Esta será, en principio, la última entrada. En ella voy a describir el servidor/app que escribí para controlar mi aspiradora robot.

DISCLAIMER: no seré responsable si alguien decide seguir mis pasos y se carga su aspiradora. En principio todo lo que cuento debería ser seguro, pero por motivos obvios no me puedo responsabilizar de lo que hagan otras personas, sólo de lo que haga yo.

El código está escrito en python, está disponible en mi cuenta de Gitlab en servidor para robots Conga 1490, y se llama OpenDoñita. Esta descripción complementa a la del capítulo 5.

Para empezar, está cómo hacerlo funcionar. Yo lo he puesto en una Raspberry Pi 4 que tenía muerta de risa por casa (de momento OSMC no funciona en ella), la misma con la que configuré la red WiFi interna para analizar el tráfico. Sin embargo es posible ponerla en cualquier ordenador, siempre y cuando se configure un DNS adecuado. En efecto, si recordamos, la aspiradora se conectará siempre a dos dominios concretos, bl-app-eu.robotbona.com y bl-im-eu.robotbona.com, por lo que necesitamos engañarla de alguna manera para que se conecte a nuestro servidor. La manera más sencilla es entrar en la configuración de nuestro router Wifi y y configurar la IP de nuestra Raspberry Pi como la IP del servidor DNS de nuestra red. Luego, en dicha Raspberry instalamos dnsmasq, pero no configuramos la parte de DHCP, sólo el servidor DNS. Una vez hecho esto editamos el fichero /etc/hosts y añadimos estas dos entradas:

192.168.X.Y bl-app-eu.robotbona.com
192.168.X.Y bl-im-eu.robotbona.com

Siendo 192.168.X.Y la IP del equipo en donde vayamos a poner a correr el servidor (que, normalmente, será la misma Raspberry Pi).

Un detalle importante es que mi código necesita Python 3.6 o superior, lo que significa que funcionará en Raspbian, pero no en la versión actual de OSMC pues está basada en la versión stretch de Debian (lo he probado; quería meter todo en la misma Raspberry pero no ha podido ser). Hasta que actualicen el sistema base a buster (y me consta que están en ello) no se podrá hacer.

Una vez que está hecho reiniciamos dnsmasq para que refresque los valores, y ya podemos lanzar nuestro servidor. Para ello, desde un terminal, vamos al directorio donde esté el código y escribimos:

sudo screen ./congaserver

Es importante estar en el directorio correspondiente pues, por defecto, es ahí donde el servidor buscará el directorio html con las páginas de la aplicación web que se utiliza para controlar a las aspiradoras. Si lo lanzamos desde otro directorio lo más probable es que no funcione. Para más información sobre screen, recomiendo leer la documentación. Es necesario usarlo (o bien nohup en su lugar) para poder salir de la sesión SSH de la RPi y que el programa siga corriendo.

Podemos probar si funciona todo correctamente simplemente abriendo un navegador y escribiendo en un terminal

ping bl-app-eu.robotbona.com

Si todo está correcto, debería resolver a la IP de nuestra Raspberry Pi.

Y ahora que está todo listo y corriendo, ya podemos conectar la aspiradora. Para ello tenemos tres opciones:

• Apagar la WiFi y volverla a encender. En este caso, la aspiradora volverá a conectarse a ella, buscará el servidor de nuevo y se conectará al nuestro, pues recibirá la IP desde nuestro servidor DNS.
• Apagar la aspiradora y volverla a encender. Para ello es necesario retirarla de la base de carga y apagar el interruptor situado en el lado derecho, esperar unos segundos y volver a encenderlo.
• Volver a emparejar la aspiradora. Es el más lioso, pues con el DNS en marcha la app oficial no podrá conectarse al servidor (usa un puerto diferente) y se negará a arrancar, por lo que tendremos que utilizar el script configconga.py, que explicaré más adelante.

En cualquiera de los tres casos sabremos si hemos tenido éxito porque en la pantalla de nuestro servidor aparecerán mensajes que indican que se están haciendo peticiones.

Una vez conectada, ya está todo listo para empezar a trabajar. Si ahora abrimos un navegador y metemos la IP del equipo de nuestro servidor, nos aparecerá la siguiente pantalla:

En la parte blanca de la derecha es donde aparecerá el mapa, pero de momento estará en blanco. Por otro lado, en la parte superior izquierda tenemos un indicador de carga de la batería. Cuando esta completamente negra estará cargada, y si está blanca estará descargada. Ahí se ve que está casi cargada del todo.

El símbolo del rayo indica que está cargando. Cuando esté cargada del todo (o cuando no esté en la base) dicho símbolo desaparecerá.

