嘗試輕量系統(tǒng)上的軟總線應(yīng)用

項(xiàng)目概述

可能有些同學(xué)已經(jīng)接觸過了標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)上的軟總線應(yīng)用開發(fā)，但是你玩過輕量系統(tǒng)上的軟總線應(yīng)用嗎？現(xiàn)在它來了。我們利用OpenAtom OpenHarmony 3.1 Release(以下簡稱“OpenHarmony”)版本的輕量系統(tǒng)軟總線能力，將智能燃?xì)?a target="_blank">檢測設(shè)備和智能窗戶通風(fēng)設(shè)備組成一個(gè)輕量級(jí)分布式網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的相互控制。 原理圖如下：

以下是實(shí)際操作效果： 當(dāng)家中的燃?xì)飧婢瘯r(shí)，無需任何操作，直接控制窗戶通風(fēng)系統(tǒng)中的電機(jī)工作。

開發(fā)說明

從上面的視頻中可以看到，相關(guān)案例設(shè)備的應(yīng)用界面都可以分成外設(shè)交互頁面和軟總線操作頁面兩大塊。在下面的系統(tǒng)框圖中可以看到相關(guān)頁面和其依賴的相關(guān)輕量系統(tǒng)能力。例如外設(shè)交互界面通過自定義JSI接口與設(shè)備硬件打交道，軟總線操作界面則通過輕量系統(tǒng)的設(shè)備管理能力、軟總線能力來實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的發(fā)現(xiàn)、認(rèn)證、傳輸?shù)溶浛偩€操作。

在下面的內(nèi)容中我們將以智能燃?xì)飧婢髟O(shè)備為例，將相關(guān)開發(fā)過程分成JS應(yīng)用端開發(fā)、自定義JSI實(shí)現(xiàn)、開發(fā)板端代碼三部分來說明：

JS應(yīng)用開發(fā)

燃?xì)飧婢鱆S應(yīng)用是基于3.1 release版本，并結(jié)合方舟開發(fā)框架（ArkUI）、分布式組網(wǎng)等特性，使用JS語言開發(fā)的一款分布式安全廚房應(yīng)用。為了體現(xiàn)了 OpenHarmony輕量級(jí)分布式特性，不僅需要考慮頁面該如何設(shè)計(jì)、應(yīng)用怎樣同外設(shè)交互，還需要考慮兩個(gè)輕量級(jí)設(shè)備間如何進(jìn)行設(shè)備認(rèn)證，設(shè)備間如何進(jìn)行通訊等問題。

所以在相關(guān)應(yīng)用中設(shè)計(jì)了操作頁面，報(bào)警頁面以及設(shè)備認(rèn)證頁面。其中首頁是設(shè)置燃?xì)鉂舛乳撝担约帮@示當(dāng)前燃?xì)鉂舛?；?bào)警頁面是當(dāng)首頁檢測到當(dāng)前燃?xì)鉂舛冗_(dá)到或高于我們設(shè)置的閾值時(shí)，會(huì)從首頁跳轉(zhuǎn)到報(bào)警界面；設(shè)備認(rèn)證頁面則是對(duì)兩臺(tái)設(shè)備進(jìn)行分布式組網(wǎng)。

代碼結(jié)構(gòu)如下圖：

外設(shè)交互頁面開發(fā)

相關(guān)界面如上圖所示，我們將首頁頁面分成三個(gè)部分：頂部標(biāo)簽、燃?xì)鉂舛蕊@示、設(shè)置告警閾值。接下來是具體的解析內(nèi)容：

1）頂部標(biāo)簽解析

頂部標(biāo)簽中除了相關(guān)文本界面，主要是頂部兩個(gè)按鈕，分別用來顯示當(dāng)前Wi-Fi連接狀態(tài)以及跳轉(zhuǎn)到設(shè)備認(rèn)證頁面。

GetKey() { com.get({ // 獲取wifi狀態(tài) key: 'storage_key', success: (data)=> { let res = JSON.parse(data) if (res.wifi) { if(res.wifi == 'connected') { this.isWifi = true; } else { this.isWifi = false; } } ..... }, }); }, changePage(operation) { router.replace({ uri:"pages/dm/dm" // 跳轉(zhuǎn)到設(shè)備認(rèn)證頁面 });}

