Modulares Smarthome Zugangssystem - Konzeptentwicklung

[Noschvie]

Wiegand Schnittstelle am Reg-Controller

Heutzutage würde ich nicht so sehr auf Wiegand Reader / Wiegand Protokoll setzen, sondern auf NFC / RFID Reader, die zB eine MIFARE DESFire EV3 lesen können und die neueren Sicherheitsstandards / Kryptographie unterstützen. So einen Reader sollten wir bauen...

[Masifi]

So einen Reader sollten wir bauen...

Die Slave Geräte (RP2040 oder ESP32) sind so Modular, das das jetzt schon möglich ist. Den ESP32-P4 direkt damit zu verbinden macht für mich dann aber weniger Sinn. Der ESP32-P4 dient hier allein als "Zentrale", der Rest passiert alles in den Slaves.


EVO-Stufe 1
IMG_1163.jpg

In den Gehäusen unten mit NFC ist der PN532 schon verbaut. Ob es dabei bleibt wird man sehen.

EVO-Stufe 2
IMG_2094.jpg

Wiegand war nur eine Nebenbeschäftigung, da man hier einfach fertige Module mit Keypad bekommen kann.

[Noschvie]

Den ESP32-P4 direkt damit zu verbinden macht für mich dann aber weniger Sinn.

Damit möchte ich ja nur den P4 testen, in einer "Schreibtisch-Umgebung", Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit in Erfahrung bringen. Daneben liegt ein anderer PN532 an einem ESP32 mit PoE, Buzzer und WS2812.

[Masifi]

Jetzt ist mal wieder Zeit hier was zu posten. Es ging hier in der letzten Zeit deutlich voran. Bilder kommen noch, aber hier mal eine Liste der Features die schon implementiert sind und wo gerade noch daran gearbeitet wird.

Falls hier noch weitere Features fehlen, dann lasst es mich wissen.

AccessControl – modulare Zutrittskontrolle mit Home-Assistant-Anbindung

SmartAccess ist eine selbst entwickelte Zutrittskontrolle aus einem zentralen Controller (ESP32-P4) und mehreren Lesern (Fingerprint, NFC/RFID, PIN-Tastatur, Wiegand) an einem RS485-Bus. Der Controller trifft alle Zugangsentscheidungen selbst und schaltet Türöffner, Tore und andere Verbraucher über eigene Relais. Bedient und konfiguriert wird alles über eine Weboberfläche direkt auf dem Gerät, ohne Cloud und ohne App. Per MQTT ist SmartAccess vollständig in Home Assistant eingebunden, inklusive automatischer Geräteerkennung. Ins Netzwerk kommt der Controller per LAN oder WLAN.

Features (Stand jetzt)

Zutritt

• Fingerprint, NFC/RFID-Karten, PIN-Codes und Wiegand-Leser (26/34 Bit)
• Pro Person mehrere Zugangsmittel (z. B. verschiedene Finger, Karte, PIN)
• Zugangsmittel lassen sich auf einzelne Leser beschränken
• Zeitprofile pro Wochentag und ein Ablaufdatum für Zugangsmittel
• Fingerprints werden direkt am Leser angelernt und können auf weitere Leser frei verteilt werden.
• Schutz gegen PIN-Raten: Die Sperrzeit wächst mit jedem Fehlversuch, bis maximal 5 min
• Optische Rückmeldung am Leser (erlaubt, verweigert, gesperrt)

Hardware & Bus

• 3 RS485-Kanäle mit je eigener, schaltbarer 24-V-Versorgung für die Leser
• Leser anlernen per Knopfdruck (Pairing-Fenster), Überwachung, ob die Leser erreichbar sind
• 6 Relais, jeweils als Impuls oder Dauerkontakt, auch invertiert
• 4 Binäreingänge (z. B. Türkontakt, Schlüsseltaster) mit Namen und Entprellung, auch als Auslöser für Relais nutzbar
• Türüberwachung: Alarm bei „Tür zu lange offen“ und „Tür aufgebrochen“, optional mit Alarmrelais
• Überwachung der 12-V-Versorgung, Sabotagemeldung von den Lesern
• Bus-Verschlüsselung (ESP32-S3 erforderlich) implementiert, aber noch nicht final getestet.

Home Assistant / MQTT

• Automatische Erkennung durch Home Assistant (MQTT Discovery): Relais, Eingänge, Leser-LEDs, Diagnosewerte
• Jeder Zutritt als Ereignis mit Person, Methode und Finger (z. B. „Anna, Fingerprint, Zeigefinger“), nutzbar als Auslöser für Automationen
• Anwesenheit pro Person mit Zeitpunkt des letzten Zutritts
• Diagnose in Home Assistant: Laufzeit, Grund des letzten Neustarts, Firmware-Version, IP, RS485-Fehlerzähler
• Uhrzeit per NTP oder alternativ aus Home Assistant
• Veraltete Einträge in Home Assistant werden automatisch aufgeräumt

Netzwerk & Bedienung

• LAN, WLAN oder beides (LAN bevorzugt, WLAN als automatischer Ersatz)
• WLAN-Einrichtung ohne Kabel: Einrichtungs-Hotspot am Gerät, per Handy konfigurierbar
• Weboberfläche für Personen, Zugangsmittel, Geräte, Relais, Eingänge und MQTT
• Zutritts-, Sicherheits- und Konfigurationsprotokoll mit Zeitstempel
• Konfiguration exportieren und importieren
• Firmware-Updates über das Netzwerk, mit automatischer Rückkehr zur alten Version, falls die neue nicht stabil startet

In Arbeit:

• Apple Home Key (NFC-Leser mit Wallet-Schlüssel) und ein Login für die Weboberfläche.