A continuación vemos los cuatro botones que podemos utilizar. El primero, con forma de casa, ordena a la aspiradora volver a la base. Sin embargo, si ya está en la base aparecerá sólo en forma de líneas, sin relleno (tal y como se ve en la captura).

El siguiente botón, con forma de «play», le indica a la aspiradora que comience a trabajar. Al hacerlo cambiará a un cuadrado, o sea, «stop».

El tercer botón, con forma de altavoz, permite activar o desactivar el pitido de aviso de la aspiradora. Tal y como está en la captura, está desactivado. Al activarlo sonará un pitido de aviso y el icono pasará a estar relleno.

El último botón, el engranaje, muestra la pantalla de configuración de modo de limpieza. Al pulsarlo aparece esta imagen:

Los cuatro superiores, con forma de ventilador, representan las cuatro potencias de aspiración (nada, eco, normal y turbo). Las cuatro siguientes, con forma de gota de agua, la cantidad de líquido que se utiliza para humedecer la fregona (nada, poco, normal, mucho). Un detalle importante es que no es posible escoger a la vez los modos «nada» de aspiración y fregona. Por último, los siete inferiores representan los modos de aspirado y fregado disponibles, aunque lo normal es utilizar el modo auto y no complicarse.

Lo mejor de todo es que recuerda el modo escogido incluso si se apaga la aspiradora, pues la configuración se guarda en nuestro servidor.

Para cerrar esta ventana basta con pulsar la flecha situada abajo a la derecha.

Si ponemos a funcionar la aspiradora, se irá generando poco a poco el mapa, cuyo tamaño se irá ajustando poco a poco a medida que se va calculando. Por eso al principio estará formado por círculos gigantescos, pero luego irán haciéndose más pequeños a medida que la superficie descubierta aumente. Así, al principio veremos algo así:

El protocolo REST

Y tras esto, paso a describir el protocolo REST utilizado por el servidor. Porque, efectivamente, la nueva app es una aplicación web, por lo que se puede actualizar y tunear sin necesidad de parar el servidor y volver a lanzarlo (lo que, además, exigiría volver a hacer que la aspiradora se conectase a él usando uno de los tres métodos comentados antes).

Los comandos que acepta son los siguientes. Para empezar, están los tres específicos del emulador del servidor de Robot Bona, que son:

/baole-web/common/sumbitClearTime.do
/baole-web/common/getToken.do
/baole-web/common/*

Los dos primeros devuelven los datos necesarios para emparejar la aspiradora con el servidor, y el tercero devuelve simplemente un OK.

Ahora vienen los comandos específicos del servidor. Estos son comandos que no afectan a la aspiradora, sino que son útiles para implementar la app.

/robot/list
/robot/XXXXX/getStatus
/robot/XXXXX/setStatus
/robot/XXXXX/getProperty?key=YYYYYY
/robot/XXXXX/setProperty?key=YYYYYY&value=ZZZZZZ

El primero devuelve una lista con el identificador de cada robot que está conectado ahora mismo al servidor. Este identificador se puede utilizar para enviar comandos a un robot específico si tenemos varios en casa.

Los otros cuatro son comandos de servidor. El parámetro XXXXX sería un identificador del robot al que va dirigido (obtenido con list), o bien puede ser all si queremos dirigirnos a todos. De hecho, actualmente la app no soporta discernir entre robots, y siempre envía los comandos a all. Si en el futuro me compro otro robot puede que lo implemente.

getStatus devuelve el estado actual de la aspiradora. Se trata de un diccionario con los datos enviados por la aspiradora al servidor, tales como el mapa, el nivel de batería, el modo actual de trabajo… Cada vez que la aspiradora envía una actualización, el servidor la almacena internamente, y es esta caché la que se envía aquí. Eso significa, por ejemplo, que si no estamos aspirando, el mapa que recibamos será el último que se envió, aunque haya sido hace horas. También si hubo algún error aparecerá su código en el campo correspondiente, aunque haga mucho que no se produjeron más errores.

setStatus permite modificar alguno de los valores anteriores, pero sólo en la caché del servidor. No afecta a la aspiradora. Existe para poder resetear algunos campos que se activan en casos muy concretos, como por ejemplo el campo error, y así poder detectar cuando se ha producido uno nuevo. Actualmente no se utiliza para nada.

getProperty y setProperty se utilizan para almacenar datos personalizados en el servidor, referidos a una aspiradora concreta. Actualmente se utilizan para almacenar la configuración deseada (potencia de succión, cantidad de agua en modo fregado, y modo de limpieza), de manera que aunque se apague la aspiradora, el sistema recordará la configuración deseada por el usuario. La forma de almacenarlo es como pares clave/valor, y siempre son strings.