2）燃?xì)鉂舛蕊@示

主要是獲取當(dāng)前燃?xì)鉂舛?，并?shí)時(shí)刷新到相關(guān)界面上。

onInit() { setTimeout(()=>{ setInterval(()=>this.GetKey(),500) // 每500ms 獲取一次 },3000); }, GetKey() { com.get({ key: 'storage_key', success: (data)=> { let res = JSON.parse(data) if (res.CurrentGasCONC) { this.currentValue = res.CurrentGasCONC; this.progressPercent = ((this.currentValue ) /300) * 100 if(this.currentValue >this.PresetValue && !this.isChange){ this.isChange = true; router.replace({ uri:"pages/warn/warn" // 燃?xì)鈹?shù)值超標(biāo)后自動(dòng)跳轉(zhuǎn)告警頁面 }); } } }, ...... });},

3）設(shè)置報(bào)警閾值

首頁界面中對(duì)于報(bào)警閾值的處理，主要包含減小預(yù)設(shè)閾值和增大預(yù)設(shè)閾值，都是通過調(diào)用相關(guān)SetKey操作完成的。

reduceProgress(){ //減小預(yù)設(shè)閾值 if (this.PresetValue <= 0) { this.PresetValue = 0 }else{ this.PresetValue = parseInt(this.PresetValue) - 20 } this.isChange = false; this.setProgress = ((this.PresetValue ) /300) * 100 this.SetKey( 'GasThreshold', this.PresetValue ); }, addProgress(){ //增大預(yù)設(shè)閾值 if (this.PresetValue >= 300) { this.PresetValue = 300 }else{ this.PresetValue = parseInt(this.PresetValue) + 20 } this.isChange = false; this.setProgress = ((this.PresetValue ) /300) * 100 this.SetKey( 'GasThreshold', this.PresetValue ); }, SetKey(key1, value1) { com.set({ key: key1 + '', value: value1 + '', // success or failed 狀態(tài)打印 });},設(shè)備認(rèn)證頁面開發(fā)

相關(guān)界面如上圖所示，我們將設(shè)備認(rèn)證步驟分成四個(gè)步驟：發(fā)現(xiàn)設(shè)備、發(fā)起認(rèn)證、允許認(rèn)證、輸入PIN碼。接下來是具體的解析內(nèi)容：

1）發(fā)現(xiàn)設(shè)備解析

設(shè)備認(rèn)證因設(shè)備狀態(tài)不同顯示對(duì)應(yīng)的UI，上圖顯示的UI對(duì)應(yīng)設(shè)備狀態(tài)”status = start“。

startDevice(){ this.subscribeId = Math.floor(Math.random() * 10000 + 1000) var info = { "subscribeId": this.subscribeId, // 特定隨機(jī)的 "mode": 0xAA, // 設(shè)置主動(dòng)發(fā)現(xiàn)模式，除此之外還有被動(dòng)模式DISCOVER_MODE_PASSIVE "medium": 0, // 自動(dòng)選擇發(fā)現(xiàn)介質(zhì)，目前用的是coap "freq": 2, // 發(fā)送發(fā)現(xiàn)消息的頻率，目前用的是HIGH 還有LOW/MID/SUPER_HIGH "isSameAccount": false, // 取消同一賬號(hào)下才能發(fā)現(xiàn)的限制 "isWakeRemote": false, // 目前輕量系統(tǒng)沒有睡眠模式，所以不用睡眠喚醒功能 "capability": 0 // 目前使用DDMP devicemanager.startDeviceDiscovery(info); // 開始設(shè)備發(fā)現(xiàn)},2）發(fā)起認(rèn)證解析

