如何在OpenHarmony開源代碼基礎上實現(xiàn)數(shù)字管家開發(fā)宿舍全屋智能

項目說明

基于OpenAtom OpenHarmony（以下簡稱“OpenHarmony”）、數(shù)字管家開發(fā)宿舍全屋智能，實現(xiàn)碰一碰開門、碰一碰開燈、碰一碰開風扇以及煙感檢測。因為各項目開發(fā)流程大體相似，本文主要以碰一碰開門為例介紹如何在現(xiàn)有OpenHarmony開源代碼的基礎上實現(xiàn)我們想要的功能。

需要提前準備的設備：搭載HarmonyOS系統(tǒng)的手機一臺，API 6+；搭載Hi3861模組的主板，不限于HiSpark、小熊派套件；7.4V電池、一個舵機、若干導線。最終的碰一碰開門、開燈、風扇效果如下：

智能臺燈與風扇（包括門鎖）、數(shù)字管家應用、云平臺三部分數(shù)據(jù)流如下圖所示。數(shù)字管家應用下發(fā)風速、亮度調(diào)節(jié)等設備控制指令到云平臺，云平臺發(fā)送到指定設備，同時風扇、臺燈等設備上報當前狀態(tài)到云平臺，云平臺再發(fā)送至數(shù)字管家應用，實現(xiàn)用戶可視化操作，實時控制智能設備。

開發(fā)流程

項目主要包含：①搭建設備端開發(fā)環(huán)境、②數(shù)字管家安裝、③配置NFC標簽、④實操驗證，共四個部分。開發(fā)過程中各關鍵環(huán)節(jié)如下圖，整體思路是準備軟硬件環(huán)境，編寫業(yè)務代碼，燒錄測試，若開發(fā)時遇到問題可參考該圖進行排查。

開發(fā)環(huán)境搭建主要分為設備端環(huán)境、數(shù)字管家兩部分。設備端使用DevEco Device Tools最新版本，在ubuntu平臺開發(fā)，在本項目中使用該工具編輯源碼、下載二進制文件；數(shù)字管家使用DevEco Studio Beta3.1及以上版本，在windows平臺開發(fā)。

搭建設備端開發(fā)環(huán)境

DevEco Device Tools搭建

第一步，在Ubuntu20.04系統(tǒng)搭建設備端開發(fā)環(huán)境，支持源碼編輯、編譯、下載一站式開發(fā)。在Ubuntu系統(tǒng)搭建DevEco Device Tools，詳細搭建流程參考開發(fā)環(huán)境準備（https://docs.openharmony.cn/pages/v3.1/zh-cn/device-dev/quick-start/quickstart-ide-lite-env-setup-win-ubuntu.md/）。

第二步，安裝編譯工具鏈，Hi3861V100開發(fā)板Ubuntu環(huán)境工具鏈下載鏈接gn、ninja、gcc_riscv32。

其余參考工具鏈管理。添加工具后如下圖：

Ubuntu環(huán)境編譯工具準備

// A.基礎依賴 sudo apt-get install -y build-essential gcc g++ make zlib* libffi-dev // -安裝 scons python3 -m pip install scons // -查看版本，3.0.4以上 scons -v // B.安裝python模塊 sudo pip3 install setuptools kconfiglib pycryptodome ecdsa six --upgrade --ignore-installed six// C.添加gcc_riscv32（WLAN模組類編譯工具鏈） 在安裝DevEco Device Tools時已經(jīng)下載 // -解壓到根目錄 tar -xvf gcc_riscv32-linux-7.3.0.tar.gz -C ~ // -添加環(huán)境變量 vim ~/.bashrc // -最后一行加入：export PATH=~/gcc_riscv32/bin：$PATH // -確認安裝是否正常，有返回版本號即可。riscv32-unknown-elf-gcc -v

設備端源碼下載

第一步，碼云工具安裝

cd ~curl https://gitee.com/oschina/repo/raw/fork_flow/repo-py3 》 /usr/local/bin/repochmod a+x /usr/local/bin/repopip3 install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple requests

第二步，獲取源碼。OpenHarmony 1.0.1版本

mkdir ~/OpenHarmony1.01cd ~/OpenHarmony1.01repo init -u git@gitee.com:openharmony/manifest.git -b OpenHarmony_1.0.1_release --no-repo-verifyrepo sync -crepo forall -c ‘git lfs pull’

獲取相關產(chǎn)品解決方案，并復制到源碼中，具體操作如下：

//下載產(chǎn)品解決方案到ubuntu，解壓在非中文路徑下即可。下載鏈接為：https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home //拷貝解決方案cp -rfa ~/knowledge_demo_smart_home/dev/device/bearpi ~/OpenHarmony1.01/device/ cp -rfa ~/knowledge_demo_smart_home/dev/team_x ~/OpenHarmony1.01/vendor/cp -rfa ~/knowledge_demo_smart_home/dev/third_party/iot_link ~/OpenHarmony1.01/third_party/