Por último, la lista de comandos que van a la aspiradora. Son:

/robot/XXXXX/clean
/robot/XXXXX/stop
/robot/XXXXX/return
/robot/XXXXX/updateMap
/robot/XXXXX/sound?status=0|1
/robot/XXXXX/fan?speed=0|1|2|3
/robot/XXXXX/watertank?speed=0|1|2|3
/robot/XXXXX/mode?type=auto|gyro|random|borders|area|x2|scrub
/robot/XXXXX/notifyConnection
/robot/XXXXX/askStatus

clean, stop y return controlan la operación básica de la aspiradora: comenzar un ciclo de limpieza, parar, y volver a la base. No tiene más complicación.

updateMap envía un comando 131, de manera que en torno a una décima de segundo después tendremos la variable map actualizada, y podremos obtener su nuevo valor con /robot/XXXXX/getStatus.

sound permite activar (1) o desactivar (0) el pitido de aviso de la aspiradora. Teniendo en cuenta que cada vez que termina de cargar emite un pitido, yo personalmente prefiero apagarlo.

fan y watertank permiten escoger la potencia de aspiración y la cantidad de agua que se utilizarán durante el ciclo de limpieza.

mode permite escoger entre los siete modos de limpieza, aunque lo normal es utilizar auto.

notifyConnection emite un comando 400. En la app actual se emite nada más cargar la página, para avisar de que hay una app abierta.

askStatus emite un comando 98, el cual hace que unos milisegundos más tarde la aspiradora envíe una actualización de su estado. El servidor, al recibirlo, actualizará su caché y podremos leer los cambios con robot/XXXXX/getStatus.

Por último, cualquier petición que no coincida con este formato se asumirá que está pidiendo un fichero, por lo que se buscará en la carpeta html. Es así como se sirven las páginas HTML y las imágenes de la app.

Emparejando la conga a una red WiFi

Una vez que hemos cambiado el DNS veremos que la app oficial, la del móvil, ya no funciona. Esto es porque intenta conectarse al servidor oficial, y al no poder por apuntar ahora al nuestro, se niega a abrirse siquiera. Eso significa que no podemos utilizarla si necesitamos emparejar nuestro aspirador con otra red WiFi.

Afortunadamente, para eso está configconga.py. Es un programita que permite realizar la operación de emparejado. Para ello necesitamos un ordenador con WiFi.

Lo primero es poner la aspiradora en modo emparejamiento. Para ello hay que mantener pulsado el botón de encendido hasta que el piloto de WiFi empiece a parpadear y suene un pitido.

En este momento la aspiradora se ha convertido en un punto de acceso WiFi, con un nombre CongaGyro_XXXXXX (siendo XXXXXX el identificador único de la aspiradora). Ahora tienes que conectarte desde tu ordenador a esa WiFi (no tiene contraseña), y ejecutar el programa anterior con:

./configconga.py    WIFI_SSID    WIFI_PASSWORD

Siendo SSID el identificador de la red WiFi a la que quieres conectar tu aspiradora, y PASSWORD la clave de dicha red WiFi. Una vez hecho esto la aspiradora dejará de ser un punto de acceso, y pasará a conectarse a la WiFi indicada.

¡Ahora, a disfrutarlo!

Parte 9

DISCLAIMER: no seré responsable si alguien decide seguir mis pasos y se carga su aspiradora. En principio todo lo que cuento debería ser seguro, pero por motivos obvios no me puedo responsabilizar de lo que hagan otras personas, sólo de lo que haga yo.

En la anterior entrada paré tras comentar los distintos comandos de que dispone la aspiradora y del formato del mensaje de estado. Ahora llega el momento de explicar el formato de los mapas. Claro que debo ser sincero: hace unos días encontré un repositorio de Git donde Felix Engelmann explica ese formato para la aspiradora Proscenic 790T, la cual parece ser la misma que la Conga 1490, y aunque pasa muy por encima del protocolo en general, sí explica en detalle cómo funcionan los mapas, por lo que me ahorré el trabajo de descubrirlo por mi cuenta. Paso a limitarme a describir con mis palabras lo que explica ahí.

Cada vez que enviamos un comando 131 a la aspiradora, o bien cada 30 segundos aproximadamente si no hacemos nada (pero en ambos casos sólo si está aspirando), nos llegará un mensaje de la aspiradora con este formato:

{
  "version": "1.0",
  "control": {
    "targetId": "0",
    "targetType": "6",
    "broadcast": "0"
  },
  "value": {
    "noteCmd": "101",
    "clearArea": "0",
    "clearTime": "10",
    "clearSign": "2020-06-24-01-31-41-2",
    "clearModule": "11",
    "isFinish": "1",
    "chargerPos": "8,12",
    "map": "AAAAAAAAZABk0vwAaoDXAGpA1wBqgNcAqNL8AA==",
    "track": "AQAEADIxMzExMTEy"
  }
}

Aquí hay tres elementos que nos interesan: los campos chargerPos, map y track. Para entenderlos hay que saber primero que la aspiradora genera un mapa interno en forma de una cuadrícula, donde cada cuadrado que la compone puede estar en uno de varios estados (zona sin explorar, zona libre y obstáculo).

