让华为 UPS2000-H 变得更加智能

背景

购买原因

首先不得不提一嘴的就是我为什么会买 UPS2000-H 10kVA 这个 UPS 。

1. 手里的 GPU 服务器使用了两个 3000W 的电源供电。虽然实际上耗不了那么多（甚至快一年了也没开几次机），但为了确保它不会出现电力不足的问题，就还是留足了供电的余量，使用了 10kVA 的机型。
2. 在在家造个数据中心一文中提到，由于我们家是三相入户，为了确保服务器负载能均匀分配到每一相、避免单相电流太大将中性点拉偏的情况，需要一个能够支持三相输入的 UPS 。又由于使用的设备都是单相供电的设备，所以需要一个输出是单相的设备。
3. 在选择设备的时候咨询过供应商，他们表示确实有一些可选的产品，从小品牌到大品牌的都有。由于之前已经有过被垃圾 UPS 坑害的经历，见到没听说过的品牌就会有先入为主的坏印象，所以就还是在大品牌的产品线里挑选。购买的时候并没有考虑智能化的需求，供应商又表示华为的价格比其他品牌（比如APC）便宜一些，所以也没怎么仔细考虑就确定了这个型号。

除了一些小小的问题（需要自己改电池包接线，电池包没有空开）之外，整体的安装部署体验也都是比较流畅优秀的。

管理需求

一般的 UPS 配置完成后也不会去动它，特殊情况下的准备（维修开关、急停按钮）也通过硬件完成了连接配置，主要希望能采集运行时的状态，记录历史数据以方便之后的核查，并可以辅助服务器自动关机等处理。

UPS 会定期进入自动放电测试模式，出于提示的目的它的蜂鸣器会响起。想要了解它具体的告警原因，就需要使用手机客户端 NetEco 连接上它进行查询。如果能有一个更直接的状态面板，也能省下些许的工夫。

这个 UPS 支持安装许多种型号的选配卡用于辅助管理，但我找了很多地方都没找到经销商，供应商也表示没有了解过，估计只有走官方支持渠道才能购买到，所以就打消了这个念头。

选择工具

华为有官方的管理软件 iManager NetEco 1000U ，但我不确定它是否适用于这个产品线，并且它只支持 Windows 系统，只是为了监测的话需要浪费不少资源，有些得不偿失。

之前使用垃圾 UPS 的时候没有任何支持资料，到处收集信息时稍微有了解到 nut 这个开源解决方案可以提供一个通用的数据接口，并且了解到群晖的 NAS 后台使用的也是这个工具来连接管理 UPS ， Home Assistant 也支持使用它连接到 UPS 读取参数，所以就考虑以它为基础来提供支持。

简单的查询发现其实早在 2021 年就有大佬为它提供了些许支持，但可惜的是测试发现它并不支持 UPS2000-H 系列的产品。幸运的是，原开发者提到了华为官方提供了一份 Modbus 协议文档可以用来参考；顺着这个思路，我顺利地获得了这个系列产品的文档。

至此，准备工作已经就绪，剩下要做的就是以此为基础来提供一个定制化的驱动了。

调整代码

整体的代码框架无需改动，主要工作是：

1. 修改机器型号与数量识别逻辑
2. 添加三相输入相关的配置参数
3. 修改不同的寄存器地址和处理逻辑

其中， nut 可以使用的的变量定义请参见官方文档中的内容。

由于其参数非常详细，支持的可能性与扩展性非常丰富，而我只是需要采集一些我用得到的数据，并非官方技术支持人员，所以我只选择了一些我需要使用到的情形进行适配，并没有对所有参数进行完整支持。如果您与我的使用场景一致，您可以参考我的解决方案；如果您想扩展更多丰富的支持，欢迎您随时在我的代码基础上进行进一步的扩展。

我的代码托管在 feat/huawei-ups2000h 分支，您可以使用如下的命令取得它：

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git clone https://github.com/Candinya/nut.git -b feat/huawei-ups2000h

修改版的驱动为 drivers/huawei-ups2000h.c 文件，您也可以在线预览。

由于支持并不完善，因而暂无推送至上游的打算。如果您有更为完整通用的支持计划，欢迎在此基础上进行修改，记得保留作者声明即可。

值得注意的是， nut 对非 ASCII 字符的支持不佳。所以如果您需要启用某些参数或修改某些内容，请避免在代码中直接使用中文字符串。

至于具体的构建和安装流程，您可以参考原开发者的知乎文章。

我使用的是树莓派安装 Debian 作为 UPS 服务器（它同时也跑着 HA ）也能运行，所以一般可以不用担心会有兼容性上的问题。

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./configure --with-modbus \
    --with-user=nut --with-group=nut \
    --datadir=/usr/share/nut \
    --sysconfdir=/etc/nut \
    --includedir=/usr/include \
    --with-statepath=/run/nut \
    --with-pidpath=/run/nut \
    --with-altpidpath=/run/nut \
    --with-drvpath=/lib/nut \
    --with-udev-dir=/lib/udev \
    --with-systemdsystemunitdir=/lib/systemd/system \
    --with-systemdshutdowndir=/lib/systemd/system-shutdown \
    --with-drivers=huawei-ups2000h