Offener Punkt:

• Integration in KNX. Entweder direkt über den Controller, oder über ein separates 1TE Modul

[Masifi]

Apple Home Key (NFC-Leser mit Wallet-Schlüssel) und ein Login für die Weboberfläche.

Wurde heute auch erfolgreich umgesetzt.


Oben Mitte: der neue Controller mit LAN & Wifi.

IMG_2587.jpg

[Noschvie]

Apple Home Key (NFC-Leser mit Wallet-Schlüssel)

Welche Library bildet die Basis für diese Implementierung?

[Masifi]

Es basiert auf dieses Repo: https://github.com/rednblkx/HomeKey-ESP32
Da hier die Kette aber etwas länger ist: LAN/WIFI -> Controller -> RS485 -> Slave -> I2C -> NFC-Reader, wurde es etwas customized.

[Noschvie]

Von der Software her habt ihr euch da ja einiges aufgehalst. 😉

[Noschvie]

Diese Themen hier lassen mich nicht los…
Um Komplexität aus der Software Schicht zu nehmen, würde ich ein Reader Device bevorzugen, auf dem die rednblkx/HomeKey-ESP32 Firmware unverändert verwendet werden kann.
Also eine entsprechende Platine mit:
.) USB-C zum Flashen
.) ESP32
.) 4 Schraubklemmen für ETH / PoE
.) NFC Antenne onboard oder Stecker für eine solche
.) PN532 oder Alternative
.) 1 Stück WS2812 zur Statusanzeige
.) geeignet für Einbau in eine UP Dose

Die Kommunikation mit dem SmartAccess Controller erfolgt dann über MQTT und der kümmert sich um den Rest.
Die „4 Schraubklemmen“ stehen für den LAN Anschluss und benötigen meines Erachtens weniger Platz als RJ45 (habe das bei der Loxone Intercom kennengelernt…). Letztendlich ist es ähnlich wie RS485 plus Powersupply.

[Masifi]

Das schöne daran ist, ja das kannst du machen :-)

Der AccessControl ist so aufgebaut, das jeder sich selber für sich passende Device bauen kann. Wenn sich die Firmware an das vorhandene Protokoll hält, dann sollte das funktionieren.
Das Protokoll wird sich ständig erweitern. In Planung steht vielleicht auch noch Tür-Display

Dazu mal folgender Hinweis:
- Im Moment unterstützt nur der ESP32-S3 die Verschlüsselung des RS485. Wenn euch das wichtig ist, dann setzt am besten gleich auf diesen Typ. Wahrscheinlich würden auch noch andere gehen, es muss das AES-128-GCM Verschlüsselungsmodul integriert sein.
- die Verschlüsselung ist nicht notwendig, ohne kann man auch einen PICO2 (RP2354) verwenden.
- Wenn man diese beiden Typen nimmt und die HW passend erstellt, dann wird auch ein Firmware-Update über den Bus möglich sein.

Ok, wenn du per MQTT mit dem AccessController sprechen möchtest, dann müsste man das noch nachreichen. Aktuell ist es so, das man von außen noch nicht den Controller so ansprechen kann, das er eine Tür öffnen könnte.
Die Entscheidung Tür auf entscheidet stand jetzt immer nur der Controller. Die Device mit FP, NFC, .. melden nur die Info weiter. Ausgewertet werden sie aber nur vom Controller selber.
Wenn man von außen das auch machen können will, dann kann man das nachrüsten. Es wird damit etwas unsicher, da der Controller nicht mehr prüfen kann, woher die Info kommt. Wenn einem das Risiko wert ist, dann könnte man diese Funktion in der GUI aktivierbar machen, wenn gewollt, ansonsten ist sie default immer gesperrt.

Man kann den Weg schon über LAN/PoE gehen, aber der Aufwand steigt damit deutlich. Du brauchst immer noch einen ETH-Phy und passende Magnetics. Dann gibt es nur den UR-ESP der ein LAN-MAC integriert hat, oder du musst die SPI-Phys nutzen. Dann brauchst du von das POE-Modul und dazu noch einen Schaltregler.

Wenn du direkt über den RS485 gehst, brauchst du nur den RS485-Transceiver und einen Schaltregler, mehr nicht. Dann könnte der ESP32 immer noch per WIFI mit dem Controller kommunizieren.

[Masifi]

Hier mal ein erstes einfaches HA Dashboard

image.png