Tras hacer algunos cálculos y ver cómo trabaja la aspiradora, parece que cada elemento de la cuadrícula es un cuadrado de unos 20cm en el mundo real(tm). Esto es consistente con el modo area, en el que la aspiradora va limpiando cuadrados de 2×2 metros (o sea, bloques de 10×10 cuadrados de la cuadrícula). Y como la aspiradora tiene un diámetro de 32cm, vemos que hay cierto solape, lo cual es perfectamente lógico si queremos garantizar que aspire todo el polvo y suciedad. Por defecto, la cuadrícula que envía la aspiradora es de 100×100 elementos, lo que nos da un tamaño máximo de 20×20 metros para la casa, aunque también es cierto que el tamaño viene en la cabecera del bloque map, por lo que supongo que en casas grandes lo ajustará dinámicamente.

Sabiendo esto podemos empezar a analizar los campos. El más sencillo es chargerPos. Éste contiene las coordenadas de la cuadrícula del mapa en donde está situado el cargador, lo que permite a la aspiradora volver hasta él para recargar la batería.

El siguiente en complejidad es map: es fácil darse cuenta de que es una ristra de bytes codificado con base64, por lo que lo primero que hay que hacer es convertirlo a bytes. En Javascript se puede hacer con atob, y en Python con el módulo base64. Una vez hecho esto, tiramos los primeros 4 bytes (que no sabemos qué significan), y luego cada par de bytes son las coordenadas x e y del recorrido de la aspiradora. Así, el primer par de bytes son las coordenadas del mapa en donde empezó a limpiar, el siguiente par es la siguiente cuadrícula a la que se ha movido, etc. Dado que la cuadrícula, por defecto, es de 100×100, parece que no tendremos que preocuparnos de si son números en complemento a 2 (desde -128 hasta 127) o normales (desde 0 hasta 255).

Con este campo podremos saber la ruta que ha ido siguiendo la aspiradora por la cuadrícula.

El tercer campo es el más complejo, pues está comprimido utilizando una técnica Run-Length Encoding, que, afortunadamente, es relativamente sencilla. Para ello tenemos que fijarnos en los dos primeros bits de cada byte. Si ambos están a 1, entonces es un contador de repeticiones y el número de veces que se repetirá el siguiente byte viene indicado por los seis bits inferiores. Ojo, porque si el siguiente byte también tiene ambos bits superiores a 1 entonces también se debe tener en cuenta para el número de repeticiones, tomando los seis bits del primer byte y moviéndolos seis posiciones a la izquierda, para luego anexionar los seis bits del segundo byte. Y así sucesivamente, anexionando tantos bytes seguidos como haya con los dos bits superiores a 1. Así, si tenemos los bytes 0xC2 0xDA 0xAA, nos está diciendo que tenemos que repetir el byte 0xAA un total de 0x21A veces (0xC2 & 0x3F = 0x02; 0xDA & 0x3F = 1A).

¿Y qué pasa con los bytes que no tienen sus dos bits superiores a uno? Esos contienen el estado de cuatro cuadrados consecutivos de la cuadrícula del mapa. El formato es el siguiente:

• 00: zona sin explorar
• 01: zona explorada libre (o sea, suelo)
• 10: obstáculo (una pared, un mueble, una pata de una silla, un programador tocando las narices…)

Así, un byte 0x16 sería 00010110 en binario, lo que se traduce en cuatro elementos de la cuadrícula: 00 01 01 10. Por tanto aquí tendríamos un bloque sin explorar, los dos siguientes a su derecha serían bloques explorados libres (suelo), y finalmente una pared.

Por otro lado, la secuencia 0xC8 0x55 se descomprimiría como 0x55 0x55 0x55 0x55 0x55 0x55 0x55 0x55, u ocho veces 0x55; o sea 4 x 8 = 32 bloques de suelo libre.

Entonces, si tenemos estas dos secuencias (mapa arriba y track abajo):

AAAAAAAAZABk0fIAAqnWAAqqqdYABqqp1QABJqqp1gDCqqnVAAEqqqnT0wA=
AQIKADIxOjE6MDMwMy86LzouNC40MTAx

Tras procesarlas tendremos esto:

donde vemos que el cargador está en el punto verde, vemos también largas zonas exploradas que están libres (puntos rojos), paredes que delimitan la habitación (puntos azules), y el recorrido que ha seguido la aspiradora (línea negra).

