HarmonyOS開發(fā)案例：【智能煤氣檢測】

智能煤氣檢測系統(tǒng)

樣例簡介

智能煤氣檢測系統(tǒng)通過實時監(jiān)測環(huán)境中煙霧濃度，當(dāng)一氧化碳濃度超標(biāo)時，及時向用戶發(fā)出警報。在連接網(wǎng)絡(luò)后，配合數(shù)字管家應(yīng)用，用戶可以遠(yuǎn)程配置智能煤氣檢測系統(tǒng)的報警閾值，遠(yuǎn)程接收智能煤氣檢測系統(tǒng)報警信息。實現(xiàn)對危險及時報警，及時處理，守護(hù)居家安全。

運行效果

樣例原理

如上圖所示，智能煤氣檢測系統(tǒng)整體方案框架可以分為：智能煤氣檢測系統(tǒng)設(shè)備、數(shù)字管家應(yīng)用、云平臺三部分。智能煤氣檢測系統(tǒng)設(shè)備端按照MQTT協(xié)議與華為IOT物聯(lián)網(wǎng)平臺進(jìn)行通信。當(dāng)智能煤氣系統(tǒng)監(jiān)測現(xiàn)場一氧化碳濃度發(fā)生變化時，設(shè)備端上報數(shù)據(jù)至云平臺最終同步到數(shù)字管家，當(dāng)一氧化碳濃度超過閾值時，則會進(jìn)行報警，并將報警信息也上報至云平臺最終同步到數(shù)字管家；當(dāng)用戶通過數(shù)字管家調(diào)整報警系統(tǒng)閾值時，命令數(shù)據(jù)先發(fā)送至云平臺，再由云平臺下發(fā)至設(shè)備側(cè)。

工程版本

• 系統(tǒng)版本/API版本：OpenHarmony 1.0.1 release
• hb版本：0.2.0
• 工具鏈版本：gcc_riscv32-linux-7.3.0

HarmonyOS與OpenHarmony開發(fā)籽料
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快速上手

準(zhǔn)備硬件環(huán)境

• 一氧化碳?xì)怏w傳感器（MQ7）
• 小熊派bearpi_hm_nano開發(fā)底板
• 預(yù)裝HarmonyOS手機(jī)一臺
  注：HarmonyOS是華為基于開源項目OpenHarmony開發(fā)的面向多種全場景智能設(shè)備的商用版本

小熊派nano 通用底板與一氧化碳?xì)怏w傳感器連接具體細(xì)節(jié)如下：

小熊派nano 通用底板 V3.3 Pin 接一氧化碳?xì)怏w傳感器 VCC Pin;

小熊派nano 通用底板 GND Pin 接一氧化碳?xì)怏w傳感器 GND Pin;

小熊派nano 通用底板 GPIO_13 Pin 接一氧化碳?xì)怏w傳感器 AO Pin;

準(zhǔn)備開發(fā)環(huán)境

鴻蒙開發(fā)文檔參考：[qr23.cn/AKFP8k]

安裝必備軟件

開發(fā)基礎(chǔ)環(huán)境由windows 工作臺和Linux 編譯服務(wù)器組成。windows 工作臺可以通過samba 服務(wù)或ssh 方式訪問Linux編譯服務(wù)器。其中windows 工作臺用來燒錄和代碼編輯，Linux編譯服務(wù)器用來編譯OpenHarmony代碼，為了簡化步驟，Linux編譯服務(wù)器推薦安裝Ubuntu20.04。

安裝和配置Python

• 打開Linux終端。
• 輸入如下命令，查看python版本號，需要使用python3.7以上版本。

python3 --version

• 安裝并升級Python包管理工具（pip3）。

sudo apt-get install python3-setuptools python3-pip -y
sudo pip3 install --upgrade pip

安裝hb

• 運行如下命令安裝hb

python3 -m pip install build/lite

• 設(shè)置環(huán)境變量

vim ~/.bashrc

將以下命令拷貝到.bashrc文件的最后一行，保存并退出。

export PATH=~/.local/bin:$PATH

執(zhí)行如下命令更新環(huán)境變量。

source ~/.bashrc

• 執(zhí)行"hb -h"，有打印以下信息即表示安裝成功.

usage: hb

OHOS build system

positional arguments:
  {build,set,env,clean}
    build               Build source code
    set                 OHOS build settings
    env                 Show OHOS build env
    clean               Clean output

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit

安裝交叉編譯環(huán)境

在Linux編譯服務(wù)器上搭建好基礎(chǔ)開發(fā)環(huán)境后，需要安裝OpenHarmony 編譯Hi3861 平臺特有的開發(fā)環(huán)境。

安裝編譯依賴基礎(chǔ)軟件

sudo apt-get install -y build-essential gcc g++ make zlib* libffi-dev

安裝Scons

• 打開Linux 終端。
• 運行如下命令，安裝Scons安裝包。

python3 -m pip install scons

• 運行如下命令，查看是否安裝成功。如果安裝成功，查詢結(jié)果下圖所示。

scons -v

下圖 Scons安裝成功界面，版本要求3.0.4以上

安裝python模塊

sudo pip3 install setuptools kconfiglib pycryptodome ecdsa six --upgrade --ignore-installed six

