Home Assistant mit InfluxDB und Grafana erweitern

Für dieses Tutorial benötigst du eine Installation von Home Assistant OS mit Zugriff auf die integrierte App-Verwaltung.

• Home Assistant OS auf einem Home Assistant Green
• Home Assistant Yellow
• Raspberry Pi mit Home Assistant OS
• Mini-PC oder virtuelle Maschine mit Home Assistant OS
• Administratorzugriff auf Home Assistant
• Zugriff auf die Datei configuration.yaml
• Ausreichend freier Speicherplatz

Die Datei configuration.yaml kann beispielsweise mit der App Studio Code Server, dem File Editor, über Samba oder über ein Terminal bearbeitet werden.

Öffne in Home Assistant die App-Verwaltung:

Einstellungen
→ Apps
→ App installieren

Suche dort nach InfluxDB. Die Anwendung befindet sich im Repository der Home Assistant Community Apps.

1. Öffne den Eintrag InfluxDB.
2. Klicke auf Installieren.
3. Aktiviere nach der Installation Beim Systemstart starten.
4. Optional kannst du den Watchdog aktivieren.
5. Starte die InfluxDB-App.
6. Kontrolliere im Bereich Protokoll, ob die Anwendung fehlerfrei gestartet wurde.
7. Öffne anschließend die Weboberfläche.

Die InfluxDB-App enthält zusätzlich Chronograf. Diese Verwaltungsoberfläche verwenden wir zum Anlegen der Datenbank, zum Erstellen von Benutzern und zum Überprüfen der gespeicherten Messwerte.

Öffne die Weboberfläche der InfluxDB-App. In der linken Navigation befindet sich der Bereich InfluxDB Admin.

Datenbank erstellen

1. Öffne InfluxDB Admin.
2. Wechsle zum Bereich Databases.
3. Erstelle eine neue Datenbank.
4. Verwende als Namen beispielsweise homeassistant.

Benutzer für Home Assistant erstellen

1. Wechsle in den Bereich Users.
2. Erstelle einen Benutzer mit dem Namen homeassistant.
3. Vergib ein sicheres Passwort.
4. Erteile dem Benutzer für die Datenbank homeassistant die Berechtigung ALL.

Benutzer für Grafana erstellen

Grafana benötigt nur lesenden Zugriff auf die gespeicherten Daten. Deshalb erstellen wir einen zweiten Benutzer.

1. Erstelle einen Benutzer mit dem Namen grafana.
2. Vergib ein eigenes sicheres Passwort.
3. Erteile diesem Benutzer nur Leserechte auf die Datenbank homeassistant.

Die Verbindung zur Datenbank wird in aktuellen Home-Assistant-Versionen über die Benutzeroberfläche eingerichtet.

Einstellungen
→ Geräte & Dienste
→ Integration hinzufügen
→ InfluxDB

Wähle die Konfiguration für InfluxDB 1.x und trage die Verbindungsdaten ein.

Der Hostname a0d7b954-influxdb ist die interne Adresse der InfluxDB-App innerhalb von Home Assistant OS.

Nach erfolgreicher Einrichtung erscheint InfluxDB unter den eingerichteten Integrationen.

Home Assistant kann Zustandsänderungen aller Entitätstypen an InfluxDB übertragen. Das bedeutet allerdings nicht, dass jede Entität langfristig gespeichert werden sollte.

Gerade auf kleiner Hardware sollte die Auswahl bewusst begrenzt werden. Dazu wird in der Datei configuration.yaml ein Include-Filter angelegt.

influxdb:
  include:
    entities:
      - sensor.aussentemperatur
      - sensor.wohnzimmer_temperatur
      - sensor.stromverbrauch_gesamt

Die verwendeten Entitäts-IDs sind Beispiele und müssen durch die IDs deiner eigenen Sensoren ersetzt werden.

Die korrekten Entitäts-IDs findest du unter:

Entwicklerwerkzeuge
→ Zustände

Mehrere zusammengehörende Sensoren auswählen

Besitzen mehrere Sensoren einen gemeinsamen Namensanfang, können Platzhalter verwendet werden.

influxdb:
  include:
    entity_globs:
      - sensor.waermepumpe_*
      - sensor.stromzaehler_*

Einzelne Entitäten ausschließen

Alternativ können auch bestimmte Entitäten oder ganze Gruppen ausgeschlossen werden.

influxdb:
  exclude:
    entities:
      - sensor.unwichtiger_diagnosewert
    entity_globs:
      - sensor.*_signalstaerke

Nach einer Änderung der configuration.yaml muss Home Assistant vollständig neu gestartet werden.