Y con esto se ha terminado el análisis del protocolo, y ya tenemos todo lo suficiente para hacer nuestro propio servidor y app, y es justo lo que he hecho. Pero mejor eso en la siguiente entrada.

Parte 8

Actualizado: añadidos dos comandos extra.

DISCLAIMER: no seré responsable si alguien decide seguir mis pasos y se carga su aspiradora. En principio todo lo que cuento debería ser seguro, pero por motivos obvios no me puedo responsabilizar de lo que hagan otras personas, sólo de lo que haga yo.

Ahora que ya tengo un servidor en marcha capaz de enviar comandos, llegó el momento de analizar todas las posibles opciones. Para ello puse otra vez el tcpdump a capturar y, desde la aplicación oficial, fui enviando todos los posibles comandos, anotando a la vez la hora a la que lo hacía para poder luego identificarlos. También modifiqué mi analizador de paquetes para que mostrase el instante de tiempo en que se emitía o recibía cada paquete.

La primera conclusión es que todos los comandos (a excepción, de momento, de los de mover la aspiradora manualmente, que en principio hay que enviarlos a través del puerto 8888 de la aspiradora; aún no probé qué pasa si lo envío por la conexión normal) se pueden ejecutar con este paquete (con un par de excepciones):

d1 00 00 00 | fa 00 c8 00 | 00 00 09 01 | 1a 27 00 00 | 00 00 00 00
{
  "cmd":0,
  "control":{
    "authCode":"yyyyyy",
    "deviceIp":"192.168.18.3",
    "devicePort":"8888",
    "targetId":"zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz",
    "targetType":"3"
  },
  "seq":0,
  "value":{"transitCmd":"ID_COMANDO"}
}\n

Siendo ID_COMANDO un número que identifica la operación. En casi todos los casos, la aspiradora devolverá una respuesta, con la excepción de un par de ellos.

Los posibles comandos que ya tengo identificados son:

• 98: pide una actualización del estado de la aspiradora. El aspirador no envía asentimiento. Sólo funciona mientras la aspiradora está en marcha.
• 100: comienza a limpiar
• 102: deja de limpiar
• 104: vuelve a la base
• 106: establece el modo de limpieza. Incluye el parámetro mode antes de transitCmd con uno de los siguientes valores:
  • 11: modo auto
  • 1: modo giro
  • 3: modo random
  • 4: modo edges
  • 6: modo area
  • 8: modo deep cleaning
  • 10: modo scrubbing
• 110: establece la potencia del aspirador. Incluye el parámetro fan antes de transitCmd con uno de los siguientes valores:
  • 1: detenido
  • 2: normal
  • 3: turbo
  • 4: eco
• 123: activa los sonidos de la aspiradora. Emitirá un pitido al ponerse en marcha, terminar de cargar, etc.
• 125: desactiva los sonidos de la aspiradora.
• 131: pide una actualización del mapa generado. Sólo funciona mientras la aspiradora está en marcha.
• 145: establece la cantidad de agua en modo fregado. Incluye el parámetro waterTank depués de transitCmd con uno de los siguientes valores:
  • 255: no emitir agua
  • 60: flujo de agua bajo
  • 40: flujo de agua normal
  • 20: flujo de agua alto
• 400: notifica que la aplicación se acaba de conectar. El aspirador no envía asentimiento.

A mayores hay al menos dos comandos más:

• 139: sirve para poner la fecha y la hora y que debe ir acompañado del parámetro set_time, con formato AAAAMMDDhhmm000x, siendo AAAA en año (cuatro cifras), MM el mes, DD el día, hh la hora, mm el minuto (todos con dos cifras), y luego está esa x, que en algunos sitios es 0, en otros 1 y en otros 2, pero aún no encontré una regla para determinar su valor.
• 127: sirve para actualizar el firmware, así que mi consejo: no se toca.

Cada vez que enviemos un comando, la aspiradora nos devolverá un asentimiento (con la excepción de los comandos 98 y 400). Éste será un paquete como éste:

db 01 00 00 | fa 00 00 00 | 01 00 00 00 | 1a 27 00 00 | 00 00 00 00
{
  "version":"1.0",
  "control":{
    "targetId":"zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz",
    "targetType":"3",
    "broadcast":"0"
  },"value":{
    "noteCmd":"102",
    "workState":"5",
    "workMode":"0",
    "fan":"2",
    "direction":"0",
    "brush":"2",
    "battery":"100",
    "voice":"2",
    "error":"0",
    "standbyMode":"1",
    "waterTank":"40",
    "clearComponent":"0",
    "waterMark":"0",
    "version":"3.11.416(513)",
    "attract":"0",
    "deviceIp":"192.168.18.3",
    "devicePort":"8888",
    "cleanGoon":"2",
    "extParam":"{\"cleanModule\":\"3\"}"
  }
}