第三步（可選，若使用HiSpark套件需要修改）

//1.修改usr_config.mk 文件路徑：device/hisilicon/hispark_pegasus/sdk_liteos/build/config/usr_config.mk使能如下配置項CONFIG_I2C_SUPPORT=yCONFIG_PWM_SUPPORT=y//2.修改wifiservice 文件夾 路徑：device/hisilicon/hispark_pegasus/hi3861_adapter/hals/communication/wifi_lite/wifiservice/source/wifi_hotspot.cEnableHotspot函數(shù)中屏蔽如下字段139行 //if （SetHotspotIpConfig（） ！= WIFI_SUCCESS） {140行 // return ERROR_WIFI_UNKNOWN;141行 //}//3.DispatchConnectEvent函數(shù)下 屏蔽StaSetWifiNetConfig相關代碼行路徑：device/hisilicon/hispark_pegasus/hi3861_adapter/hals/communication/wifi_lite/wifiservice/source/wifi_device.c239行 //StaSetWifiNetConfig（HI_WIFI_EVT_CONNECTED）;260行 //StaSetWifiNetConfig（HI_WIFI_EVT_DISCONNECTED）;

第四步，安裝ohos-build工具

需要使用ohos-build 0.2.0 版本編譯。在OpenHarmony 1.0.1源碼根目錄下，執(zhí)行：

pip3 install build/lite// 添加環(huán)境變量vim ~/.bashrcexport PATH=~/.local/bin：$PATHsource ~/.bashrc// 然后執(zhí)行hb -h

返回一下信息說明正確安裝：

第五步，打開工程

打開Visual Studio Code下的DevEco Device Tools，導入1.0.1工程選擇對應的開發(fā)板即可。打開終端，cd到源碼路徑，執(zhí)行hb set，選擇smart_lamp，然后執(zhí)行hb build 編譯。

在～/openharmony1.01/out/bearpi_hm_nano/smart_lamp下生成Hi3861_wifiiot_app_allinone.bin說明一切操作正常。如果遇到uninstall clang、not found gn、ninja等問題，需要配置環(huán)境變量，還要檢測ohos-build是不是0.2.0版本。具體可以參考個人總結(jié)的如下措施：

第六步，燒錄二進制文件連接開發(fā)板到電腦USB，在DevEco Device Tools點擊配置工程，設置串口號，具體如下圖：

然后將第五步生成的Hi3861_wifiiot_app_allinone.bin拷貝到~/openharmony1.01/out/hispark_pegasus/wifiiot_hispark_pegasus下【因為工具默認下載該路徑下的bin文件】 點擊Project Task下的upload，按下板子上的復位即可燒錄。

設備端編譯

1.3節(jié)中只是把開源代碼布置到我們的筆記本中，要實現(xiàn)開門需要添加自己的業(yè)務代碼。例如門鎖需要使用到舵機，我在smart_lamp解決方案的基礎上進行修改。具體操作如下：

第一步，添加舵機控制

打開操作GPIO的vendor/team_x/smart_lamp/demo_smartlamp/E53_SC1/E53_SC1.c文件添加如下函數(shù)：

/* @brief Servo control * @param angle input value： 0-200 * */void My_servo（int angle）{ int j=0; int k=20000/200; //實際應該是20000/180 angle = k*angle; for （j=0;j《5;j++） { GpioSetOutputVal（servoID， 1）; hi_udelay（angle）; //angle ms GpioSetOutputVal（servoID， 0）; hi_udelay（20000-angle）;// }//20ms 控制舵機 }

第二步，添加初始化GPIO 10的語句

#define SERVO_1_GPIO 10int E53SC1_InitMainLed（void）{ IoTGpioInit（CN_MAIN_LED_GPIO）; IoTGpioSetFunc（CN_MAIN_LED_GPIO， CN_MAIN_LED_GPIO_FUNC）; IoTGpioSetDir（CN_MAIN_LED_GPIO， IOT_GPIO_DIR_OUT）; IoTPwmInit（CN_MAIN_LED_PWDOUT）; IoTGpioInit（SERVO_1_GPIO）; IoTGpioSetFunc（SERVO_1_GPIO， IOT_GPIO_FUNC_GPIO_10_GPIO）; IoTGpioSetDir（SERVO_1_GPIO， IOT_GPIO_DIR_OUT）; return 0;}

第三步，添加業(yè)務代碼

int E53SC1_SetMainLed（int status， int dutyCycle）{ int ret = 0; if （status == CN_BOARD_SWITCH_ON） { ret = IoTPwmStart（CN_MAIN_LED_PWDOUT， dutyCycle， CN_MAIN_LED_FRE）; My_servo（1000）; //開門 } else { ret = IoTPwmStop（CN_MAIN_LED_PWDOUT）; My_servo（10000）; //上鎖 } RaiseLog（LOG_LEVEL_INFO， “status=%d， dutyCycle=%d， ret = %d”， status， dutyCycle， ret）; return 0;}