Nach dem Neustart von Home Assistant kannst du prüfen, ob die ersten Werte in InfluxDB angekommen sind.

1. Öffne die Weboberfläche der InfluxDB-App.
2. Öffne den Data Explorer.
3. Wähle die Datenbank homeassistant.
4. Wähle einen kurzen Zeitraum wie die letzten 15 Minuten.
5. Suche nach einem der zuvor ausgewählten Sensoren.

Bereits vor der Einrichtung vorhandene Verlaufsdaten werden nicht automatisch nachträglich übertragen. Die Aufzeichnung beginnt mit neuen Zustandsänderungen nach der erfolgreichen Einrichtung.

Messwerte und Entitäts-IDs

Home Assistant verwendet standardmäßig häufig die Einheit eines Sensors als sogenannte Measurement-Gruppe.

Aus der Home-Assistant-Entität:

sensor.wohnzimmer_temperatur

wird innerhalb der Measurement-Gruppe häufig der Tag:

entity_id = wohnzimmer_temperatur

Öffne erneut die App-Verwaltung:

Einstellungen
→ Apps
→ App installieren

1. Suche nach Grafana.
2. Öffne die Grafana-App aus dem Community-Repository.
3. Klicke auf Installieren.
4. Aktiviere Beim Systemstart starten.
5. Optional kannst du den Watchdog aktivieren.
6. Starte Grafana.
7. Kontrolliere das Protokoll auf Fehler.
8. Öffne die Weboberfläche.

Grafana benötigt eine Datenquelle, über die auf die InfluxDB-Datenbank zugegriffen wird.

Connections
→ Add new connection
→ InfluxDB
→ Add new data source

Trage folgende Einstellungen ein:

Authentifizierungsoptionen wie Basic Auth können deaktiviert bleiben. Benutzername und Passwort werden im Bereich der InfluxDB-Einstellungen der Datenquelle eingetragen.

Klicke anschließend auf Save & test. Grafana sollte nun bestätigen, dass die Verbindung zur Datenquelle hergestellt werden konnte.

Als erstes Beispiel erstellen wir ein einfaches Diagramm für eine Raumtemperatur.

1. Öffne in Grafana den Bereich Dashboards.
2. Klicke auf New.
3. Wähle New dashboard.
4. Klicke auf Add visualization.
5. Wähle die Datenquelle Home Assistant.

Die InfluxQL-Abfrage für einen Temperatursensor kann beispielsweise so aussehen:

SELECT mean("value")
FROM "°C"
WHERE ("entity_id" = 'wohnzimmer_temperatur')
  AND $timeFilter
GROUP BY time($__interval) fill(null)

Ersetze wohnzimmer_temperatur durch die ID deines eigenen Sensors. Der vorangestellte Teil sensor. wird in dieser Abfrage nicht verwendet.

Panel konfigurieren

• Visualisierung: Time series
• Titel: Wohnzimmer Temperatur
• Einheit: Temperature → Celsius
• Nachkommastellen: beispielsweise 1
• Legende: nach Bedarf unten oder rechts

Speichere anschließend das Panel und danach das gesamte Dashboard.

Beispiel für einen Leistungssensor

SELECT mean("value")
FROM "W"
WHERE ("entity_id" = 'aktuelle_leistung')
  AND $timeFilter
GROUP BY time($__interval) fill(null)

Beispiel für einen Energiezähler

SELECT last("value")
FROM "kWh"
WHERE ("entity_id" = 'stromverbrauch_gesamt')
  AND $timeFilter
GROUP BY time($__interval) fill(null)

Bei einem fortlaufenden Zählerstand ist häufig der letzte Wert eines Zeitabschnitts sinnvoller als der Mittelwert.

Für kleine und mittlere Installationen können InfluxDB und Grafana direkt auf der Home-Assistant-Hardware betrieben werden.

Bei sehr vielen Sensoren, großen Dashboards oder umfangreichen Langzeitauswertungen kann es sinnvoll sein, beide Anwendungen auf ein leistungsfähigeres System auszulagern.

• Unraid
• Proxmox
• Synology oder anderes NAS
• Separater Docker-Server
• Zusätzlicher Mini-PC

Der Datenfluss bleibt dabei gleich:

Home Assistant
      │
      │ Netzwerk
      ▼
Externe InfluxDB
      │
      ▼
Externe Grafana-Instanz

Lediglich die interne Adresse a0d7b954-influxdb wird dann durch die IP-Adresse oder den DNS-Namen des externen Servers ersetzt.