pero con el importante detalle de que el estado que devuelve es el anterior a la ejecución del comando. Esto es: si tenemos el sonido activado (que en el JSON con el estado de la aspiradora viene indicado con voice valiendo 2), y enviamos el comando 125, el estado que nos llegue en el ACK del comando tendrá todavía voice=2. Será justo después cuando la aspiradora nos enviará un paquete status, con el siguiente formato:

bc 01 00 00 | 18 00 00 00 | 01 00 00 00 | 1a 00 00 00 | 00 00 00 00
{
  "version":"1.0",
  "control":{
    "targetId":"0",
    "targetType":"6",
    "broadcast":"0"
  },"value":{
    "noteCmd":"102",
    "workState":"5",
    "workMode":"0",
    "fan":"2",
    "direction":"0",
    "brush":"2",
    "battery":"100",
    "voice":"1",
    "error":"0",
    "standbyMode":"1",
    "waterTank":"40",
    "clearComponent":"0",
    "waterMark":"0",
    "version":"3.11.416(513)",
    "attract":"0",
    "deviceIp":"192.168.18.3",
    "devicePort":"8888",
    "cleanGoon":"2",
    "extParam":"{\"cleanModule\":\"3\"}"
  }
}

donde esta vez sí vemos que voice vale 1. Este paquete debemos asentirlo con un ACK como éste, con el mismo número de secuencia (el cuarto entero de los cinco que forman la cabecera):

3c 00 00 00 | 19 00 c8 00 | 01 00 00 00 | 1a 00 00 00 | 01 00 00 00
{
  "msg":"OK",
  "result":0,
  "version":"1.0"
}\n

En el JSON del estado de la aspiradora tenemos los siguientes campos interesantes:

• workstate: indica el modo actual en el que está la aspiradora, que puede ser:
  • 1: limpiando
  • 2: parada
  • 4: regresando a la base
  • 5: cargando la batería
  • 6: batería cargada
• battery: un valor de 0 a 100 indicando el nivel de carga de la batería
• voice: si vale 1, el pitido de aviso está desactivado; si vale 2, está activado

Parte 7

DISCLAIMER: no seré responsable si alguien decide seguir mis pasos y se carga su aspiradora. En principio todo lo que cuento debería ser seguro, pero por motivos obvios no me puedo responsabilizar de lo que hagan otras personas, sólo de lo que haga yo.

¡Victoria, victoria! ¡Mi conga ya me hace caso!

Lo que hice fue escribir un nuevo servidor, esta vez desde cero, que combina HTTP y el protocolo específico de la conga. El código he decidido no hacerlo público hasta que termine el análisis completo, no vaya a ser que meta la pata en algo…

El motivo de no utilizar el código de http.server que ya tenía ha sido, fundamentalmente, porque debido a todos los trucos que tuve que utilizar para que funcionase, al final no usaba casi nada, con lo que me compensaba escribir mi propio servidor. Además, al hacerlo yo todo con select y sockets podía integrar mucho mejor en un único hilo la gestión del puerto 80 y la del 20008.

Básicamente creé una primera clase, BaseServer, que tiene un socket y que gestiona las funcionalidades básicas de éste, incluyendo un método vacío para cada vez que se reciben datos nuevos, y otros métodos para gestionar cuando se cierra. Sobre esta clase he construido absolutamente todo.

Luego creé la clase HTTPConnection, la cual es la que gestiona una conexión HTTP concreta. Cada vez que se hace una petición HTTP, se crea un objeto de este tipo, y es él quien analiza lo que llega. Su función es la misma que el código que hice antes con http.server. Para gestionar esto está la clase HTTPServer, que es la que abre el puerto 80 y crea los objetos anteriores tras cada conexión.

De la misma manera están las clases RobotConnection y RobotServer, pero esta vez para gestionar las conexiones al puerto 20008. El tenerlo dividido así permite controlar varios robots a la vez (aunque no creo que lo implemente de momento, no está de más que la arquitectura subyacente lo esté preparada).

La clase RobotConnection tiene un método llamado send_command, que lo que hace es, básicamente, emitir exactamente las mismas secuencias que registré anteriormente, copiadas byte a byte. Esto, al final, es bastante sencillo porque todos los comandos se emiten con el mismo tipo de paquete, y sólo cambia el número de comando y, en un par de casos, un parámetro extra.

Por otro lado, en base al contenido del segundo, tercero y quinto enteros de los paquetes enviados por la aspiradora puedo saber si es un paquete que espera una respuesta por mi parte, o un ACK de un comando enviado por mí, por lo que en el método de recepción de datos me limito a hacer una lista de comparaciones para ver qué tengo que responder; y si recibo una combinación desconocida, la imprimo.

