使用樹莓派監測控管UPS設備／Network UPS Tools／Linux [2023年最新]
kyle

我有三台CyberPower的不斷電系統（Uninterruptible Power Supply，之後簡稱UPS），上面的USB孔可以連接Windows或Mac，CyberPower有提供PowerPanel軟體可以在電腦上監控UPS，還可以透過電腦再連接PowerPanel雲端版上傳UPS資料，讓使用者從手機上也可以觀看UPS的狀態。

但是兩個問題，其一是PowerPanel雲端版是要付費的，每台UPS只能免費試用30天，雖然價格不算貴但還是想動手玩玩看其他方案。其二是我其中兩台UPS不是給電腦用的，它接了電視、路由器、數據機、Apple TV、Hompod mini、PlayStation、Xbox等，沒辦法連結電腦版PowerPanel，也不能連上PowerPanel雲端版註1。

我想到手上有幾台沒有在使用的第三代樹莓派，可以拿來連看看，但PowerPanel for Linux不支援ARM指令的CPU，後來研究一番發現了還有免費的Network UPS Tools（簡稱NUT）可以連接各種品牌的UPS電源設備，除了Linux之外也有Windows與macOS版本，還是主從式架構可以讓多台電腦共享UPS資訊。

雖然裝了NUT也沒辦法讓電視、路由器、遊戲主機使用，但可以讓這些UPS給樹莓派持續記錄狀況，包含是否發生斷電、電壓是否過高過低、電池是否有問題、定時進行放電測試等，依然非常有用處。我實作時發現有些教學文章有點舊了，設定起來不太一樣，因此寫下這篇我邊實作邊筆記的教學。

註1：PowerPanel雲端版要使用有支援WiFi功能的UPS，或者是先連上電腦再由電腦連上PowerPanel雲端版。

NUT介紹

NUT可以單機使用，也可以透過網路讓多台電腦共享UPS資訊。先讓一台樹莓派（或是其他電腦）透過USB等方式連上UPS成為NUT Server，然後就可以透過NUT Driver讀取UPS資訊，在偵測到停電而且UPS電量不足的情況下讓電腦自動關機。而其他沒有透過USB連接UPS的電腦（稱為NUT Client）也能透過NUT Server得知UPS現在快沒電了，在UPS斷電前一起安全的關機。

NUT元件

名稱說明
nut-driver與UPS溝通的驅動程式。
nut-serverNUT伺服器元件，nut-server透過nut-driver獲得資訊後傳遞給Client端。
nut-client (nut-monitor)負責連上nut-server獲取UPS資訊，然後控制本機關機等操作。

以我的範例中nut-server和nut-client要安裝在樹莓派上面，讓樹莓派可以讀取UPS資訊，並且提供API給nut-client使用。

而樹莓派和其他需要UPS資訊的電腦要安裝nut-client，即可從nut-server上獲取UPS資訊，在必要時關閉自己的電源，也可以遠端操控UPS進行放電測試、蜂鳴器開關等設定。

NUT常用程式與指令

名稱說明
upsdNUT Server的Deamon。
upsdrvctlNUT Server上的UPS驅動程式。
upsc簡易版的UPS Client，可以快速連上本地或網路上的NUT Server觀看UPS狀態。
upsmon監看UPS與關機控制的程式。
upscmd對UPS下達指令，例如開始電池測試、關閉蜂鳴器（嗶嗶聲）等。
upslog查看UPS狀態紀錄。

硬體連接

大部分UPS後面會有USB接孔，利用這個孔接上樹莓派。以我這邊為例UPS是USB-B的孔，所以要買一條USB-B接USB-A的線。接上後我們可以在樹莓派上輸入lsusb檢查樹莓派跟UPS是否有順利連上，連上的話會看到類似以下訊息。

klab.tw:~ $ lsusb
Bus 001 Device 004: ID 0700:0501 Cyber Power System, Inc. CP1500 AVR UPS

安裝NUT

我的樹莓派使用的是Raspbian，使用Debian、Unbuntu等發行版都可以通過以下指令安裝。安裝nut後會一併安裝nut-server跟nut-client等程式。

