://freebsdfoundation.org/our-work/journal/browser-based-edition/embedded-2/freebsd-home-assistant-and-rtl_433/) * 作者：Vanja Cvelbar 在很久以前，我就开始玩 Home Assistant 了，我对自己做出的几个自动化很自豪。浴室里有个运动传感器，能开灯。如果太阳已经落山，灯会以极暗的橙色亮起；否则，它会最大化亮度并使用白光。还有个自动化，当相对湿度超过预设值时，自动开启除湿机。另外还有个安全措施。不幸的是，我们有一扇地下室窗户，如果从南边下雨，就容易被淹（虽然这种情况比较少见）。我内外各安装了一个湿度传感器；当它们被触发时，我们会在 Telegram 上收到一条消息，并能据此采取措施。整个系统托管在运行于 HAOS 的 bhyve 虚拟机中。 ## 需求 在阳台和花园里有两个无线电控温度计，我希望能有个简单的概览，更重要的是一张清晰的室外温度曲线图。这些设备很简单，定期通过 433MHz 无线电发送数据。研究之后发现，用一个标准的软件无线电（SDR）适配器就能监听这些信号并进一步处理。将它与优秀的 rtl\_433 和 rtl-sdr 项目结合，就是答案。 把一根基于 RTL2832 的接收棒插到笔记本电脑上后，我开始收到温度计的数据，同时也收到了邻居的设备，甚至是路过汽车的胎压监测系统（TPMS）的数据。 好在 rtl\_433 软件已经支持将数据发布到 MQTT 服务器。Home Assistant 里本来就有一项用于 ZigBee 网络的 MQTT 服务，所以只需要创建一新用户来发布数据即可。 ```sh /var/log/rtl_433.log {"time" : "2025-04-13 18:42:55.702554", "protocol" : 19, "model" : "Nexus-TH", "id" : 209, "channel" : 1, "battery_ok" : 1, "temperature_C" : 13.200, "humidity" : 61, "mod" : "ASK", "freq" : 433.910, "rssi" : -0.431, "snr" : 30.360, "noise" : -30.791} {"time" : "2025-04-13 18:42:56.539182", "protocol" : 8, "model" : "LaCrosse-TX", "id" : 31, "temperature_C" : 11.300, "mic" : "PARITY", "mod" : "ASK", "freq" : 433.892, "rssi" : -12.208, "snr" : 19.251, "noise" : -31.459} ``` JSON 日志记录了 rtl\_433 解码外部温度计无线电传输的数据。 ## 第一次实现 主机架位于地下室，因此那里的无线信号很差。我把 SDR 放在一楼，并将其连接到现有的 pfSense 路由器。这需要手动安装软件包，并费力地让它在启动时运行。务实的解决方案是启动 screen 会话，在其中运行 rtl\_433。 这确实有效，数据被发送到了 MQTT，Home Assistant 绘制出了我选择的温度传感器的漂亮曲线图。但这种方案不够稳定。每次重启、升级或防火墙故障后，我都得记得重新启动它。它不够可靠，我也对此不满意。 ![](https://freebsdfoundation.org/wp-content/uploads/2025/10/cvelbar_chart1.png) Home Assistant 顺利绘制出了由花园温度传感器捕获的温度曲线。 ![](https://freebsdfoundation.org/wp-content/uploads/2025/10/cvelbar_chart2.png) Home Assistant 系统捕获的两个传感器的温度曲线图。 ## 第二次实现 我手头有一块闲置的 Pine A64+。我开始验证它对 FreeBSD 的支持，但很快放弃了，因为它在重启时有些问题。该问题在软件重启后仍然存在，表明是硬件问题。我记得必须物理接触主板并断开电源供应，这太麻烦，也不实用。 ## EuroBSDCon 来解围 2019 年在挪威举办的 EuroBSDCon 上，Tom Jones 做了一项题为《使用 FreeBSD 进行硬件黑客入门》的教程。每个参与者都收到了一只小盒子，里面有开关、LED、电缆和其他组件，最重要的是一块 Arm SBC。 那是一块 FriendlyELEC 的 NanoPi NEOLTS。会议结束后，我用了一段时间，但现在它主要闲置在抽屉里。所以，我开始评估它作为运行 rtl\_433 并获取无线数据的平台。 安装的软件已经过时，所以我买了一张新的存储卡，并按照 Tom Jones 页面上发布的说明，成功把采集系统迁移到了上面。() 一开始一切运行正常，也很有趣，但几天后系统突然停止工作，无法通过 SSH 访问，所以我只好给它断电重启。最好是连接一个串口控制台来找出问题所在，但当时我没时间去正确排查。 怀疑是与操作系统版本存在某些不兼容，我后来写了个粗糙的 shell 脚本，基于 Tom 的说明来自动化镜像创建。运行了几次之后，我开始把它参数化，以便更快地更换版本，并添加了一些其它实用的小功能。 ![](https://freebsdfoundation.org/wp-content/uploads/2025/10/Cvelbar_Final_Implementation.png) 最终实现 —— NanoPi 与插在防火墙上的 USB SDR 接收棒。 ## 做成脚本 最终版本的脚本比第一版多了几个步骤。首先，我们定义想要下载的 FreeBSD 版本和源 URL。 ```sh !/bin/sh VERSION="14.2" RELEASE_VERSION="$VERSION-RELEASE" URL_IMG="https://download.freebsd.org/releases/arm/armv7/ISO-IMAGES/$VERSION/FreeBSD-$RELEASE_VERSION-arm-armv7-GENERICSD.img.xz" URL_CHECKSUM="https://download.freebsd.org/releases/arm/armv7/ISO-IMAGES/$VERSION/CHECKSUM.SHA512-FreeBSD-$RELEASE_VERSION-arm-armv7-GENERICSD" ``` 接下来，我们定义目标镜像名称、目录树、所需软件包、u-boot 引导加载程序位置、时区、要在目标镜像上安装的软件包，以及初始目标镜像大小。 ```sh TARGET_IMG="nanopi-rtl-433-FreeBSD-$RELEASE_VERSION.img" IMG_TARGET_DIR="img-target" IMG_MNT_DIR="img-mnt" IMG_RELEASE_DIR="img-release" CUSTOM_DIR="customization" PACKAGES="u-boot-nanopi_neo-2024.07" BOOTLOADER="/usr/local/share/u-boot/u-boot-nanopi_neo/u-boot-sunxi-with-spl.bin" TIME_ZONE="/usr/share/zoneinfo/CET" TARGET_PACKAGES="rtl-433 monit" SD_SIZE="6G" ``` 出于安全原因，我们会设置个性化的用户密码。 ```sh # 用户密码 TARGET_USER_PW=`date +%s | sha256sum | base64 | head -c 13` ``` 接下来的步骤包括准备目录树，并定义校验和文件以及镜像的位置。 ```sh # 准备目录树 echo "Preparing the directory tree ..." mkdir -p "$IMG_TARGET_DIR" mkdir -p "$IMG_MNT_DIR" mkdir -p "$IMG_RELEASE_DIR" mkdir -p "$CUSTOM_DIR/usr/local/etc" digest="$IMG_RELEASE_DIR/CHECKSUM.SHA512-FreeBSD-$RELEASE_VERSION-arm-armv7-GENERICSD" image="$IMG_RELEASE_DIR/FreeBSD-$RELEASE_VERSION-arm-armv7-GENERICSD.img.xz" digest_ext="$IMG_RELEASE_DIR/CHECKSUM.SHA512-FreeBSD-$RELEASE_VERSION-arm-armv7-GENERICSD.img" image_ext="$IMG_RELEASE_DIR/FreeBSD-$RELEASE_VERSION-arm-armv7-GENERICSD.img" ``` 镜像会下载到 `$IMG_RELEASE_DIR`，但仅当镜像的校验和与现有的不同时才会下载。 ```sh if ! [ -f $digest_ext ]; then echo "Digest=Initial" > $digest_ext fi # get the release image checksum and check the existing image echo "Checking compressed image checksum" fetch -o "$IMG_RELEASE_DIR" "$URL_CHECKSUM" if ! sha512 -q -c $(cut -f2 -d= $digest) $image; then echo "Download compressed image" fetch -o "$IMG_RELEASE_DIR" "$URL_IMG" # reset extracted image checksum echo "Digest=Refresh" > $digest_ext rm -f $image_ext else echo "Compressed image OK" fi ``` 如果镜像的校验和与现有的不一致，就会解压该镜像。 ```sh # 提取镜像 echo "Checking extracted image ..." if ! sha512 -q -c $(cut -f2 -d= $digest_ext) $image_ext; then echo "Extracting image and creating checksum" rm -f $image_ext xz -dk $image sha512 $image_ext > $digest_ext else echo "Extracted image OK" fi ``` 现在会安装主机系统所需的软件包。 ```sh # 安装所需的软件包 echo "Installing packages" pkg install -y $PACKAGES ``` 会创建一个使用上述定义大小的目标镜像，并将其连接到一个内存磁盘。 ```sh # 创建目标镜像 echo "Create target image and connect to the memory disk" truncate -s $SD_SIZE $IMG_TARGET_DIR/$TARGET_IMG mdisk=`mdconfig -f $IMG_TARGET_DIR/$TARGET_IMG` echo $mdisk ``` 我们将镜像和引导加载程序写入目标。 ```sh # 将解压后的镜像写入内存盘 echo "Writing the extracted image to the memory disk" dd if=$image_ext of=/dev/$mdisk bs=1m # write the bootloader to the memory disk echo "Writing the bootloader to the memory disk" if [ -f $BOOTLOADER ]; then dd if=$BOOTLOADER of=/dev/$mdisk bs=1k seek=8 conv=sync else echo "The bootloader $BOOTLOADER does not exist. Aborting ..." exit fi ``` 最后，目标镜像会被挂载，并使用 **pkg–chroot** 选项安装软件包，这使我们能够优雅地为不同的硬件平台安装软件包。需要注意的是，目标系统上必须存在正确的 **resolv.conf** 文件。 ```sh # 挂载目标镜像 echo "Mounted target image on $IMG_MNT_DIR" mount /dev/"$mdisk"s2a $IMG_MNT_DIR # 安装目标软件包 echo "Installing packages on target" cp /etc/resolv.conf $IMG_MNT_DIR/etc/ pkg --chroot $IMG_MNT_DIR install -y $TARGET_PACKAGES ``` 正在目标系统上启用服务。同样，我们使用 **sysrc** 工具的一个便捷选项，直接在已挂载的镜像上访问配置文件。虽然不是严格必须的，但我们还启用了远程 syslog，它应在目标主机上通过 `-a ` 启用。这一功能是在调试系统时启用的，当时系统已经挂起了一天半，如上所述。 ```sh # 对目标启用服务 sysrc -f $IMG_MNT_DIR/etc/rc.conf hostname="nanopi" ntpdate_enable="YES" ntpd_enable="YES" rtl_433_enable="YES" monit_enable="YES" syslogd_enable="YES" syslogd_flags="-s -v -v" ``` 在自定义目录中，我们复制系统树中所需的部分： ```sh customization/ ├── home │ └─ freebsd │ └─ .ssh │ └─ authorized_keys ├── usr │ └─ local │ └─ etc │ ├─ monitrc │ ├─ rtl_433.conf │ └─ syslog.d │ └─ remote_anirul.d112.conf └── var └─ log └─ rtl_433.log ``` ```sh # 复制自定义内容 echo "Copy $CUSTOM_DIR to $IMG_MNT_DIR" cp -a $CUSTOM_DIR/* $IMG_MNT_DIR ``` 时区的设置很简单，只需将定义复制到目标系统的 `/etc/localtime` 即可。 有趣的是 —— 在桌面机器上复制 CET 定义会导致 Mozilla 产品出现问题。比如在 Thunderbird 中，邮件列表里的时间会显示为 UTC，但打开邮件后，时间又显示正确。在这种情况下，更好的做法是使用 **tzsetup** 并指定正确的城市，或者复制某个城市的时区定义。我至今仍需要想办法报告这个 bug。 ```sh # 设置时区 echo “Set the timezone: copy $IMG_MNT_DIR/$TIME_ZONE to $IMG_MNT_DIR/etc/localtime” cp $IMG_MNT_DIR/$TIME_ZONE $IMG_MNT_DIR/etc/localtime ``` 接下来，会为 FreeBSD 用户设置新密码，并将其复制到主目录中的一个文件，以及镜像文件旁边。最后的清理步骤包括卸载镜像、移除内存磁盘，并向用户提供一些最终的使用说明。 ```sh # 配置用户 echo "Configuring users on target" # change freebsd user password echo "$TARGET_USER_PW" | pw -R $IMG_MNT_DIR mod user freebsd -h 0 echo "$TARGET_USER_PW" > $IMG_MNT_DIR/"home/freebsd/.pwd" # 卸载目标镜像 echo "Unmounted target image from $IMG_MNT_DIR" umount $IMG_MNT_DIR # 创建密码文件 echo "$TARGET_USER_PW" > $IMG_TARGET_DIR/$TARGET_IMG".pwd" # 移除内存盘 echo "Removing memory disk $mdisk" mdconfig -d -u $mdisk # 最终说明 echo "You can copy the image with \"dd if=$IMG_TARGET_DIR/$TARGET_IMG of=/dev/ status=progress bs=1m\"" echo "The password for the user freebsd is \"$TARGET_USER_PW\"" echo "The password is also available in the file \""$IMG_TARGET_DIR/$TARGET_IMG".pwd\"" ``` 在自定义部分中，我们准备了服务的配置文件。**Monit** 用于监控 **rtl\_433** 的状态，并在需要时重新启动它。下面是 `monitrc` 中定义 **rtl\_433** 服务的几行配置： ```sh # rtl_433 check process rtl_433 with pidfile /var/run/rtl_433.pid start program = "/usr/local/etc/rc.d/rtl_433 start" with timeout 60 seconds stop program = "/usr/local/etc/rc.d/rtl_433 stop" ``` 当然，我们还必须配置 **rtl\_433**。与示例配置相比，差异如下： ```sh output mqtt://,usr=,pass= ,retain=0,devices=rtl_433[/model][/id] output json:/var/log/rtl_433.log output log ``` 输出被发送到可供 Home Assistant 访问的 MQTT broker，在我的场景中，它运行在同一台虚拟机中。**retain** 标志被设为 `false`，因为我不希望用瞬时设备的数据弄乱 MQTT 主题，并且可以接受在 Home Assistant 中重新发现设备的速度慢一些。 JSON 输出也会写入 `/var/log` 中的 JSON 文件。 ## 经验教训 rtl\_433 配置文件中的最后一行才是关键。在我的原型系统里，日志被写入 `/tmp`，大约 36 小时就会填满，从而导致系统宕机。所以，如果你不打算定期清理，千万不要把日志写到 `/tmp`。 硬件必须可靠。我在 Pine A64+ 上遇到了很多问题，尤其是它的重启问题。 我学到了不少 FreeBSD 基础配置的知识，再次体会到了其工具的优雅之处。 ## 当前状态 自上次暴风雨和停电以来，该系统已经保持了 57 天的正常运行时间。在那次事件中，它在无人干预的情况下自动完成了启动。该系统可靠、易于复制，并且能够轻松升级到新的 FreeBSD 版本。只需更换 SD 卡，就可以轻松测试新版本或新配置，并在需要时恢复到原有状态。 日后，我希望探索使用 **nanobsd** 进行开发的可能性，并考虑这个项目是否可以作为深入研究 **Crochet/Poudriere 镜像创建**的一个好机会。 *** **Vanja Cvelbar** 是意大利国家研究委员会材料车间研究所的技术合作者，担任 IT 组负责人，负责管理支撑科研与运行的 IT 基础设施与服务。他的专长涵盖系统管理、网络以及开源技术。在以 Linux 为主的工作二十年后，他又回归了 FreeBSD —— 他的首个系统是 3.2 版。如今，他专注于部署和维护基于 FreeBSD 的环境，为研究所提供核心 IT 服务。 --- # Agent Instructions: Querying This Documentation If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question. Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter: ``` GET https://freebsd-journal-cn.bsdcn.org/2025789-qian-ru-shi/freebsd-home-assistant-and-rtl_433.md?ask= ``` The question should be specific, self-contained, and written in natural language. The response will contain a direct answer to the question and relevant excerpts and sources from the documentation. Use this mechanism when the answer is not explicitly present in the current page, you need clarification or additional context, or you want to retrieve related documentation sections.