Todas estas clases están gestionadas por una clase maestra llamada Multiplexer, que lanza primero una instancia de HTTPServer y otra de RobotServer, y va gestionando las nuevas instancias creadas por estos dos objetos mediante select.

Por último, hay una clase llamada Robot que está asociada permanentemente con un robot concreto, aunque éste no esté conectado. De momento se crea bajo demanda, pero en el futuro podría incluir algún tipo de persistencia, por ejemplo para que recuerde la configuración deseada por el usuario o los mapas, aunque se apague la aspiradora. Cada vez que un robot se conecta, se utiliza su identificador único para encontrar el objeto correspondiente y enlazarlo, y cada vez que se pierde la conexión, se informa de ello al objeto Robot para que borre la referencia al objeto RobotConnection.

Para la primera prueba decidí aprovechar el mismo servidor web que ya tengo para los robots e implementar un control sencillo por REST, mediante una sencilla página web. Es justo lo que se ve en el vídeo.

El siguiente paso es analizar y añadir los comandos para configurar el método de trabajo, la potencia del ventilador y el uso de la fregona, y por supuesto el control manual (aunque ya adelanto que parece que es en este caso donde entra en juego el puerto 8888 y la conexión directa con la tablet… a ver si hay suerte y me la puedo saltar).

También quiero analizar cómo se transmite la información de los mapas, pero eso será al final.

Parte 6

DISCLAIMER: no seré responsable si alguien decide seguir mis pasos y se carga su aspiradora. En principio todo lo que cuento debería ser seguro, pero por motivos obvios no me puedo responsabilizar de lo que hagan otras personas, sólo de lo que haga yo.

Hay que reconocer que cuando las cosas se complican, se complican de verdad. No se si lo que ha pasado demuestra que el programador que lo hizo es un genio y metió una sutil protección antihacking, o un chapuzas que hizo un código que funciona de milagro.

Me explico: decidí hacer una prueba rápida de la conexión de la aspiradora con un servidor mío, así que escribí un miniservidor con Python3 que escuchaba en el puerto 80, y que cuando recibía una petición a alguno de los documentos a los que responde el de bona robots (/baole-web/common/sumbitClearTime.do y /baole-web/common/getToken.do), anotaba los valores que pasaban y respondía lo que la aspiradora esperaba.

Pero claro, la aspiradora se empeña en conectarse a bl-app-eu.robotbona.com o a bl-im-eu.robotbona.com, así que tenía que engañarla para que se conectase a mi ordenador y no al servidor chino. La solución consistió en dos pasos:

• primero, editar el fichero /etc/hosts de la Raspberry Pi que usaba como Access Point para conectar la aspiradora, y definir ahí esos dos dominios (además de robotbona.com, por si acaso), de manera que apuntasen a mi ordenador. Si la IP del ordenador fuese 192.168.0.89, habría que añadir:

192.168.0.89 bl-app-eu.robotbona.com
192.168.0.89 bl-im-eu.robotbona.com
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• relanzar dnsmasq en dicha Raspberry Pi con sudo systemctl restart dnsmasq, para que lea los cambios.

Y con esto, cuando la aspiradora se conecte a dicha red y pida la dirección IP de esos dominios, éste le devolverá la de mi equipo, con lo que lo usará como servidor en lugar del real. Por supuesto, cuando termine todo esto habrá que montar el servidor en la Raspberry y que todo se conecte a la WiFi normal, pero eso ya lo haré en el último capítulo.

Ahora bien, como utilicé el módulo http.server, mi programa no implementaba la parte del puerto 20008 (donde realmente se reciben todos los comandos), y como para ello tenía que hacer más cosas, decidí, de momento, no complicarme la vida para una simple prueba, y limitarme lanzar un netcat en dicho puerto en un terminal. Así, cuando la aspiradora se conectase, vería por la pantalla lo que ésta enviase.

Así pues, apagué y encendí la aspiradora, la puse en modo emparejamiento, la emparejé desde mi ordenador, ésta apagó su Access Point, se conectó a la WiFi, hizo la petición sumbitClearTime.do, mi servidor respondió, hizo luego la petición getToken.do, mi servidor respondió también… y volvió a pedir getToken.do… Y otra vez lo volvió a pedir… Y el netcat sin inmutarse.

Algo raro ocurría, porque después de pedir getToken.do, netcat debería mostrar una conexión, pero ahí no ocurría nada. Decidí probar a quitar la redirección en el DNS por si acaso le había pasado algo a la aspiradora, de manera que se conectase al servidor real, y entonces funcionó de nuevo.