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y nut

Red Hat、CentOS之類的話換成yum指令應該就可以，但自從CentOS被放棄之後我就離開rpm跑去dpkg了，手上沒機器幫忙測試。

sudo yum install nut

設定NUT

設定檔案介紹

NUT相關的設定檔案放在 /etc/nut 資料夾底下，以下是各個設定檔案的簡介。

  • nut.conf：NUT運作模式等基本設定
  • ups.conf：NUT的UPS Driver要連線的UPS的設定
  • upsd.conf：NUT的UPS Daemon的設定
  • upsd.users：nut-server使用者的帳密（跟Linux帳密無關）
  • upsmon.conf：nut-monitor的設定
  • upssched.conf：NUT排程設定

UPS連線設定

輸入sudo nano /etc/nut/ups.conf。

maxretry = 3
[ups1]
	driver = usbhid-ups
	port = auto
	desc = "Cyber Power System, Inc. CP1500 AVR UPS"

要注意maxretry = 3這行是原本預設就有的，新增加的設定一定要寫在這行之下，不然讀取設定時會出錯。[ups1] 是UPS名稱，可以依照需求取別的名稱，例如 [cyberpower1] 之類的。driver是連接的驅動程式，通常USB的UPS就寫上usbhid-ups就好，可以參考官方文件。port的部分輸入auto即可。desc跟設定沒關係，不寫也可以。

設定完ups.conf要啟動UPS Driver，輸入sudo upsdrvctl start。已經啟動過的話要先使用sudo upsdrvctl stop關閉後再重新啟動。

NUT模式設定

輸入sudo nano /etc/nut/nut.conf。

開啟NUT設定檔找到MODE那行註解或刪除掉原本的 MODE=none，改成 MODE=netserver。其他MODE還有單機模式的 standalone、不連接UPS只跟Server溝通的 netclient。

# MODE=none
MODE=netserver

設定完成要重新啟動nut-server，輸入sudo systemctl restart nut-server，也可以等以下的設定都做完後再重啟即可。

NUT網路設定

這個是作為NUT Server時才需要設定的，這邊指定NUT Server要監聽哪一個本機IP。

輸入sudo nano /etc/nut/upsd.conf。

LISTEN 0.0.0.0 3493

輸入0.0.0.0代表監聽本機所有的IP，如果只想讓localhost使用，可以輸入127.0.0.1。後面的3493是要使用的TCP Port，預設的port就是3493，因此可以省略這個設定。

設定完成要重新啟動nut-server，輸入sudo systemctl restart nut-server，也可以等以下的設定都做完後再重啟即可。

NUT帳號設定

這邊跟上一個設定一樣，是作為NUT Server時才需要設定的。

輸入sudo nano /etc/nut/upsd.users。

[admin]
        password = password
        actions = SET
        instcmds = ALL

[upsmon]
        password = password
        upsmon master

第一個admin帳號是給我們使用upscmd指令控制UPS的時候會使用到的帳號，各位可以不用取名為admin換成其他的，密碼也要記得換掉。第二個upsmon帳號是給nut-monitor使用的帳號。第二個帳號設定除了master之外還可以設定為slave，差別是電源不足的時候slave會先關機，master之後才關機。有些新版本的NUT可能會改叫做primary、secondary，理由應該跟Git的主要支線從master改成main一樣。

設定完成要重新啟動nut-server，輸入sudo systemctl restart nut-server。

附註：最後一行的upsmon master是官方給的設定範例，兩個字詞中間沒有加上等號。我實測有加沒加上等號都可以，但我還是保留原樣了。

基本應用

顯示UPS資訊

到此步驟之後就可以從Linux上看到UPS的資訊，我們輸入upsc ups1或是upsc ups1@localhost就會顯示UPS的各種資訊，要注意ups1是我給UPS取的名稱，如果有自己取別的名稱的話就要自行更換。如果你的NUT Server不在本機，例如在192.168.0.100上面的ups2，指令就會變成upsc ups2@192.168.0.100。