AuthenticateDevice(){ // 發(fā)起認(rèn)證 let extraInfo = { targetPkgName: 'test', appName: "Newname", appDescription: "testAPP", business: '0', displayOwner: 0 }; let AuthParam = { authType: 1, // 以PIN 碼方式進(jìn)行認(rèn)證校驗(yàn) appIcon:null, appThumbnail:null, extraInfo: extraInfo }; let _this = this; devicemanager.authenticateDevice(this.statusInfo, AuthParam, { // 省略了相關(guān)success 和fail 回調(diào)處理，完整代碼見參考鏈接}，

3）允許認(rèn)證解析

當(dāng)設(shè)備狀態(tài)”status = join-pin“，允許相關(guān)認(rèn)證動(dòng)作并且顯示相關(guān)PIN碼。

joinAuthOk() { this.joinPin() //切換顯示PIN碼界面 this.initStatue() //獲取PIN碼并顯示 devicemanager.setUserOperation(0) }, initStatue() { this.log('initStatue') const data = devicemanager.getAuthenticationParam() // 參數(shù)值轉(zhuǎn)換為 JSON 字符串寫入data this.log('getAuthenticationParam:' + JSON.stringify(data)) // Authentication type, 1 for pin code. // ode ==1,pin碼 if (data && data.authType == 1) { // 完整代碼見參考鏈接 }},

4）輸入PIN碼解析

當(dāng)設(shè)備狀態(tài)"status = main-pin"，進(jìn)到相關(guān)PIN碼輸入、校驗(yàn)界面。

mainInputPin(s) { // 輸入六位數(shù)字 if (this.pinNumb == 6) return if (this.pinNumb < 6) { this.pin[this.pinNumb] = s ++this.pinNumb } if (this.pinNumb == 6) { console.log("verifyAuthInfo ok") this.verifyAuthInfo(this.pin.join('')) // PIN碼校驗(yàn) }????},?

自定義JSI原理和實(shí)現(xiàn)

JSI是OpenHarmony輕量和小型系統(tǒng)的一種JS API實(shí)現(xiàn)機(jī)制，適合封裝IO、CPU密集型、OS底層等能力給到JS應(yīng)用調(diào)用，通過JSI可以實(shí)現(xiàn)JS與C/C++代碼互相訪問。與OpenHarmony 輕量級(jí)系統(tǒng)中涉及到的 audio、device、sensor 等需要與硬件打交道的JSI 模塊類似，CommunicationKit 和DeviceManager模塊同樣首先要加入到相關(guān)的配置文件中。ace_lite_engine 通過JSI::SetModuleAPI將JS應(yīng)用中使用的關(guān)鍵字映射成C++函數(shù)。具體操作如下：

foundation/ace/ace_engine_lite/frameworks/module_manager/ohos_module_config.h中的OHOS_MODULES新增如下字段：

{"CommunicationKit", InitNativeApiCommunicationKit},{"devicemanager",InitDeviceManagerModule},

加載自定義模塊

如上所示，在JS應(yīng)用外設(shè)控制界面中數(shù)據(jù)讀取和命令下發(fā)時(shí)，引入了CommunicationKit模塊，現(xiàn)在我們就看一下相關(guān)具體內(nèi)容：

InitNativeApiCommunicationKit函數(shù)相關(guān)內(nèi)容如下：

vendor/team_x/common/communicationkit/native_utils/src/nativeapi_communication_kit.cppvoid InitNativeApiCommunicationKit(JSIValue exports) { JSI::SetModuleAPI(exports, "get", NativeapiCommunicationKit::Get); // 與JS應(yīng)用中的關(guān)鍵字一致 JSI::SetModuleAPI(exports, "set", NativeapiCommunicationKit::Set);} 相關(guān)C++實(shí)現(xiàn)NativeapiCommunicationKit::Get 和Set 的方式類似，我們參考輕量系統(tǒng)源碼中其他模塊的實(shí)現(xiàn)，使用ExecuteAsyncWork函數(shù)。根據(jù)給定的參數(shù)創(chuàng)建一個(gè)異步工作，并將其分派給主應(yīng)用程序任務(wù)處理程序。其獲取燃?xì)鉂舛冗壿嬙贓xecuteGet實(shí)現(xiàn)，設(shè)置輕量系統(tǒng)燃?xì)飧婢撝涤蒃xecuteSet實(shí)現(xiàn)。函數(shù)args參數(shù)用來接收J(rèn)S端傳過來的參數(shù)(JSIValue數(shù)組)，argsNum表示該數(shù)組長度。

