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--- projekte:schlosssystem_2026 [2026-03-20 18:48] – [User Storys] wene
+++ projekte:schlosssystem_2026 [2026-09-18 22:13] (aktuell) – [MQTT] wene
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 === Module und Schnittstellen ===
-{{ :projekte:schlosssystem_module_und_schnittstellen_v2.png |}}
+{{:projekte:schlosssystem_module_und_schnittstellen_v3.drawio.png|}}
 Grafik erstellt mit [[https://www.drawio.com|drawio]].
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     * [[https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/boversa_bov-fg-g_211405_set_210_x_140_x_63_mm_weiss-401456|BoVersa BOV-FG-G 211405, 210 x 140 x 63 mm]]
     * [[https://www.bopla.de/gehaeusetechnik/boversa/gehaeusedeckel-kunststoff-weiss/gehaeusedeckel-kunststoff-transparent-mit-silikondichtung/bov-2114-fg-9003-ot-g-silc|BoVersa BOV 2114 FG-9003, 210 x 140 x 24 mm]]
+===== Spezifikationen =====
+==== Protokoll zwischen Schlossaktuator und Authentifizierungsmodul ====
+Vorerst verwenden wir unix domain sockets. Dies ist die beste Lösung, solange sich beide Komponenten auf dem gleichen System befinden. Sobald die Anforderung aufkommt, Schlossaktuatoren über Netzwerk anbinden zu können, sollte die Umstellung auf TCP über TLS verhältnismässig einfach sein.
+Der Schlossaktuator ist in diesem System der "Server". Er öffnet den Socket und nimmt Verbindungen von mehreren Authentifizierungsmodulen an. Die Authentifizierungsmodule sind entsprechend "Clients" und können sich wiederum zu (optional) mehreren Schlossaktuatoren verbinden.
+Sobald die Verbindung aufgebaut ist, sendet der Schlossaktuator den aktuellen Zustand zum Authentifizierungsmodul. Danach hören beide Teilnehmer passiv auf den Socket und beide können bei einem entsprechenden Ereignis die Kommunikation anfangen. Wenn beispielsweise sich der Status des Schlossaktuators ändert, teilt dieser den neuen Status unmittelbar allen verbundenen Authentifizierungsmdule mit. Wenn wiederum ein Benutzer sich bei einem Authentifizierungsmodul erfolgreich authentifiziert hat, schickt das Authentifizierungsmodul das Kommando zum öffnen des Schlosses an den entsprechenden Schlossaktuator.
+<code>
+┌─────────────────────────┐                       ┌─────────────────┐
+│ Authentifizierungsmodul │                       │ Schlossaktuator │
+└┬────────────────────────┘                       └────────────────┬┘
+ │                                                  bind()         │
+ │                                                  listen()       │
+ │ connect()                                                       │
+ ├────────────────────────────────────────────────────────────────►│
+ │                                                  accept()       │
+ │                                                  send(state)    │
+ │◄────────────────────────────────────────────────────────────────┤
+ │ recv()                                                          │
+ │                  Aussenlicht wird eingeschaltet                 │
+                                                    send(state)
+ │◄────────────────────────────────────────────────────────────────┤
+ │ recv()                                                          │
+ │ Bereit, authentifizierungen entgegen zu nehmen                  │
+ │                Ein Benutzer löst ein Öffnen aus                 │
+   send(command)
+ ├────────────────────────────────────────────────────────────────►│
+ │                                                  recv()         │
+ │                                                  Schloss öffnen │
+ │                                                  send(state)    │
+ │◄────────────────────────────────────────────────────────────────┤
+ │ recv()                                                          │
+ │                                                                 │
+</code>
+Die Kommando- und Statusnachrichten sind ASCII Strings, die mit einem "line feed" (''\n'') enden.
