基于ESP32实现Hoymiles与Shelly电能表数据交互的技术探索

基于ESP32实现Hoymiles与Shelly电能表数据交互的技术探索

在开源项目uni-meter的社区讨论中，开发者们探讨了将Hoymiles逆变器与Shelly电能表数据交互功能移植到ESP32平台的技术可行性。本文将深入分析这一技术方案的关键要点和实现路径。

技术背景

uni-meter项目原本设计运行在Raspberry Pi平台上，使用Java语言开发，采用了Pekko、Websockets、MQTT等现代技术栈。其核心功能是通过Websocket接口实现Hoymiles设备与Shelly电能表之间的数据交互。

ESP32移植的技术挑战

将Java应用移植到ESP32平台面临几个主要技术难题：

1. Java运行时环境：ESP32原生不支持Java，需要通过特殊方案如FlintESPJVM等Java虚拟机实现
2. 资源限制：ESP32的内存和处理能力远低于树莓派
3. 协议复杂性：需要完整实现Shelly设备的Websocket JSON RPC协议

实际移植方案

社区开发者TheRealMoeder成功实现了基于ESP8266/ESP32的简化版本，关键技术点包括：

1. mDNS广播：使Hoymiles设备能够自动发现Shelly模拟器
2. Websocket实现：处理Hoymiles设备发起的GetDeviceInfo、EM.GetStatus等请求
3. MQTT集成：从其他系统获取电能数据
4. WiFi Manager：简化设备网络配置

协议细节分析

Hoymiles设备与Shelly模拟器的交互主要包含以下步骤：

1. 初始通过HTTP进行GetDeviceConfig查询
2. 升级到Websocket连接
3. 持续发送EM.GetStatus和EMData.GetStatus请求

特别需要注意的是，Hoymiles设备对JSON响应中字段的顺序可能敏感，这在实现时需要特别注意。

性能考量

实际测试中发现，Hoymiles设备会以极高频率发送Websocket查询，这对资源有限的ESP32平台提出了挑战。解决方案包括：

1. 优化Websocket处理逻辑
2. 减少不必要的JSON解析开销
3. 确保稳定的网络连接

扩展功能

成功实现基础功能后，项目还扩展支持了SMA电能表数据的接入，展现了ESP32方案的灵活性。

总结

虽然uni-meter原设计基于Java和高阶技术栈，但通过社区努力，成功将其核心功能移植到了资源受限的ESP32平台。这一实践不仅验证了技术可行性，也为更多嵌入式场景下的能源监控方案提供了参考。对于资源受限项目，ESP32方案提供了更经济、更节能的替代选择。