ExecuteAsyncWork(thisVal, args, argsNum, ExecuteGet, false);ExecuteAsyncWork(thisVal,args,argsNum,ExecuteSet,false);

加載設(shè)備管理模塊

與自定義模塊類似，JS應(yīng)用使用軟總線接口時(shí)，需要在應(yīng)用執(zhí)行前加載設(shè)備管理模塊。設(shè)備管理模塊也是OpenHarmony系統(tǒng)中的重要組成部分，我們在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中是通過NAPI的方式來加載相關(guān)模塊，而在我們輕量系統(tǒng)中，設(shè)備管理模塊是通過JSI的方式來加載的。首先看到InitDeviceManagerModule函數(shù)相關(guān)內(nèi)容如下：

foundation/distributedhardware/devicemanager/interfaces/kits/js_mini/src/native_devicemanager_js.cppvoid InitDeviceManagerModule(JSIValue exports) { JSI::SetModuleAPI(exports, "createDeviceManager", DeviceManagerModule::CreateDeviceManager); ...... JSI::SetModuleAPI(exports, "startDeviceDiscovery", DeviceManagerModule::StartDeviceDiscoverSync); JSI::SetModuleAPI(exports, "stopDeviceDiscovery", DeviceManagerModule::StopDeviceDiscoverSync); JSI::SetModuleAPI(exports, "authenticateDevice", DeviceManagerModule::AuthenticateDevice); JSI::SetModuleAPI(exports, "verifyAuthInfo", DeviceManagerModule::VerifyAuthInfo); JSI::SetModuleAPI(exports, "setUserOperation", DeviceManagerModule::SetUserOperationSync); JSI::SetModuleAPI(exports, "getAuthenticationParam", DeviceManagerModule::GetAuthenticationParamSync); ......}

開發(fā)板端代碼開發(fā)說明

如下圖所示，我們從輕量系統(tǒng)軟總線設(shè)備的系統(tǒng)啟動(dòng)流程出發(fā)，來分析軟總線應(yīng)用執(zhí)行的相關(guān)要點(diǎn)。第一步：首先初始化軟總線server；第二步：注冊與軟總線相關(guān)的服務(wù)，例如PRC、設(shè)備管理DeviceManager服務(wù)；第三步：JS engine加載DeviceManager接口聲明；第四步：具體的RPC通信操作流程。

初始化軟總線服務(wù)

輕量系統(tǒng)設(shè)備啟動(dòng)的啟動(dòng)過程中，會(huì)注冊相關(guān)初始化軟總線服務(wù)線程。該線程中的主要內(nèi)容就是調(diào)用InitSoftBusServer函數(shù)。該函數(shù)會(huì)初始化與軟總線相關(guān)的配置、發(fā)現(xiàn)、認(rèn)證等相關(guān)操作。

軟總線相關(guān)服務(wù)注冊

服務(wù)是OpenHarmony系統(tǒng)中的一個(gè)重要概念，不同的功能模塊，不同線程/進(jìn)程之間的調(diào)用接口，都統(tǒng)一抽象成了服務(wù)。利用服務(wù)機(jī)制，操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)框架等提供的能力都能被包裝成服務(wù)提供給到應(yīng)用調(diào)用。下面給大家具體介紹軟總線相關(guān)的服務(wù)注冊細(xì)節(jié)和要點(diǎn)。

SAMGR：作為中介者，管理Provider提供的能力，同時(shí)幫助Consumer發(fā)現(xiàn)Provider的能力。

Provider：服務(wù)的提供者，為系統(tǒng)提供能力（對(duì)外接口）。

PRC服務(wù)注冊

RPC：(Remote Procedure Call)用于跨設(shè)備跨進(jìn)程間的通信，在輕量系統(tǒng)軟總線應(yīng)用中，我們利用RPC能力實(shí)現(xiàn)了安全廚房項(xiàng)目中兩個(gè)設(shè)備的關(guān)聯(lián)控制，RPC服務(wù)注冊的具體內(nèi)容如下：