+  * Bereitschaftszustand des Schlossaktuators - im Ruum42 ob Licht brennt, kann aber auch anders definiert werden: ''isReady:true'' / ''isReady:false''
+  * Status des Schlosses: ''isOpen:true'' / ''isOpen:false''
+  * Kommando zum öffnen und schliessen: ''command:open'' / ''command:close''
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 # Den RasPi Timestamp anpassen für den Fall, dass es ohne Verbindung zum NTP Server startet
 sudo touch /var/lib/systemd/timesync/clock
+# Existierendes Zertifikat erneuern
+openssl x509 -x509toreq -in server.crt -out server.csr -signkey server.key
+openssl x509 -req -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -out server.crt -days 30
 </code>
 ==== MQTT ====
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 # Kommando zum Öffnen an's Schloss schicken:
-mosquitto_pub -h wene-raspi-lock -t "main-door/lock" -m "open" -p 8883 --cafile path/to/ca.crt
+mosquitto_pub -h wene-raspi-lock -t "command/main_lock/userName/userSecret" -m "open" -p 8883 --cafile path/to/ca.crt
 # Das Schloss schickt den Status "opened" zurück:
-mosquitto_pub -h wene-raspi-lock -t "main-door/status" -r -m "opened" -p 8883 --cafile ca.crt
+mosquitto_pub -h wene-raspi-lock -t "status/main_lock" -r -m "opened" -p 8883 --cafile ca.crt
 # Das Flag '-r' steht für "retain" und bedeutet, dass dieser Wert auf dem Broker als Status gespeichert bleibt und neuen Clients bei Verbindung zugestellt wird.
 </code>
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 <file - tls.conf>
 listener 8883
-allow_anonymous true
 cafile /etc/mosquitto/ca_certificates/ca.crt
 certfile /etc/mosquitto/certs/server.crt
 keyfile /etc/mosquitto/certs/server.key
+</file>
+<file - password.conf>
+password_file /etc/mosquitto/passwd
+allow_anonymous false
+</file>
+<file - acl.conf>
+acl_file /etc/mosquitto/acl
 </file>
 Die Datei ''tls.conf'' enthält Pfade zu Zertifikaten, welche wir natürlich erst an der Stelle ablegen müssen, damit das funktioniert. Wie sie erstellt werden, wird im Kapitel [[#TLS Self Signed Certificates]] erklärt. Nachdem die Dateien an den entsprechenden Pfaden liegen, sollte Mosquitto als Eigentümer festgelegt werden: ''sudo chown mosquitto:mosquitto -R /etc/mosquitto/certs'' und ''sudo chown mosquitto:mosquitto -R /etc/mosquitto/ca_certificates''.
+Die Datei ''password.conf'' enthält den Pfad zur Passwortdatei. Diese wird mit Hilfe des Tools ''mosquitto_passwd'' generiert.
+<code bash>
+# Passwortdatei anlegen mit dem ersten Benutzer namens "system" und dem Passwort "syspass"
+sudo mosquitto_passwd -c -b /etc/mosquitto/passwd system syspass
+# Den Eigentümer der Passwortdatei festlegen
+sudo chown mosquitto:mosquitto /etc/mosquitto/passwd
+# Weitere Einträge zur existierenden Datei hinzufügen
+sudo mosquitto_passwd -b /etc/mosquitto/passwd towel_key password
+# Es wird eine Warnung angezeigt, dass die Datei nicht root gehört. Diese kann
+# ignoriert werden, da der mosquitto Service nicht als root ausgeführt wird.
+# Um die Warnung zu vermeiden erst alle Passwörter eintragen, dann den Besitzer ändern.
+</code>
+Über die Datei ''/etc/mosquitto/acl'' wird definiert, welche MQTT Themen von wem gelesen und von wem geschrieben werden können. Somit können alle Schlüssel den gleichen MQTT Benutzer verwenden und ihr Geheimnis trotzdem als Thema veröffentlichen. Es kann von anderen Benutzern nicht gelesen werden solange sie dieses Thema nur schreiben, aber nicht lesen können.
+<file - acl>
+user system
+topic read main_lock/command/#
+topic write main_lock/status/#
+user towel_key
+topic write main_lock/command/#
+topic read main_lock/status/#
+</file>
 === Python Library Paho ===