家庭电量可观测性（背景）
背景
2018年的时候在某智能家居论坛看到一句话：
前一段有个帖子里，说米家智能插座增强版可以看功率，我提到了只看一个插座的功率没太大意义，要看就看整个家庭的用电。说了一句：“家里整体功耗才是王道”引得网友回复……这下好了，自己挖的坑自己得埋！
其实当时也沉浸在米家智能插座看功率的阶段，对于这句话颇有不服，但看在作者自己已经动手做出来的基础上。感觉，似乎自己也能试试看？或者能从另一个新的视角发现点什么呢？
说做就做，但 纸上得来终觉浅 绝知此事要躬行。真的把那个帖子看完，发现要干成这件事还需要以下几个条件：
- 智能家居玩家：有较强的兴趣爱好去折腾，不然中间遇到一些困难很可能就浅尝辄止了。况且这种改造还伴随着一些”风险“。
- 有一些电力方面的知识：要对自己家的电路有所了解，知道空开和漏保，以及电线平方数和电流的关系。不然改造起来是很危险的。
- 一些物联网方面的知识：因为获取电能表并不是我们的家用电器，还需要一些工业协议去获取，获取的时候还需要一些物联网编程吗的知识，比如modbus协议，比特率，CRC校验码等。
- 一些编程和网络方面的知识：最后，还需要一些高级语言编程以及监控（可观测性）方面的知识。而且只会编程可能还不够，还要从可维护性、便利性、可靠性、经济性等等去选择你的最终技术实现。
说实话，做之前感觉一件很简单的事情，真的去做的时候才发现，原来需要考虑的真的还不少。不过饭要一口一口的吃，遇到什么就解决什么就好了。前前后后折腾了3-6个月，包括硬件选型、一些奇怪的知识的查漏补缺等等。咨询了各种搞IoT的小伙伴，以及获得了各种他们各种有经验的调试方法。因此这个文章可能要分为背景、方案、硬件、软件来写了。最初版是2019年写完，但只单纯的介绍实现方式，没有对心路历程进行描述。虽然时隔久远，有些细节已经不太记得。但是还是希望好好记录下这个过程。顺道在最后贡献个PR稿：）
方案
背景介绍完了，终于可以开始介绍方案（纠结历程）了。
协议
modbus：只要跟一些工控设备打交道 基本上绕不过去的一个协议，说白了就是如何跟工控设备打交道。
MQTT：如果要把IoT接入某些大的平台，就需要这种IoT专有协议去跟云打交道。粗略的看了下，除了报文的标准，其它部分感觉有点类似于消息队列。
TCP：这个就是大家正常使用的，但是对于设备要求最好是性能比较好的。因为实现TCP甚至HTTP序列化还是需要一定的计算能力的。
最后，既然绕不开modbus，就找了一个TCP<=>modbus的转换器。而MQTT，可能在以后直接接入云平台的时候会进行选择。
硬件
自己DIY
根据论坛里老哥的介绍需要准备
- 培正检测模块PZEM-004T ：这个用于检测电流电压等参数，需要接到强电电路里，然后通过TTL输出。
- 220v交流转5v直流模块：通过把220v转成5v，给esp供电使用。
- esp-01模块：灵魂人物，通过TTL取数据，再通过esp的能力上传到各种数据库。
其实那位老哥以前就有一个成品商业的modbus检测的，只是自己想DIY把控自己的数据下。但其实看下来还是需要很多的知识储备的。但这个方案也是最便宜的。几个模块和成品比起来能便宜一半以上的钱，总成本可以控制在100以内（刨除人的时间成本）。
买成品
说实话，我对于TTL了解不多，而且esp这个神器也没有怎么玩过。所以开始自己的选型，并且根据自己家里的情况定了几个原则：
- 电表箱太小 体积一定要小
- 强电箱里东西越少越好
- 协议要通用 最好是可扩展性较强的协议
因此
检测模块选了一个单火线，并且只有1P的 DDS5188-1P
转换模块选了一个微型的HF7121 通过5V供电并且支持RJ45。（这个供电电复用的RJ45其中的两根线）如果要支持更多协议或者不想编程太多的话，可以选择ZLAN5144J这种的，就是体积有点过大，并且价格也很美丽了。
至此 当硬件和相关的协议都确认了下来之后，就开始折腾之路了。最终的大体的架构如下。
第一篇就是本篇会讲讲背景介绍。
第二篇会开始讲物理上的连接情况。
第三篇会讲下软件的情况。
第四篇会进行下总结和以后的展望。