1.創(chuàng)建相關(guān)的靜態(tài)服務(wù)對(duì)象；

static MiniService g_miniService = { .GetName = GetName, // 相關(guān)服務(wù)名為mini_sa_rpc .Initialize = Initialize, .MessageHandle = MessageHandle, .GetTaskConfig = GetTaskConfig, SERVER_IPROXY_IMPL_BEGIN, .Invoke = FeatureInvoke, // 對(duì)外提供Invoke方法，供RPC相關(guān)client端程序調(diào)用 IPROXY_END,}; 2.注冊相關(guān)的服務(wù)和缺省對(duì)象；

SAMGR_GetInstance()->RegisterService((Service *)&g_miniService); SAMGR_GetInstance()->RegisterDefaultFeatureApi(MINI_SERVICE,GET_IUNKNOWN(g_miniService));

設(shè)備管理服務(wù)注冊

如果沒注冊設(shè)備管理服務(wù)，那么相關(guān)軟總線能力也就無從談起。在輕量系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，執(zhí)行相關(guān)設(shè)備管理服務(wù)初始化動(dòng)作，具體內(nèi)容如下：

1)創(chuàng)建相關(guān)的靜態(tài)服務(wù)對(duì)象；

static DeviceManagerSamgrService service = { .GetName = GetName, // 相關(guān)服務(wù)名為dev_mgr_svc .Initialize = Initialize, .MessageHandle = MessageHandle, .GetTaskConfig = GetTaskConfig,}; 2)注冊相關(guān)的服務(wù)和缺省對(duì)象；

SAMGR_GetInstance()->RegisterService((Service *)&service)) ；SAMGR_GetInstance()->RegisterDefaultFeatureApi(DEVICE_MANAGER_SERVICE_NAME, GET_IUNKNOWN(service))； 3)執(zhí)行相關(guān)初始化動(dòng)作。DeviceManager服務(wù)的初始化函數(shù)將完成相關(guān)狀態(tài)回調(diào)注冊和傳輸通道初始化，然后執(zhí)行相關(guān)Publish動(dòng)作，做好接收發(fā)現(xiàn)消息的準(zhǔn)備。

設(shè)備間RPC通信

在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)中，我們可以通過分布式數(shù)據(jù)庫和啟動(dòng)遠(yuǎn)程Ability的方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的通信，而在輕量系統(tǒng)中則通過RPC的方法來實(shí)現(xiàn)。在前面的內(nèi)容中我們講了服務(wù)的概念，下面是拓展的相關(guān)原理圖：

Consumer：服務(wù)的消費(fèi)者，調(diào)用服務(wù)提供的功能（對(duì)外接口）。

在完成軟總線組網(wǎng)后，如果檢測到燃?xì)舛葦?shù)超標(biāo)后，按如下步驟即可實(shí)現(xiàn)對(duì)智能通風(fēng)設(shè)備的控制：

1.獲取軟總線網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)節(jié)點(diǎn)信息；

GetAllNodeDeviceInfo("com.ohos.devicemanagerui", &nodeInfo, &infoNum); 2.獲取遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)發(fā)布的mini_sa_rpc服務(wù)中對(duì)應(yīng)的IUnknown方法；

IUnknown *miniDefApi = SAMGR_GetInstance()->GetRemoteDefaultFeatureApi(nodeInfo[0]->networkId, "mini_sa_rpc"); 3.查詢服務(wù)所發(fā)布的相關(guān)能力，獲取指向具體API接口的指針miniInterface；

miniDefApi->QueryInterface(miniDefApi, 0, (void **) &miniInterface); 4.調(diào)用相關(guān)mini_sa_rpc對(duì)外提供的Invoke能力；

miniInterface->Invoke(miniInterface, 1, &reply, NULL, NULL);

操作體驗(yàn)

1. 提前準(zhǔn)備好安全廚房場景中的智能窗戶通風(fēng)設(shè)備和智能燃?xì)飧婢O(shè)備，并完成相關(guān)的編譯和應(yīng)用安裝動(dòng)作；