Esto era muy raro, así que volví a configurar mi DNS y lancé el tcpdump en la Raspberry para capturar el tráfico que se intercambiaba entre la aspiradora y mi servidor, y ver qué podía estar pasando. Tenía que ser algo en la segunda orden, porque la primera sí funcionaba bien.

Comparé las respuestas de mi servidor simulado con las del servidor real y eran idénticas: los mismos campos, el mismo orden… ¡Espera, había una diferencia sutil entre los JSON que yo enviaba y los que enviaba el servidor! En mi caso, en getToken.do utilizaba las funciones de python para convertir de un diccionario a JSON, y éste lo estaba embelleciendo añadiendo espacios detrás de las comas, de los dos puntos, etc. Sin embargo, en sumbitClearTime.do generaba la cadena «tal cual», por lo que no tenía espacios, igual que la que enviaba el servidor. Aunque un JSON debería funcionar igual con ellos que sin ellos, probablemente quien escribió el código que lo analizaba en la aspiradora podría haber hecho la chapuza de esperarlo de una determinada manera (o bien exigirlo así para detectar hackeos), así que eliminé ese trozo de código y generé la salida «a pelo», juntando cachos de código. Ahora sí funcionaría.

Volví a lanzar todo, encendí la aspiradora, me senté a ver en pantalla las conexiones al servidor… y volvió a fallar otra vez. Había alguna otra diferencia. ¿Pero cual?

Volví a revisar todo, y me di cuenta de que mi código estaba enviando una línea con el nombre del servidor. En concreto, el campo Server valía BaseHTTP/0.6 Python/3.8.3, mientras que el servidor real no enviaba dicho campo.

El problema es que el módulo http.server no permite eliminar ese campo… ¿Como resolverlo? La solución consitió en sobrescribir el método send_header del objeto, de manera que ignorase dicho campo. Esto funciona porque el módulo la usa para añadir sus campos propios. Así pues, añadí esto al servidor:

def send_header(self, token, data):
    if token != 'Server':
        super().send_header(token, data)

¡Y con esto por fin funcio…! No, seguía fallando. No era eso tampoco.

Hmm… En el código de error estoy enviando, después del 200, el texto OK, mientras que su servidor no envía nada, sólo hay un espacio detrás del 200 y ya luego el retorno de carro. ¡Seguro que es eso!

¡Agh, tampoco! No lo entiendo, estoy enviando exactamente lo mismo que su servidor: tanto las cabeceras como el contenido es idéntico. ¿Por qué no funciona? Si abro el wireshark y comparo las capturas reales con las mías a nivel de byte… son iguales. ¿Qué demonios está pasando? Es exactamente lo mismo, con la única excepción de…

No…

No habrán sido capaces…

No pueden haberlo hecho…

Lo fueron. Resulta que su servidor envía en un solo paquete la cabecera HTTP y el primer bloque de los datos en formato chunk, y en un paquete diferente el segundo y último bloque de los datos chunk; o sea, esto va en un paquete IP:

HTTP/1.1 200 \r\n
Date: Sat, 27 Jun 2020 16:38:08 GMT\r\n
Content-Type: application/json;charset=UTF-8\r\n
Transfer-Encoding: chunked\r\n
Connection: close\r\n
Set-Cookie: SERVERID=abcdefghijklmnopqrstuvwxyz12345|1234567890|1234567890;Path=/\r\n
\r\n
2b\r\n
{"msg":"ok","result":"0","version":"1.0.0"}\r\n

Y esto va en el siguiente paquete IP:

0\r\n
\r\n

Sin embargo, mi servidor enviaba en un paquete la cabecera HTTP, y el resto en un paquete diferente. O sea, esto iba en un paquete:

HTTP/1.1 200 \r\n
Date: Sat, 27 Jun 2020 16:38:08 GMT\r\n
Content-Type: application/json;charset=UTF-8\r\n
Transfer-Encoding: chunked\r\n
Connection: close\r\n
Set-Cookie: SERVERID=abcdefghijklmnopqrstuvwxyz12345|1234567890|1234567890;Path=/\r\n
\r\n

Y esto en el siguiente:

2b\r\n
{"msg":"ok","result":"0","version":"1.0.0"}\r\n
0\r\n
\r\n

Obviamente, en condiciones normales eso daría igual, pues TCP es un protocolo orientado a byte y se supone que da igual que un trozo viaje en un paquete IP y otro en el siguiente, pero es que esa era la única diferencia que quedaba, y efectivamente, en cuanto cambié el código para que lo emitiese de esa manera, por fin funcionó y se conectó al puerto 20008. ¿Será algún tipo de protección antihacking, o simplemente que, a nivel de programación del microcontrolador hicieron alguna chapuza? Sin analizar el firmware no puedo saberlo, y la verdad, es una tarea que, en este momento, no me llama nada. Pero da igual, porque lo importante es que…

Parte 5