安裝gcc_riscv32交叉工具鏈

• 打開Linux終端。
• 下載gcc_riscv32鏡像。
• 交叉工具鏈加入系統(tǒng)環(huán)境 將壓縮包解壓到根目錄

tar -xvf gcc_riscv32-linux-7.3.0.tar.gz -C ~

設(shè)置環(huán)境變量。

vim ~/.bashrc

將以下命令拷貝到.bashrc文件的最后一行，保存并退出。

export PATH=~/gcc_riscv32/bin:$PATH

生效環(huán)境變量。

source ~/.bashrc

• 在命令行中輸入如下命令，如果能正確顯示編譯器版本號，表明編譯器安裝成功。

riscv32-unknown-elf-gcc -v

準(zhǔn)備工程

本用例采用repo的方式從碼云官倉下載系統(tǒng)系統(tǒng)源碼以及開發(fā)板適配代碼，使用git從gitee的sig倉庫拉取設(shè)備應(yīng)用代碼。

配置git

• 提前注冊準(zhǔn)備碼云gitee賬號。
• git工具下載安裝

sudo apt install git
sudo apt install git-lfs

• 生成/添加SSH密鑰：生成密鑰 使用gitee賬號綁定的郵箱生成密鑰對

ssh-keygen -t ed25519 -C "xxxxx@xxxxx.com"

• 查看生成的密鑰

cat ~/.ssh/id_ed25519.pub

• 復(fù)制生成后的 ssh key，返回gitee個人主頁，通過主頁 「個人設(shè)置」->「安全設(shè)置」->「SSH 公鑰」 ，將生成的“SSH密鑰”添加到倉庫中。
• 配置git用戶信息

git config --global user.name "yourname"
git config --global user.email "your-email-address"
git config --global credential.helper store

準(zhǔn)備repo

curl https://gitee.com/oschina/repo/raw/fork_flow/repo-py3 > /usr/local/bin/repo
chmod a+x /usr/local/bin/repo
pip3 install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple requests

準(zhǔn)備系統(tǒng)源碼

特別注意：請下載OpenHarmony 1.0.1 版本，后續(xù)會更新支持OpenHarmony其他版本

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

準(zhǔn)備開發(fā)板適配代碼

本樣例的代碼在本版本系統(tǒng)下還未上主干，需要clone本倉庫并將dev/device/bearpi目錄拷貝到系統(tǒng)的device目錄下面

git clone https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_smart_home.git --depth=1
cp -rfa  ~/knowledge_demo_smart_home/dev/device/bearpi ~/OpenHarmony1.01/device/

準(zhǔn)備設(shè)備側(cè)應(yīng)用代碼

設(shè)備側(cè)應(yīng)用代碼需要拷貝本倉庫的dev/team_x目錄到系統(tǒng)的vendor目錄下面，然后將本倉庫的三方庫拷貝到系統(tǒng)的三方庫目錄下面

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/

工程效果

整合并修改完成后的目錄結(jié)構(gòu)如下圖：

編譯

進(jìn)入到OpenHarmony系統(tǒng)源碼根目錄下，輸入hb set命令即可看到我們的應(yīng)用，選擇并確認(rèn)即可。

hb set  // 如果是第一次編譯，Input code path 命令行中鍵入"./" 指定OpenHarmony工程編譯根目錄后 回車。

如下圖所示，使用鍵盤上下鍵選中智能煤氣檢測系統(tǒng)。

然后輸入hb build -f命令做全量編譯

hb build -f

編譯成功后會生成固件到out/bearpi/smart_co_detection/Hi3861_wifiiot_app_allinone.bin

燒錄/安裝

本開發(fā)樣例屬于輕設(shè)備應(yīng)用樣例，其安裝需要和系統(tǒng)固件一起燒錄到SOC中。本樣例燒錄方式采用Hi3861的Hiburn燒錄工具。使用Hiburn將生成的固件out/bearpi/smart_co_detection/Hi3861_wifiiot_app_allinone.bin燒錄到Hi3861即可，如下圖所示：

詳細(xì)的代碼編譯及固件燒錄步驟，請參考 [編譯和燒錄指南]

操作體驗

設(shè)備配網(wǎng)

• 在設(shè)備上電前需準(zhǔn)備好安裝了數(shù)字管家應(yīng)用的HarmonyOS手機(jī)， 并在設(shè)置中開啟手機(jī)的NFC功能；
• 寫設(shè)備NFC標(biāo)簽;
• 燒錄完成后，上電。開發(fā)者在觀察開發(fā)板上狀態(tài)LED燈以８Hz的頻率閃爍時，將手機(jī)上半部靠近開發(fā)板NFC標(biāo)簽處；
• 無需任何操作手機(jī)將自動拉起數(shù)字管家應(yīng)用并進(jìn)入配網(wǎng)狀態(tài)，配網(wǎng)過程中無需輸入熱點賬號密碼。

設(shè)備控制

配網(wǎng)完成后，數(shù)字管家應(yīng)用會自動進(jìn)入智能煤氣檢測系統(tǒng)的控制頁面，通過控制頁面可以實現(xiàn)對智能煤氣檢測系統(tǒng)報警濃度閾值的控制。

一氧化碳濃度超標(biāo)告警

當(dāng)檢測到的一氧化碳濃度數(shù)值，超過預(yù)先設(shè)定的閾值時，會通知數(shù)字管家應(yīng)用告警，并且告警消息還會推送同一家庭賬號的所有成員。

審核編輯 黃宇