2. 提前準(zhǔn)備好正常工作的無線路由設(shè)備（請保證預(yù)設(shè)熱點(diǎn)名稱：test_wifi 密碼：12345678；是否能連接互聯(lián)網(wǎng)均可）

3. 將燃?xì)鈾z測設(shè)備和窗戶通風(fēng)設(shè)備上電，確認(rèn)兩個(gè)設(shè)備應(yīng)用啟動(dòng)正常和操作正常；

4. 按如下步驟將通風(fēng)設(shè)備、燃?xì)鈾z測設(shè)備組成一個(gè)軟總線網(wǎng)絡(luò)：

● 分別點(diǎn)擊兩個(gè)設(shè)備應(yīng)用界面右上角的軟總線配置圖標(biāo)，進(jìn)入軟總線配置界面；

● 點(diǎn)擊智能燃?xì)鈾z測設(shè)備應(yīng)用發(fā)現(xiàn)圖標(biāo)，間隔3S后點(diǎn)擊發(fā)起認(rèn)證圖標(biāo)；

● 點(diǎn)擊智能通風(fēng)設(shè)備軟總線配置界面下的允許認(rèn)證圖標(biāo)，正常情況下會(huì)顯示一個(gè)6位數(shù)的PIN碼；

● 點(diǎn)擊智能燃?xì)鈾z測設(shè)備應(yīng)用輸入PIN碼按鈕，進(jìn)入數(shù)字鍵盤輸入PIN碼；

● 分別點(diǎn)擊兩個(gè)應(yīng)用軟總線配置圖標(biāo)左上角的返回按鍵，進(jìn)入設(shè)備控制界面。

5. 設(shè)置燃?xì)鈾z測設(shè)備的閾值低于實(shí)際讀取的燃?xì)鈹?shù)值，燃?xì)鈾z測應(yīng)用進(jìn)入警報(bào)界面的同時(shí)會(huì)控制電機(jī)工作，自動(dòng)通風(fēng)換氣，保證家居的安全。待到實(shí)際燃?xì)鈹?shù)值低于設(shè)置的閾值時(shí)，則關(guān)閉電機(jī)。

參考鏈接

本項(xiàng)目中涉及到的參考資料和相關(guān)文檔路徑如下：

歐智通BES2600WM開發(fā)板快速上手學(xué)習(xí)路徑：

https://growing.openharmony.cn/mainPlay/learnPathMaps?id=17

輕量系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)軟總線視頻課程：

https://www.bilibili.com/video/BV1BS4y1A7ry/?vd_source=fa133082ba4f0aaa5d2dae4f0a981ab3

設(shè)備管理模塊文檔：

https://gitee.com/openharmony/device_manager/blob/master/README_zh.md

智能燃?xì)鈾z測系統(tǒng)樣例：

https://growing.openharmony.cn/mainPlay/detail?sampleId=3935

智能窗戶通風(fēng)系統(tǒng)樣例：

https://growing.openharmony.cn/mainPlay/detail?sampleId=3936

總結(jié)

從本文中可以看到與標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)一樣應(yīng)用都是調(diào)用設(shè)備管理模塊提供的相關(guān)接口來實(shí)現(xiàn)的軟總線發(fā)現(xiàn)、認(rèn)證等功能，但是不同的地方在于標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)使用了預(yù)制的DeviceManager_UI.hap來顯示PIN碼、輸入PIN碼。而輕量系統(tǒng)軟總線應(yīng)用中，相關(guān)PIN碼顯示、PIN碼輸入需要自己調(diào)用相關(guān)接口。

與標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)軟總線應(yīng)用相比，目前輕量系統(tǒng)軟總線應(yīng)用只實(shí)現(xiàn)了輕量系統(tǒng)設(shè)備之前數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)功能，輕量系統(tǒng)分布式拉起、分布式數(shù)據(jù)庫等功能待后續(xù)更新迭代。下一步還將研究如何利用軟總線來連接輕量系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，敬請大家期待。

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審核編輯：何安