为了避免与已有的 huawei-ups2000 驱动冲突，此处使用的驱动代号最后特别追加了一个 h 字母。

连接配置

首先使用 UPS 附带的 USB 线将它连接到运行 nut 的服务器。我手中的这个型号自带一条 USB Type-A 对 Type-A 的线，一端接在背后的 USB 接口处，另一端接在运行 nut 的服务器上。

由于需要连接 UPS 并连接 HA 和 NAS ，所以需要对 nut 进行一些配置。此处记录一下具体的配置细节，方便您如果有需要的话可以参考。

nut 配置

nut 部分主要分为三步骤：连接 UPS 、监听来自外部的请求、配置给群晖使用的用户。

Debian 系的 nut 配置文件放置在 /etc/nut/ 目录下。

1. 连接 UPS 需要修改 ups.conf ，添加如下内容：

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   [ups] driver = huawei-ups2000h port = /dev/ttyACM0 desc = "Huawei UPS2000-H 10kVA"

   其中各部分的定义如下：

   • [ups] 为 UPS 的标识，用于在多个 UPS 的场景中区分不同的 UPS 。从配置角度来讲该项可以为任何内容，但群晖只认 ups ，如果您有给群晖使用的需求请确保它只能是这样。
   • driver = huawei-ups2000h 为连接 UPS 使用的驱动。如果您使用的不是本文中提到的这个型号，请根据您的实际需求进行调整。
   • port = /dev/ttyACM0 为 UPS 使用的端口。如果您无法确认，您可以比较连接 UPS 前后的 /dev/tty* 列表变化来确定具体是哪一个。
   • desc = "Huawei UPS2000-H 10kVA" 为 UPS 的描述。这一行可以任意修改。

2. 需要调整 nut 的运行模式为网络服务器模式。编辑 nut.conf 文件，找到以 MODE= 开始的行，修改成这样：

   1	MODE=netserver

   如果该行为唯一的且前有 # 注释符号，请删除掉注释符号。

3. nut 默认只监听来自本机的请求。要想监听其他请求，需要修改 upsd.conf 文件，添加如下内容：

   1	LISTEN 0.0.0.0 3493

   此处的 0.0.0.0 表示所有可能的 IP 地址，即完全暴露于网络。如果您的网络环境不安全，请进行相关的调整。 3493 为 nut 服务运行的默认端口，如果没有特殊需要请不要修改它。

4. 为了让群晖连接到 nut ，需要为它创建一个默认配置中的用户。编辑 upsd.users 文件，添加如下内容：

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   [monuser] password = secret upsmon secondary

   请确保用户名和密码与样例中的一致。

修改完成后，您可能需要重启相关的服务进程以应用变更。

HA 配置

HomeAssistant 应该会自动检测到 nut 服务，并提示可以添加集成。 nut 允许匿名连接，您只需要设置主机地址为您的 nut 服务器即可。

默认情况下一些参数会被禁用，您可以手动启用它们。

可以简单配置一些图表来辅助可视化，例如这样：

群晖配置

群晖的配置不是那么直观，它默认情况下不支持自定义的 nut 服务器，所以实际上我们需要使用它的 Synology 不断电系统服务器 功能。

前往 控制面板 - 硬件和电源 - 不断电系统 配置页面，勾选 启用 UPS 支持 后， 在 网络不断电系统服务器 IP 地址 输入框处输入您的 nut 服务器 IP ，再应用就可以尝试连接。

如果连接失败并且 启用 UPS 支持 前的钩子消失了，那么说明是和 nut 服务器通讯失败。此时请检查您的 nut 监听设置是否正确，用户名和密码设置是否正确，网络请求是否可达。
如果连接失败但钩子并没有消失，说明通讯成功，但是找不到 ups 。请确认您的 nut 设置的 ups 的标识符是否为 [ups] ，且检查 nut 是否成功与 UPS 建立了连接。

后记

其实这个实现并不完善，我没法确定 nut 会在什么情况下发出设备关闭指令，有搜到说法是处于 OB 和 LB 同时出现的模式下，但由于 LB 的检测信号位和 UPS2000 的通用驱动不同，我是在告警部分添加了这样一个状态，无法确认它是否能正常生效（总不可能为了这点小事把电池放光）。同时关于状态变更与告警部分的配置非常简陋，实际上这个 UPS 支持非常精细的状态和告警数据，但我实在懒得折腾了就没再继续处理。

目前的状况是接入成功了但没有执行测试，如果以后有什么配置变化我会再继续在这篇文章里更新的。如果只是代码上的改动的话，那就直接看仓库好了。