以下提供upsc輸出的資訊的說明，不同UPS可以輸出的資訊多寡可能會不一樣。

名稱說明數值範例
battery.charge目前電池電量（百分比）100
battery.charge.warning電池低電量警告閾值（百分比）20
battery.charge.low電池低電量保護閾值（百分比）10
battery.runtime預估電池剩餘供電時間（秒）1000
battery.type電池類型PbAcid
battery.voltage電池電壓24.0
battery.voltage.nominal標準電壓值24
device.type設備類型（NUT可以檢測UPS以外的一些電源設備）ups
driver.name驅動名稱usbhid-ups
driver.parameter.port與UPS的通訊埠auto
driver.version驅動版本2.7.4
input.frequency輸入的交流電頻率60
input.voltage輸入到UPS的電壓（伏特）115.0
input.frequency輸入到UPS的交流電頻率（我的UPS沒顯示，沒辦法提供數值範例）
input.transfer.high電壓上限，超過時會啟動穩壓保護136
input.transfer.low電壓下限，低於時會啟動穩壓保護88
output.voltage目前輸出給用電設備的電壓115.0
ups.mfrUPS製造商名稱CPS
ups.modelUPS型號名稱CP1500PFCLCD
ups.vendoridUPS制造商ID0764
ups.productidUPS型號ID0501
ups.loadUPS負載百分比10
ups.temperatureUPS溫度（我的UPS沒顯示，沒辦法提供數值範例）
ups.statusUPS狀態，常見有OL（正常）、OB（使用電池）、OB（低電量）、RB（電池測試）、CHRG（電池充電）OL
ups.beeper.statusUPS蜂鳴器是否啟動（停電時等狀況會一直叫）enabled
ups.test.resultUPS自我測試結果：No test initiated、In progress、
Aborted、Done and passed…等		Done and passed

控制UPS

我們可以透過upscmd指令來對UPS下達指令，下達指令的時候會用上之前「upsd.users」檔案內設定的admin帳號與密碼。我們可以先使用-l參數來確認UPS可以使用哪些指令。

upscmd -u admin -p password -l ups1@localhost

跟upsc指令一樣，本機的時候可以省略@localhost，也可以控制網路上其他NUT Server。指令的參數可以不輸入-u，也可以不輸入-p，或是都不輸入，upscmd會再主動詢問我們。要注意如果你的NUT Server跟你下達指令的本機不是同一台，那麼你要輸入的帳號密碼是寫在NUT Server上面的「upsd.users」的帳密。

以我的UPS為例下完可以看到以下說明。

Instant commands supported on UPS [ups1]:

beeper.disable - Disable the UPS beeper
beeper.enable - Enable the UPS beeper
beeper.mute - Temporarily mute the UPS beeper
beeper.off - Obsolete (use beeper.disable or beeper.mute)
beeper.on - Obsolete (use beeper.enable)
load.off - Turn off the load immediately
load.off.delay - Turn off the load with a delay (seconds)
load.on - Turn on the load immediately
load.on.delay - Turn on the load with a delay (seconds)
shutdown.return - Turn off the load and return when power is back
shutdown.stayoff - Turn off the load and remain off
shutdown.stop - Stop a shutdown in progress
test.battery.start.deep - Start a deep battery test
test.battery.start.quick - Start a quick battery test
test.battery.stop - Stop the battery test

假如我希望UPS在電池模式下不要一直嗶嗶叫，就可以輸入以下指令來關閉蜂鳴器。

upscmd -u admin -p password ups1@localhost beeper.disable

這時候再輸入upsc ups1 ups.beeper.status就會看到蜂鳴器關閉了。

又或者我們希望讓UPS進行放電測試，可以輸入以下指令。

upscmd -u admin -p password ups1@localhost test.battery.start.quick

放電測試完畢會自己結束，如果要強行停止測試可以下達停止指令。如果電池很舊了，負載又偏高，很可能一進行測試UPS就跳電了。

輸出UPS Log

使用upslog可以持續輸出紀錄到檔案裡，或者到標準串流中。

upslog -s ups1 -i 5 -l -

其中-s ups1是指定我們的UPS名稱，一樣可以使用小老鼠@符號指定網路上的主機。-i 5是每五秒更新一次，可以省略這個參數，預設是30秒。-l -是輸出到STDOUT，也就是將資訊每五秒輸出到螢幕上一次。因為upslog會持續輸出訊息到螢幕上，如果要停止可以按下鍵盤的Ctrl + C來終止。

預設輸出的格式是年月日、時分秒、電池電量、外部輸入電壓、UPS負載、供電狀態、UPS溫度、外部輸入交流電頻率。因為我的UPS沒有溫度與交流電頻率的資訊，因此最後兩個項目都顯示NA。

結論

本篇教學就先到這邊，主要講解NUT Server的設定、簡易的Client端應用。但NUT還有很多好玩的功能，例如讓樹莓派透過NUT Monitor時時監控UPS狀況、讓其他電腦主機連上NUT Server得知UPS狀態、詳細的自動關機條件設定、改用Synology NAS作為NUT Server等。之後會再寫一篇進階應用的教學。

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