第四步，編譯、下載

參考1.3節(jié)第五步、第六步，直接編譯即可無需再次導入工程。因為我使用的是ubuntu物理機器，為實現(xiàn)一站式開發(fā)特地安裝DevEco Device tools，OpenHarmony 2.0、3.0版本完全可以脫離hb工具編譯。燒錄完成后，按下板子復位鍵，手機可以發(fā)現(xiàn)模組發(fā)出的WIFI信號teamX-Lamp01。

數(shù)字管家安裝

DevEco Studio 安裝

第一步，DevEco Studio下載安裝，安裝完成后要配置Windows環(huán)境變量（參考：https://docs.openharmony.cn/pages/v3.1/zh-cn/application-dev/quick-start/start-overview.md/）。第二步，打開DevEco Studio設置下的SDK Manager，安裝SDK（API6）紅框中的都需要下載。值得注意的是第一步安裝Studio時會下載OpenHarmony SDK，第二步的SDK不一樣，不能在同一個路徑下，否則會被替換掉原有的。

數(shù)字管家APP源碼獲取

數(shù)字管家在windows平臺編譯安裝到手機上，下載鏈接為：https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home下載后解壓在非中文路徑下即可。

使用DevEco Studio打開數(shù)字管家，路徑如下：

數(shù)字管家APP安裝

第一步，點擊右上角個人頭像，登錄

第二步，進入AGC平臺AGC（AppGallery Connect） 地址：https://developer.huawei.com/consumer/cn/service/josp/agc/index.html#/

第三步，在AGC平臺創(chuàng)建項目，然后創(chuàng)建應用

得到如圖配置：

第四步，回到上一節(jié)DevEco Studio 打開的工程，修改三個地方，具體路徑如下：

。/entry/src/config.json

。/netconfig/src/main/config.json

。/netconfig/src/main/js/default/pages/index/index.js

第五步，自動簽名。

首先把自己的手機連接到電腦上，打開開發(fā)人員選項–》 開啟USB調(diào)試–》同意調(diào)試 然后打開DevEco Studio的file–Project Structure–Project–Signing Configs–automatically generate signing 如下圖：

第六步，編譯下載。

點開entry，進入debug configuration，在entry下勾選deploy multi haps packages，確認后退出。因為數(shù)字管家包含entry、netconfig兩個module，要同時安裝。

第七步，安裝數(shù)字管家APP 點擊運行，稍等片刻手機上即可出現(xiàn)數(shù)字管家APP，輸入手機號，登錄即可。

配置NFC標簽

申請product ID

將搭載HarmonyOS的手機，登錄你的華為賬號，并在華為應用市場中下載安裝應用調(diào)測助手打開選擇NFC，申請即可。

注冊服務

第一步，登陸華為開發(fā)者聯(lián)盟https://developer.huawei.com/consumer/cn/，點擊管理中心，創(chuàng)建原子化服務。

第二步，按照提示填寫即可，在標簽配置頁面，填寫在應用調(diào)測助手申請的Product ID 型號00。在FA配置頁面，一定要查看第2.3節(jié)第四步自己寫的包名，模塊名就是entry，添加設備就是com.example.distschedule.AddDeviceAbility：

第三步，創(chuàng)建測試，填寫華為賬號對應的手機號即可

寫入標簽

打開應用調(diào)測助手，選擇之前申請的ID，在自定義框填入如下數(shù)據(jù)：

1246128c7b60ad1ed0286680f19206Lamp01308123456784011512teamX-Lamp01

更多設備NFC標簽

實操驗證

門鎖

開門需要一個簡單的裝置，之前有設計，參考hi3861 web端開門。

電路簡單，將7.4v電源經(jīng)過降壓穩(wěn)壓后分別給模組、舵機供電。

手機連上wifi，打開NFC開關，碰一下標簽即可喚起原子化界面（不能使用校園網(wǎng)，會導致設備無法連接）測試效果如下圖：

小風扇

hb set時需要編譯smart_fan，同樣的下載源碼后，寫入NFC標簽

1246150601d88056b027dd2ca47205Fan01308123456784011511teamX-Fan01

手上的風扇的驅(qū)動電路如下圖，PWM控制風速：

臺燈

首先需要一個電磁繼電器、5V充電頭，可以同時為模組和臺燈供電（并聯(lián)）。在臺燈源碼中初始化GPIO 9為輸出，將繼電器的信號端與GPIO 9 相連即可。開燈時，接通繼電器的NC-COM端，斷開NO-COM。

結(jié)語

以上案例實質(zhì)上還是在使用現(xiàn)有的解決方案、數(shù)字管家的服務器實現(xiàn)，甚至連開門的操作UI都是臺燈的，雖然這個可以在數(shù)字管家修改圖標，但本質(zhì)還是沒有變化，本教程目的在于記錄數(shù)字管家碰一碰的開發(fā)入門，為后期再添加自己的解決方案、服務器作為參考。